为了防止全球变暖，必须减少全球的二氧化碳排放量。这一共同目标是联合国在巴黎气候协议中制定的。这对工业生产带来了深远影响。水泥行业等能源密集型行业正在努力实现工艺碳减排。除此之外，这些行业还需要化石燃料的替代品。目标是生产绿色水泥。有几种方法可以改善生产中的生命周期评估。
为什么水泥生产需要变得更具可持续性？
水泥生产的二氧化碳排放量约占全球总量的 8%。为了实现巴黎气候协议的目标，必须在 2030 年前将该数值至少减少 30%。造成这种情况的主要原因是，在整个水泥生产过程中，煅烧这一化学过程的二氧化碳排放量约占总量的50%。回转窑燃烧约占35%。包括物流在内的其他步骤共同占剩余的 15%。在水泥生产中，只能通过工艺优化和使用添加剂来减少排放。越来越多的国家开始制定加强气候保护的目标。未能达到这些目标可能会遭到经济处罚。而且，越来越多的客户和消费者也需要绿色水泥：因此，现代制造商应确保以气候友好型方式生产产品，保护环境。这也有助于他们的业务合作伙伴和客户减少碳足迹。在工业领域，目前有几种减少污染物排放的方法。
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水泥熟料煅烧需要大量能源。在传统工艺中，回转窑内的温度必须达到1400摄氏度以上。多年来，水泥制造商一直在寻找化石燃料的替代品。不适合高质回收的废物可以作为替代燃料。借此方式，这些废弃物就可成为循环经济的一部分，而不是最终被弃置在垃圾填埋场。而且，在垃圾填埋场，废弃物在分解过程中也会释放二氧化碳。除了像污水污泥这样的有机废弃物之外，塑料等物质也可以作为燃料使用。 替代燃料的处理具有挑战性，因为废物的成分并不固定。这就给正确配料带来了困难。在将废弃物运送到窑炉时，如果物料重量轻且体积大，就可能会发生桥接和堵塞。物料流动和燃料质量变化问题也会导致燃烧器火焰和温度异常变化。在这些不利的情况下，会产生影响水泥质量 。业内已制定出解决这些问题的方案：在 专业测试中心，可先对废弃物的质量和流动特性进行测量和评估，然后再将其作为燃料使用。生产线针对不同密度和质量的物料进行了优化。 |
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煤粉不再是现代水泥生产工厂使用的主要燃料。但是，由于替代燃料的热值波动较大，因此仍然需要化石燃料进行补偿。此外，废弃物本身不能用来烧窑，只有达到目标温度后才有可能使用。由于仍然需要煤粉来补偿热值波动，而且在窑炉被堆积物污染时，也需要靠煤粉燃烧来进行清理。因此，该燃料必须以较小的量计量，并以不同的方式输送到流程中。因此，水泥行业减少了对煤粉的使用，进而降低了二氧化碳排放量并保护了环境。 |
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全氧/纯氧工艺可以减少水泥生产中的二氧化碳排放。燃烧时使用的不是空气，而是高浓度氧气或者纯氧。这有利于随后捕获破坏气候的二氧化碳。二氧化碳不会再泄漏到大气中，而是被收集和储存起来。此外，当在全氧/纯氧下燃烧时，只需较少的燃料就能达到所需温度，这也为能量平衡带来有利影响。然而，该工艺在技术上比较复杂。如果氧气含量过低，燃烧不充分，就会产生有毒的一氧化碳。在某些情况下，产品的质量也会受到影响。为了尽可能降低这种风险，全氧/纯氧工艺还需要精确可靠的物料计量。 |
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大多数改进水泥生产生命周期评估的工艺，其目的都是为了减少对化石燃料的使用。然而，大部分二氧化碳是在石灰石转化为熟料的化学过程中产生的。该行业的目标之一就是通过加入混合材来降低熟料含量。例如，使用超细研磨石灰石和混凝土，以及飞灰、粒化高炉矿渣和矿渣。水泥基建筑材料混凝土的主要特性是粘聚性、强度和硬度。这种材料不应受到熟料含量减少的影响，以便仍能保证较高的产品质量。水泥生产中的混合系统必须以精确的比例计量和混合不同的原料，这样随后才能生产出高质量的混凝土。 |
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结论：未来将面临很多挑战
世界人口正在不断增长。从全球来看，仍有大量的建筑项目正在进行中。因此，对作为建筑材料的绿色水泥和混凝土的需求不太可能下降。与此同时，气候保护对于限制全球变暖来说变得愈加重要。为了保护环境，水泥生产必须变得更加绿色环保。特别是在欧洲，很多水泥厂已经开始寻找化石燃料的替代品，并投资于低排放生产。然而，在全球范围内，现代化改造工作还明显不足。制造商面临的减排压力将继续增加。这些公司越关注绿色生产和可持续性的提高，替代燃料就会变得越来越稀缺。特别是在回收利用率高的国家，可用物料的质量会因此下降。
这对机器部件制造商来说是一个挑战：水泥生产设备经设计必须能够使用多种散状物料。替代燃料的成分可能会有很大差异。水泥生产中添加剂的掺入量要求极为精确。混凝土作为建筑材料，其质量不能受到影响。有了现代化系统，即使在更苛刻的条件下，也肯定能确保精确计量。因此，要找到未来的良好解决方案，专业知识和经验至关重要。
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