低碳水泥的成本与传统方法相比如何？
低碳水泥技术可以在成本上具备竞争力，甚至比传统的碳捕集和水泥生产方式更便宜。一项研究发现，利用海水淡化盐水生产绿色氧化镁水泥，每吨二氧化碳的减排成本为48至61.8美元，低于目前许多其他可用的二氧化碳减排技术[1]。另一项针对水泥厂先进胺基碳捕集技术的研究表明，采用第二代系统（哌嗪/2-氨基-2-甲基-1-丙醇，即PZ-AMP）可实现99.7%的碳捕集率，每吨二氧化碳的减排成本为72美元——比使用单乙醇胺（MEA）的标准90%捕集工艺低18%，并且若采用更便宜的蒸汽生产，成本可能降至每吨56美元以下[3]。这些数据表明，水泥行业的深度脱碳不仅在技术上可行，在经济上也是可行的。
低碳水泥的性能能否媲美传统混凝土？
是的，许多低碳水泥在力学性能上能够达到甚至超越普通硅酸盐水泥。例如，用20%的陶瓷废料粉末替代水泥后，与普通混凝土相比，抗压强度提高了11%，劈裂抗拉强度提高了20%，抗弯强度提高了12.5%；而将20%陶瓷废料粉末与10%稻壳灰结合使用时，这些提升幅度分别达到了14%、28%和19%[4]。另一项研究中，在低碳硫铝酸盐水泥中添加碳纳米管，使其抗压强度最高提升37%，抗弯强度最高提升32.7%[2]。同样，在高铁水泥中仅添加0.5%的铁铝酸盐水泥熟料，3天抗压强度提高了18%，28天强度提高了7.8%[8]。这些结果表明，低碳水泥并非妥协之选——它们甚至可能比传统产品更坚固。
推广低碳水泥的主要障碍是什么？
尽管低碳水泥在成本和性能上展现出潜力，但其规模化推广仍面临多重障碍。许多技术尚处于早期开发阶段，需要经过严格的全生命周期评估来验证其碳减排承诺[6]。例如，虽然理论上到2050年利用海水淡化盐水可满足全球14%–43%的水泥生产需求，但这取决于区域盐水的差异性和工艺优化[1]。此外，水泥行业要实现净零排放，很可能需要供给侧创新（如碳捕集和替代燃料）与需求侧措施（如在建筑中更高效地使用水泥和混凝土）相结合，而非依赖单一技术[7]。针对中国水泥行业的路线图预测，到2060年，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术可贡献33%的减排量，而低碳水泥熟料生产与替代原材料合计将贡献55%[5]。这凸显出没有任何单一解决方案能独当一面，多管齐下的策略至关重要。
关于这些来源
该回答基于8篇经同行评审的研究——发表于2022年至2025年间，其中3篇为2024年及以后发表，4篇发表于Q1期刊，累计被引用384次——这些研究是从14篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而该14篇文献又源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的66篇论文。
本文引用的文献
利用海水淡化浓盐水生产绿色水泥：助力全球二氧化碳减排
利用海水淡化盐水与可再生电力生产绿色氧化镁水泥，每吨可减少48至61.8美元的二氧化碳排放，理论上到2050年可满足全球水泥产量的14%至43%。
理解碳纳米管在低碳硫铝酸盐水泥基复合材料中的作用
在低碳硫铝酸盐水泥中添加碳纳米管（质量分数0.15%），相较于普通水泥，其抗压强度提高了37%，抗折强度提升了32.7%。
采用先进胺基碳捕集技术的零排放水泥厂
先进的胺基CO₂捕集系统（PZ-AMP）能以每吨CO₂减排成本72美元实现99.7%的捕集率，比标准90%的MEA工艺低18%，若采用更廉价的蒸汽，成本可降至每吨56美元以下。
利用副产品部分替代水泥的环保混凝土
用陶瓷废粉替代20%的水泥，使抗压强度提高11%，抗拉强度提高20%，抗折强度提高12.5%；额外添加10%的稻壳灰则进一步增强了这些性能提升。
中国水泥行业低碳技术路线图
一份关于中国水泥行业的路线图预测，到2060年，碳减排将来自能效提升（8%）、替代燃料（4%）、替代原料（27%）、低碳水泥（28%）以及碳捕集、利用与封存技术（33%）。
净零排放是否可行：水泥与混凝土脱碳技术的系统性综述
大多数新兴的水泥脱碳技术仍处于早期阶段；要实现净零排放，需要采取多管齐下的策略，结合材料创新、替代燃料和效率提升。
高效利用水泥和混凝土，以减少对净零排放供给侧技术的依赖。
仅靠供给侧的努力，到2050年可使日本水泥循环中的二氧化碳排放量减少高达80%；剩余的20%缺口可通过在建筑中高效使用水泥和混凝土来弥补。
一种复合低碳水泥策略：高铁水泥掺加铁铝酸盐水泥
在高铁水泥中添加0.5%的铁铝酸盐水泥熟料，可使3天抗压强度提高18%，28天强度提高7.8%，同时细化孔隙结构。