水泥業是全球碳排放的重要來源,約占7-8%。製造水泥時會燃燒石灰石與煤炭,產生大量二氧化碳,因此降低碳排放成為關鍵議題。
水泥的製造過程
水泥的生產包含四個主要步驟:採礦、生料研磨、熟料燒成和水泥研磨。
1. 採礦
石灰石是水泥的主要原料,採礦時會先鑽孔、取樣、化驗,確認成分後,根據地形與礦區規劃進行開採。石灰石經炸藥破碎後,由卡車運至工廠,並透過碎石機粉碎儲存。其他原料如矽砂、鐵渣則透過採購獲取,存放於原料區備用。
2. 生料研磨
將石灰石(含碳酸鈣80%以上)、粘土、矽砂、鐵渣等原料,按照適當比例混合並送入研磨機粉碎。粉碎後的生料經過處理,最後儲存在生料庫中。
3. 熟料燒成
生料先在預熱塔與預熱室內加熱,再進入旋窯,在 1450~1500℃ 的高溫下燒成半熔融狀態。熟料隨後掉入冷卻機冷卻,最後存入熟料庫。
在此一過程中水泥原料石灰石的碳酸鈣(CaCO3)成分加熱,會分解為氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2),且加熱過程中化石燃料燃燒也會產生大量二氧化碳。
4. 水泥研磨
熟料與石膏進入水泥磨,研磨至標準細度,形成水泥。研磨過程中,可根據客戶需求加入矽質、鋁質或爐石粉等添加劑,製成不同種類的水泥,如飛灰水泥、高爐水泥及矽質水泥。水泥製成後,需進行強度測試,確保水泥的品質與適用性。
水泥業減碳方法
1. 使用替代燃料與原料
- 以生物質燃料或廢棄物燃料取代煤炭,減少碳排。
- 用高爐礦渣、粉煤灰等工業副產品,降低水泥熟料比例。
2. 碳捕捉與再利用(CCU)
- 轉化CO₂為碳酸鈣或合成燃料,增加應用價值。
- 與其他產業合作,將捕獲的CO₂用於混凝土養護等用途。
這些減碳策略不僅能減少環境影響,還能提升產業競爭力。透過技術創新與政策支持,水泥業正朝向更永續的發展邁進。