作为混凝土的主要成分,仅水泥一项就占全球温室气体排放量的约 8%。随着城市化的蓬勃发展和每年约 300 亿吨混凝土的浇筑,寻找可持续替代品的压力是巨大的。虽然气候问题的讨论通常围绕能源、交通和农业展开,但建筑行业仍然是一个沉睡的巨人。然而,德国的创新研究正开始改变这一现状。
在德累斯顿的一家研究所里,科学家们正在开发一种革命性的建筑材料,这种材料来自蓝藻(俗称蓝绿藻)。这些存在了 20 多亿年的古老微生物能够进行光合作用,吸收二氧化碳并产生氧气。通过模仿蓝藻形成石灰岩状结壳(即叠层石)的自然过程,研究人员成功地创造出一种不仅能避免二氧化碳排放,还能主动从大气中捕捉碳的材料。
这种生物方法从根本上重新构想了建筑。在生产水泥的过程中,石灰石的烧制温度超过 1400 摄氏度,会排放大量的二氧化碳,而这些细菌可以在室温下在透光的模具中工作,与沙子、麻纤维甚至建筑垃圾等添加材料结合。随着细菌的光合作用,它们开始矿化,沉积碳酸钙,形成材料的结构骨架。
虽然由此产生的产品不像传统混凝土那样致密或承重,但它在非结构元件方面的潜力却很可观。其应用可能包括隔热板、外墙材料,或用于重量和抗压强度要求不高的室内用砖。目前正在进行的测试正在研究各种基材组合,旨在平衡环境影响和耐久性。
然而,尽管科学前景广阔,但工业升级仍不确定。目前的研究经费主要来自学术资助,下一阶段需要进行详细的生命周期分析和试生产,目前仍在等待足够的资金支持。这正是欧洲资助战略的一个关键盲点。
欧盟和各国每年向建筑和脱碳项目提供数十亿美元的补贴。然而,这些资金大多偏向于成熟技术或短期投资回报模式。细菌混凝土等高风险、高影响的创新仍处于早期阶段,难以获得从实验室走向市场所需的支持。例如,在葡萄牙等国,支持往往倾向于木材等传统生物基材料,而真正具有颠覆性的生物技术仍被搁置一旁。
此外,培养蓝藻所需的能源投入,特别是照明和温度控制,也引起了人们的关注。如果不适当整合到可再生能源系统中,微生物生长的碳足迹可能会抵消部分环境收益。研究人员已经意识到这些权衡问题,并正在积极寻求优化培养和能源利用的方法。
在这种情况下,葡萄牙等国具有得天独厚的领先优势。葡萄牙拥有充足的阳光、广阔的沿海通道以及不断增长的太阳能和海洋能投资,具备了为此类生物技术过程提供可持续动力的所有天然要素。与依赖化石燃料或进口能源相比,利用可再生能源进行本地化生产不仅可以使蓝藻材料变得可行,还可以成为气候负责型制造的典范。
现在需要的是协调努力,重新思考建筑补贴和研究支持。除了碳捕获和避免排放之外,这类材料还能重新定义我们对废弃物的看法,并将废墟甚至沙漠中的沙子转化为新的、可再生的建筑构件。如果有机会扩大规模,此类创新将成为气候难题中的关键一环。
德累斯顿的工作证明,可持续的资源节约型建筑并非遥不可及。它已经在培养皿和试模中悄然成形,只待有机会建造未来。
Paulo Lopes is a multi-talent Portuguese citizen who made his Master of Economics in Switzerland and studied law at Lusófona in Lisbon - CEO of Casaiberia in Lisbon and Algarve.
