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位於加利福尼亞海岸的莫斯蘭丁發電廠的渦輪機燃燒天然氣，以輸出超過1000兆瓦的電力。剩餘的 700 華氏度（370 攝氏度）的廢氣中含有至少百萬分之 30,000 的二氧化碳（CO2）——導致全球變暖的主要溫室氣體，以及其他汙染物。
如今，這些煙氣從發電廠巨大的煙囪中飄散而出，但是一家名為 Calera 的加州新公司表示，只需將其鼓泡透過附近的海水，就可以利用超過 90% 的二氧化碳來製造有用的東西：水泥。
這是一種轉變，可以將汙染物變成減少溫室氣體的方法。水泥主要由矽酸鈣組成，需要透過燃燒化石燃料將石灰石和其他成分加熱至 2,640 華氏度（1,450 攝氏度），並且根據美國環境保護署的資料，水泥是美國第三大溫室氣體汙染源。生產一噸水泥會排放大約一噸的二氧化碳，在某些情況下排放量甚至更高。
雖然 Calera 製造碳酸鈣水泥的過程不會消除所有二氧化碳排放，但它會顛倒這個等式。“我們每生產一噸水泥，就會封存半噸二氧化碳，”Calera 的創始人、晶體學家布倫特·康斯坦茨說。“我們可能擁有迄今為止最好的碳捕獲和儲存技術。”
從聯合國政府間氣候變化專門委員會到世界八大最富裕國家（G8）的領導人，各領域的專家都認為碳捕獲和儲存對於應對氣候變化至關重要。其理念是捕獲燃燒化石燃料（如煤或天然氣）時產生的二氧化碳和其他溫室氣體，然後將其永久儲存起來，例如在深海玄武岩地層中。
Calera 的工藝透過將二氧化碳儲存在有用的產品中，使這一理念向前邁進了一步。根據波特蘭水泥協會（PCA）的資料，美國在 2006 年使用了超過 1.22 億噸波特蘭水泥，而中國至少使用了 8 億噸。
Calera 的工藝本質上模仿了海洋水泥，海洋水泥是珊瑚在製造其外殼和珊瑚礁時產生的，它利用海水中鈣和鎂，在正常溫度和壓力下形成碳酸鹽。“我們將二氧化碳轉化為碳酸，然後製成碳酸鹽，”康斯坦茨說。“我們只需要水和汙染物。”
該公司採用噴霧乾燥器，利用煙氣中的熱量來乾燥混合水和汙染物產生的漿液。“燃氣發電廠基本上就像把一個噴氣發動機連線到地面，”康斯坦茨指出。“我們利用煙氣的廢熱。反正它們也要把廢熱排放到大氣中。”
本質上，該公司正在製造粉筆，這就是所得水泥的顏色：雪白色。乾燥後，Calera 水泥可以用來替代通常與岩石和其他材料混合的波特蘭水泥，以製造從道路到建築物中的混凝土。“我們認為，既然我們用水泥製造二氧化碳，那麼你用得越多越好，”曾經制造醫用水泥的康斯坦茨說。“把牆壁做成五英尺厚，封存二氧化碳，在夏天更涼爽，在冬天更溫暖，而且抗震性更強。或者把路修得厚一倍。”
當然，Calera 並不是唯一一家追求這個想法的公司，只是最先進的一家。位於加利福尼亞州聖巴巴拉的碳科學公司計劃利用煙氣和採礦作業後剩餘的水（所謂的礦泥，通常富含鎂和鈣）來製造類似的水泥。位於新斯科舍省哈利法克斯的碳感知解決方案公司計劃透過將新鮮批次暴露於煙氣中來加速水泥吸收二氧化碳的自然過程。許多公司正在致力於減少波特蘭水泥製造的能源需求。碳科學公司總裁兼執行長德里克·麥克利什表示，關鍵是確保這些特種水泥具有與波特蘭水泥相同的效能，並且成本相同或更低。
但波特蘭水泥協會的土木工程師史蒂文·科斯馬特卡說，這些公司可能還會發現，讓監管機構批准其水泥，更重要的是讓建築行業接受其水泥是一項挑戰。“建築業非常保守，”他補充道。“PCA 花了大約 25 年的時間才更改標準，允許在波特蘭水泥混合料中加入 5% 的石灰石。所以事情進展很慢。”
Calera 希望透過首先提供其碳儲存水泥和波特蘭水泥的混合物來快速克服這一障礙，這種混合物最初不會儲存任何額外的溫室氣體，但至少可以平衡製造傳統砂漿的排放量。“這比碳中和稍微好一點，”康斯坦茨指出，他將在 2 月份舉行的世界混凝土貿易博覽會上向整個行業闡述他的觀點。“僅此一點就是向前邁出的一大步。”
“你可以把這種碳酸鈣新增到波特蘭水泥中嗎？當然可以，”科斯馬特卡說。“你可以把它新增到預拌料中以取代一些波特蘭水泥嗎？你可能也可以做到這一點。”這將有助於控制建築物產生的溫室氣體排放——包括建造建築物和建成後為建築物供電產生的排放——這佔美國全球變暖汙染的 48%。
Calera 水泥的原材料也沒有任何限制：含有數十億噸鈣和鎂的海水覆蓋了地球的 70%，而僅在美國，2775 家發電廠在 2006 年就排放了 25 億噸二氧化碳。該工藝產生去除鈣和鎂的海水，非常適合海水淡化技術，但可以安全地排放回海洋。將 Calera 工藝連線到美國 600 多家燃煤發電廠，甚至鋼鐵廠和其他工業來源更具吸引力，因為燃燒煤產生的煙氣中含有高達百萬分之 150,000 的二氧化碳。
但 Calera 從最清潔的化石燃料——天然氣開始。該公司在莫斯蘭丁建立了一個試驗工廠，因為加利福尼亞州即將透過限制發電廠和其他來源排放二氧化碳量的法規，而天然氣是該州發電廠的主要燃料。據康斯坦茨稱，一些煙氣已經通過了該公司的工藝流程。“我們在試驗工廠使用燃氣發電的排放物作為二氧化碳來源，每天生產多達 10 噸，”他說。“這些材料將用於評估。”
加利福尼亞州交通運輸部（Caltrans）表示有興趣測試這種水泥，莫斯蘭丁發電廠的所有者 Dynegy 也對此很感興趣。雖然尚未達成正式協議，“他們提出的從煙氣中捕獲二氧化碳並將其轉化為有益的可銷售產品的技術聽起來對我們來說非常有趣，”Dynegy 發言人戴維·拜福德說。“有非常好的技術可以捕獲其他汙染物的排放。碳問題是我們現在才開始關注的問題，到目前為止，它一直非常難以捉摸。”