建筑行业是全球碳排放的主要源头之一,每年因水泥、钢材和铝材生产产生的二氧化碳排放量高达25亿吨,其中仅水泥和混凝土就贡献了约15亿吨,占全球总排放量的8%。与此同时,建筑行业也是资源消耗大户。2022年,德国从环境中开采了约5.71亿吨矿物原料,其中建筑垃圾高达2.1亿吨,成为最大的废弃物流,这些材料经处理后可作为宝贵的再生资源。
为应对这一挑战,柏林市政府启动了CORE项目,旨在通过技术创新减少建筑业的温室气体排放和资源消耗。该项目由柏林参议院环境管理部门资助,历经三个阶段,联合了neustark AG、Heim集团、Berger Beton、CEMEX德国、ifeu研究所及柏林自然博物馆等多家机构,共同推动固碳再生混凝土(RC-Beton)的研发与应用。
核心技术由neustark AG开发,利用生物源二氧化碳处理废旧混凝土中的骨料。通过注入系统,二氧化碳与废旧混凝土中的钙反应生成方解石形式的碳酸钙,形成新型固碳骨料。这种材料符合德国混凝土产品标准(DIN 1045-2),可替代部分天然骨料,并有望降低混凝土中的胶凝材料用量,实现资源节约与碳汇功能的双重目标。
在柏林阿德勒霍夫(Adlershof)的柏林自然博物馆新馆扩建项目中,CORE 3阶段成功应用了该技术。该项目采用钢筋混凝土框架结构,以满足高荷载需求。通过优化配合比并应用新修订的DIN 1045-2标准,约1.2万立方米的构件采用了含高比例再生骨料及矿化骨料的混凝土。相比传统CEM I水泥混凝土,该方案将碳排放从3200吨降至1360吨,降幅达57%,若计入碳封存效应,相对减排约25%。
项目回顾显示,CORE 1阶段(2020-2021)在实验室验证了技术可行性与生态潜力;CORE 2阶段(2021-2022)实现了规模化应用,并在柏林Friedenauer Höhe住宅项目中浇筑了200立方米固碳混凝土,同时获得了DIN EN 12620认证。2023年9月,德国首套固碳骨料生产线在柏林Marzahn正式投产,标志着该技术已具备商业化条件。
柏林通过《柏林招标与采购法》(BerlAVG)强制要求公共项目在5万欧元以上必须考虑环保标准,并依托《采购与环境行政规定》(VwVBU)推动绿色建材应用。这种政策引导与技术创新的结合,为德国乃至全球建筑业的低碳转型提供了可复制的范本。
对于中国建筑业而言,柏林案例表明,通过政策激励、标准更新与技术创新的协同,完全可以在保障结构安全的前提下,显著降低混凝土碳足迹,值得在“双碳”目标下深入借鉴与探索。
