水泥製造佔全球 CO2 排放約 8%。低碳水泥如何減少碳排？台灣水泥業面臨哪些壓力與機會？

為什麼水泥是碳排放的大問題？

水泥是全球使用量僅次於水的材料，每年全球生產約 42 億噸水泥。但水泥的製造過程碳排放極高，佔全球 CO2 排放約 8%——如果水泥業是一個國家，它的碳排放量將僅次於中國和美國，排名世界第三。

水泥碳排放高的原因有兩個：

1. 化學反應排放（約60%）

水泥的主要成分「熟料（Clinker）」是將石灰石（CaCO3）在 1,450°C 的旋窯中煅燒而成。這個化學反應本身就會釋放 CO2：

CaCO3 → CaO + CO2

每生產一噸熟料，化學反應就會釋放約 0.53 噸 CO2，這是無法透過改善燃料效率來避免的。

2. 燃料燃燒排放（約 40%）

要維持 1,450°C 的高溫，需要燃燒大量化石燃料（煤炭、石油焦），這又產生額外的 CO2。

低碳水泥有哪些策略？

低碳水泥不是單一產品，而是一系列減碳技術的統稱。主要策略如下：

熟料替代：最成熟的減碳方案

熟料替代是目前最成熟、最廣泛使用的低碳水泥策略。原理很簡單：減少水泥中熟料的比例，用其他材料替代。

常見替代材料

台灣的水泥業已廣泛使用爐石粉和飛灰，但隨著燃煤電廠退場，飛灰供應將面臨短缺，需要尋找新的替代方案。

新型水泥化學：未來的希望

LC3 水泥（Limestone Calcined Clay Cement）

l 使用石灰石和煅燒黏土替代最高50%的熟料

l 原料全球豐富、取得容易

l 減碳約30-40%

l 已在印度、古巴等國試產，可能是短中期最具潛力的方案

 地聚合物水泥（Geopolymer Cement）

l 完全不使用傳統熟料，以飛灰或爐石粉為基材

l 理論上可減碳 60-80%

l 挑戰：配方穩定性、標準化、供應鏈建立

 碳礦化水泥

l 在水泥製程中注入 CO2，使其與鈣反應生成碳酸鈣

l CO2 被永久封存在水泥產品中

部分技術已進入商業化階段（如 CarbonCure、Solidia）

碳捕捉與封存（CCUS）在水泥業的應用

由於水泥製程中 60% 的碳排來自化學反應（無法靠換燃料解決），碳捕捉被視為水泥業深度脫碳的關鍵技術：

l 海德堡材料（Heidelberg Materials）：挪威 Brevik 廠建設全球首座水泥業全規模碳捕捉設施，預計捕捉 40 萬噸 CO2/年

l 台泥（Taiwan Cement）：花蓮和平廠已進行碳捕捉試驗，並投資微藻固碳技術

l 挑戰：CCUS 設備投資龐大，每噸 CO2 捕捉成本約 50-100 美元

台灣水泥業的減碳挑戰與機會

主要業者

碳費對水泥業的影響

台灣碳費 2025 年上路（一般費率 300 元/噸 CO2e），水泥業屬於高碳洩漏風險產業，雖有折扣，但長期費率將逐步調升。以台泥為例，年碳排約數百萬噸，碳費成本將非常可觀。

對建築業的連鎖效應

1.水泥價格上漲：碳費成本將轉嫁到水泥售價

2.低碳混凝土需求增加：業主和設計師將更偏好低碳配方

3.綠建築認證要求：LEED、EEWH 對建材碳排放的要求越來越嚴格

4.規格標準更新：CNS 和建築技術規則可能納入低碳混凝土規格

建築設計師與業主可以做什麼？

1.指定低碳混凝土配比：要求混凝土廠商使用高爐石粉比例

2.要求建材 EPD：選用有環境產品宣告的水泥和混凝土產品

3.結構最佳化：透過精確結構計算減少混凝土用量

4.考慮替代結構系統：在適當場景使用木構造或鋼構（再生鋼）

5.全生命週期評估：在設計階段進行 LCA 分析，比較不同建材方案的碳排差異

全球水泥業減碳路線圖

全球水泥與混凝土協會（GCCA）提出的 2050 淨零路線圖目標：