今天就交付明天的建筑材料

采石场的产品/ 2022年11月3日
盖伊·伍德福德
在位于法国里昂的豪瑞全球研发总部工作的Edelio Bermejo博士。图片:豪瑞

Edelio Bermejo博士是豪瑞的研发(R&D)和知识产权(IP)全球主管。他管理着一个庞大而极具天赋的团队,在世界各地工作,每天都在研究新的、更环保的建筑材料,以降低全球建筑业显著的碳足迹。聚合业务编辑盖伍德福德跟他谈了他的重要工作。

水泥和建设行业是世界上CO₂排放量最高的行业。仅水泥行业就占全球排放的8%,与农业的12%相差不远。在这种背景下,在我们团队的电话中,Edelio Bermejo博士热衷于阐明如果水泥和混凝土行业要实现到2050年净零混凝土的宏伟目标,那么发现和利用更绿色建筑材料的重要性就不足为奇了。

“纵观全球人口增长,到2050年,地球上将新增约25亿人口,其中80%将生活在垂直和水平建设的城市地区。到2050年所需的基础设施有三分之二尚未建成。混凝土的需求量将会很大,而当我们排放CO₂时,我们别无选择,只能脱碳,实现净零排放。我们需要重新思考如何设计每一栋建筑或其他结构,在不降低最终质量的前提下减少材料的用量。不要忽视当下也是很重要的。今天,每个月都有相当于纽约市的建筑建成!”

Bermejo强调,随着全球水泥和混凝土行业越来越接近2050年的净零排放目标,它将需要来自各国政府和其他机构的大量财政援助,如世界银行和国际货币基金组织(IMF),以建设和维护所需的基础设施,以储存和利用捕获的CO₂。

EB博士
Edelio Bermejo博士是零碳:替代燃料和原材料202211月10日和11日在葡萄牙里斯本举行。图片:豪瑞

当被问及中国在全球水泥行业到2050年实现脱碳的努力中所扮演的角色时,贝梅霍回答说:“当中国认定没有其他不脱碳的方法来生产混凝土和水泥时,他们就会这么做。2008年,他们认为水泥生产商太多了——大约2000家。它们排放了大量的碳。中国政府随后表示,四年之内,我只希望有200家企业继续运营。其余的将被关闭。”

“当时的情况是,非常老的工厂被关闭了,然后较大的企业收购了较小的工厂,投资于新的、更环保的生产技术。因此,在减少CO₂排放方面取得了巨大进步。”

聚合业务最近报道称,豪瑞(Holcim)推出了世界上第一个1.5°C的水泥行业脱碳科学框架,这是其与科学目标倡议(SBTi)的合作成果。该2030年目标框架由SBTi独立制定,并与代表学术界、民间社会和工业界的专家咨询小组合作,以严格和科学驱动的方式实现水泥脱碳。净零排放标准为企业提供了强有力的认证,以向消费者、投资者和监管机构证明,它们的净零排放目标正在以将全球变暖控制在1.5°C所需的速度和规模减少排放。

Bermejo是西班牙和法国双重国籍的人,考虑到他的主要发言人参与了零碳:替代燃料和原材料202211月10日和11日。该活动将在葡萄牙里斯本的Pestana Palace酒店和国家纪念碑举行,以会议和展览为特色,关注全球最大的水泥和建筑公司的议程主题。

为突出会议的整体主题,打破旧的习惯和模式贝尔梅霍在豪瑞位于法国里昂的最先进的研发总部工作,他将讲述豪瑞在水泥行业的脱碳战略。豪瑞将超过80%的创新资源用于开发可持续的产品和解决方案。

该集团2020年推出的ECOPact系列绿色混凝土在全球广受欢迎,而其最近推出的ECOPlanet系列绿色水泥据说在性能相当优越的情况下,至少减少了30%的碳足迹。豪瑞公司计划到2030年生产1亿吨回收材料,并利用3D打印等技术,在不影响性能的前提下减少70%的材料使用量。该集团还制定了到2050年全价值链净零的目标。

ECOPact卡车
豪瑞ECOPact预拌混凝土车。图片:豪瑞

“我很荣幸能在这次会议上发言,并向大家展示豪瑞是该领域的全球领导者。这是一个极好的机会来关注两个关键的脱碳主题——替代燃料和替代原材料。你需要同时关注这些问题,并让大型和中小型行业公司的高级代表在场。”“整个行业都需要在这个问题上采取行动。”

Bermejo拥有材料科学博士学位,在水泥行业的产品开发、营销和运营方面有27年的经验。作为豪瑞(Holcim)全球研发与知识产权主管(过去三年半他一直担任这一职位),他的主要职责是加快现有研发项目的上市时间,围绕新想法和商业模式培养更明显的创新文化和外部伙伴关系,比如建筑行业的脱碳。

“该行业几十年前就开始了脱碳,所有主要参与者都参与其中。这意味着使用替代燃料,减少熟料因素,并在各地充分利用水泥材料,包括炉渣、火山灰和粉煤灰。目前还没有充分开发的是替代(建筑)材料的使用。

“我们2021年的净CO₂排放量为每吨水泥材料553公斤CO₂。我们正朝着实现2030年每吨胶凝材料475公斤CO₂的目标迈进。我们坚持要有中期目标。否则,你可能会说,‘伙计们,只要相信我们,到2050年你们就会得到零排放的水泥’。

ECOPlanet横幅
豪瑞为罗马尼亚客户制作的ECOPlanet绿色水泥系列广告。图片:罗马尼亚豪瑞

“与去碳同样重要的是,我们的行业要有非常明确的目标,实现循环。从豪瑞的角度来看,这意味着到2030年,(用于水泥生产的)回收材料从2021年的5400万吨增加到1亿吨。”

Bermejo说,豪瑞在里昂15,000平方米的研发中心包括210名固定的研究人员,以及一些实习人员,他们得到了位于瑞士、奥地利、中国和墨西哥的研发同事网络的支持。他解释说:“我们有一个集中的研发业务,但在研究想法方面,却非常分散。”“如果我不在马尼拉,我就无法发明马尼拉抗击洪水所需的混凝土。本地定制非常重要。我们有40多名博士学位获得者在各大洲从事基础研究。

“我们80%的研发工作与可持续性有关。我们还致力于产品数字化和市场差异化。我们拥有1800多项产品专利,其中超过三分之二与可持续性有关。我对我们的开放创新平台感到非常自豪,通过该平台,我们与120多家初创企业建立了牢固的合作关系,无论是通过金融或股权,还是通过谅解备忘录。”

我很想谈谈豪瑞(Holcim)最近对全球3D建筑打印领导者COBOD International的投资,以推进世界级的3D打印材料、机器人和自动化。在自2019年以来与COBOD合作的基础上,豪瑞的目标是扩大其专为3D打印定制的专有墨水TectorPrint的创新范围。豪瑞和COBOD在各种新颖的建筑项目上进行了合作,从与通用电气的3d打印风车塔基座,到世界上第一个3d打印学校在马拉维,非洲最大的3d打印经济适用房项目在肯尼亚。

徐薇如讲台
Edelio Bermejo博士在全球水泥和混凝土行业活动上发表演讲。图片:豪瑞

豪瑞的TectorPrint是一个创新的3D打印油墨系列,可以为从住宅建筑到基础设施的复杂应用量身定制。赋予智能设计能力,3D打印可以减少多达50%的材料使用,以更少的投入建造更好的建筑,在性能上没有任何妥协。

“我们进入3D打印领域的原因是,自动化对建筑行业的未来至关重要。如果你看看过去70年的建筑业生产率,就会发现它几乎持平或增长非常缓慢。我们真的需要提高建筑的自动化程度,其中一个大众市场的解决方案就是3D打印。有了这项技术,我们在非洲建造房屋,在欧洲建造总部。2023年,我们还将使用3D打印技术为北美通用电气公司建造混凝土风车。

“当我们使用3D混凝土打印建筑时,也有可持续性的好处,因为我们只打印所需的混凝土数量。在去年的威尼斯双年展上,我们展示了Striatus拱桥,我们和合作伙伴完全用3D混凝土打印建造。”

COBOD International还与CEMEX和其他主要的全球建筑材料公司合作,Bermejo对此表示欢迎。

“我非常高兴看到CEMEX进入这个领域。我的观点是,‘请加入我们’。我们越朝这个方向努力,就越有可能通过说服政客们相信这种方法的必要性来提高建筑标准。”

COBOD国际
豪瑞是与COBOD国际合作开发3D混凝土打印技术的主要建筑材料供应商之一。图:COBOD国际

豪瑞参与的另一个引人注目的研究领域是电动汽车的具体感应充电。“这是使用混凝土道路和人行道为行驶中的电动汽车充电。这方面的工作始于踏板车。慕尼黑宜必思酒店(IBIS)的滑板车在我们的混凝土路线上行驶时可以充电。然后我们将研究在仓库中工作的充电叉车、公共汽车,最后是在混凝土道路上行驶的汽车。我们不想在这方面产生过高的期望。这不是未来的大范围技术。这是研究。”

贝尔梅霍说,在豪瑞的家乡瑞士,国家和地方政府采用了逐步回收建筑材料的方法,使该集团在三年前开发出了世界上第一个水泥,其中包括20%的回收建筑和拆除废料。“这意味着从自然中提取的初级资源减少了20%。从那以后,我们一直在寻求推动建筑法规,并制定激励措施,使水泥中的C&D废物超过20%,不仅在瑞士,而且在整个欧洲。现在,欧盟将在几个月后出台一项新的水泥法,将允许高达35%的C&D废物用于建筑工程的水泥。这是通过标准化机构取得的重大循环建设进展。”

低碳混凝土解决方案的持续发展需要回答一个关键问题,正如Bermejo解释的那样:“今天,我们一直在用矿渣生产低碳混凝土,但矿渣供应的缺乏(主要是由于钢铁生产工厂的关闭)正在推动其价格飙升。粉煤灰在全球范围内也在消失。因此,关键问题是,“我如何开发一种没有炉渣和粉煤灰的低碳混凝土?”’”

贝梅霍说,他和豪瑞的同事们通过总部位于英国伦敦的全球水泥与混凝土协会(GCCA)与其他大型和中小型建筑材料公司密切合作。该协会代表了除中国以外全球80%的混凝土行业,其使命是将混凝土定位于满足世界对一种材料的需求,以建设和支持不断增长的现代、可持续和有韧性的社区。

2021年,GCCA发布了《2050年水泥和混凝土净零混凝土行业路线图》,提出了其成员公司的集体承诺,以确保水泥和混凝土行业在建设可持续的明天世界中发挥重要作用。

“我们参与了协会的共同科学网络,通过该网络,所有公司成员都可以受益于获取最新的行业技术,如CCUS(碳捕获、利用和存储)。与此同时,我正在领导GCCA开放创新挑战赛(Open Innovation Challenge),参赛的是最好的初创企业,他们的想法和解决方案可以通过解决水泥和混凝土的脱碳问题,使整个行业受益。”

生态星球-德国
豪瑞为德国客户生产的ECOPlanet绿色水泥。图片:豪瑞

回到重新思考所有新的全球基础设施设计方法的话题上,贝梅霍说:“我们需要思考的是,‘我怎样才能使它完全可回收,并完全符合循环经济?’”例如,今年早些时候我们进行了一个建筑项目,我们用100%回收的熟料来生产100%回收的水泥。在今年年底前,我们会展开另一项使用100%回收再造混凝土的建筑项目。我们不能每天都这样做,但它可以作为旅途的灯塔,向人们展示我们所有人可以取得的成就。”

当被问及他如何看待未来十年的全球建筑产品行业时,Bermejo回答说:“通过使用epd(环境产品声明),它将在CO₂排放量较低方面得到改善,在环境透明度方面也会有很大提高。循环经济将得到更多的接纳,数字解决方案将得到更多的使用,包括在混凝土中使用传感器来收集大量数据,这些数据可以通过人工智能有效利用。”

在谈话结束时,我问贝梅霍最喜欢和最不喜欢他的重要工作的是什么。“我喜欢自己寻找新想法。当一个新的想法出现时,没有比这更好的了。我也喜欢鼓励别人去发明。我最大的挫折是执行计划的速度太慢。我知道豪瑞是全球可持续建筑产品解决方案的领导者,但对我来说,我们有时太害羞了,不想被视为傲慢。当我看到亚马逊和谷歌在做什么时,我希望我们和他们一样傲慢!我总是对我的团队说,‘加油,加油,成为解决方案的一部分’。”

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