波特蘭石灰石I型混凝土之產品碳足跡減量策略研析
學年 114
學期 1
發表日期 2025-11-29
作品名稱 波特蘭石灰石I型混凝土之產品碳足跡減量策略研析
作品名稱（其他語言）
著者 江昭龍; 廖峰範
作品所屬單位
出版者
會議名稱 台灣化學工程學會72週年年會暨國科會化學工程學門成果發表會台日韓化學工程國際研討會
會議地點 台南市，台灣
摘要 本研究旨在探討波特蘭I型水泥（Ordanary Portland Cement, OPC）混凝土的產品碳足跡減量策略，核心聚焦於透過調整熟料比例及採用替代原料，並深入分析此舉對混凝土生命週期中「再碳酸化」（recarbonation）反應的影響。水泥產業是全球主要的二氧化碳排放源之一，其製程中約有六成的排放來自於石灰石（CaCO₃）高溫煅燒分解為熟料的過程。因此，降低水泥中的熟料比例，成為當前最具成本效益的減碳路徑。本研究以波特蘭石灰石水泥（Portland Limestone Cement, PLC）作為關鍵案例進行分析。PLC透過以5%至15%的石灰石粉末替代等量熟料，直接從源頭產生「稀釋效應」，使其在生產階段（A1-A3）的全球暖化潛勢（Golbal Warming Potential, GWP）相較於傳統OPC降低15-20%。然而，此策略引發了一個關鍵的權衡問題：混凝土的再碳酸化潛力。再碳酸化是混凝土在生命週期中自然吸收大氣CO₂，並將其礦化為穩定碳酸鈣（CaCO₃）的過程，此一機制使混凝土建物成為巨大的人造「碳匯」。研究發現，再碳酸化的能力與水泥水化後生成的氫氧化鈣（Ca(OH)₂）含量密切相關，而氫氧化鈣主要源自熟料礦物的反應。因此，降低熟料比例雖能減少前端的「隱含碳(embodied carbon)」，卻也同時削弱了後端的碳吸收能力。數據模型顯示，PLC混凝土的再碳酸化潛力較OPC約低16.1%。儘管如此，透過完整的生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA）分析，本研究證實，採用PLC的減碳效益依然顯著。其在生產階段大幅降低的初始排放量，遠超過其在再碳酸化能力上的微幅減損。綜合計算後，PLC混凝土在100年的生命週期內，其淨碳足跡（net carbon footprint）仍比傳統OPC混凝土低約15.1%。結論指出，推動低熟料水泥（如PLC）的應用，是實現混凝土產業淨零轉型的關鍵策略。此策略不僅在經濟與技術上具備高度可行性，更促使我們必須以動態的生命週期思維，重新評估建材的真實碳足跡，將生產端的減排與使用端的碳匯潛力進行整合性考量，方能制定出最有效的減碳路徑。
關鍵字 波特蘭I型水泥(OPC)、混凝土產品、再碳酸化、碳足跡減量
語言 zh_TW
收錄於
會議性質 國內
校內研討會地點 無
研討會時間 20251129~20251130
通訊作者 江昭龍
國別 TWN
公開徵稿
出版型式
出處
相關連結

機構典藏連結 ( http://tkuir.lib.tku.edu.tw:8080/dspace/handle/987654321/128265 )

SDGS 減少不平等,永續城市與社區,氣候行動,產業創新與基礎設施