这项丹麦发明可让全球水泥生产实现近二氧化碳零排放

水泥生产工艺在过去 175 年中基本没有改变，并且只有化石燃料能够提供生产所需的高温。水泥生产大致以石灰石为原料，添加铁、铝和硅酸盐物质，在一座长长的回转窑中以约 1450 摄氏度的高温煅烧。煅烧后的物料被研磨成细粉，再与石膏及其他材料混合，最终制成成品水泥进行销售。

在煅烧过程中，石灰会释放出相当于自身重量一半的二氧化碳。其余的碳排放，则来自煅烧所消耗的大量化石能源。

长期以来

长期以来，水泥行业始终迫切呼唤绿色低碳解决方案。但要在不依赖化石燃料的前提下，实现工艺所需的 1500℃超高温加热，一直是行业面临的核心技术瓶颈之一。除此之外，引入新型清洁能源还会给复杂的生产流程带来诸多不确定因素，例如热空气在窑炉内的分配方式与循环利用路径，以及如何依托新工艺实现纯净二氧化碳的高效捕集，都是亟待解决的关键问题

如今，这两位丹麦工程师已经攻克了这些难题。他们并没有依赖大量全新技术，其独特之处在于将成熟现有技术与电气化、余热回收相结合，并且形成了一套切实可行的方案。该方案也得到了该领域顶尖专家的支持。

整个生产过程完全无需燃烧，仅以电能作为能源。与此同时，分离出的二氧化碳纯度极高，可直接进行冷却、压缩并封存于地下，无需后续捕集或化学净化处理。COWI 公司水泥脱碳专家莫滕・德里夫肖姆表示

“未来，水泥生产设施将建在绿色电力富余且具备二氧化碳封存条件的地区。这标志着水泥行业将迎来一种全新的、分散式的可持续商业模式

 水泥绿色生产中的一个关键部件是研发出的e-UltraHeater（超高温电加热器），它能够利用绿色电力提供超过 3000°C的工艺热源。该生产过程还可以进行负荷上下调节，从而适配电价波动，并与其他可再生能源发电协同运行。

奥尔堡大学教授麦斯・帕格・尼尔森指出，这种全新生产方式将使水泥生产的灵活调控变得更加简便，同时也能将捕集到的二氧化碳用于生产其他可持续产品

这两位来自北日德兰半岛的工程师已为这种全新生产工艺研发出立式窑炉（e-VertikalKiln） 并申请了专利。该窑炉的功能适配水泥生产中 e-UltraHeater 的使用以及煅烧过程中的二氧化碳提取

前景展望

凭借这两位丹麦人的发明，水泥生产将从全球范围内最大的二氧化碳排放源之一，转变为零排放 —— 或近乎零排放的产业

这将使建筑行业朝着满足即将到来的严格碳排放要求迈出重要一步

奥尔堡大学教授麦斯・帕格・尼尔森表示：“若这项技术得以落地应用，对于一个至今缺乏有效解决方案的行业而言，将是一次重大突破。现有方法运营与维护成本高昂，且能耗巨大，因为它们需要配备加热与冷却的复杂系统

丰斯公司（Føns Transformers）与奥尔堡大学能源系已在实验室层面成功验证了多项基础原理。当下的关键是对该技术进行规模化放大，并在实际生产环境中开展测试环境

演示模型测试一结束，我们就准备投入生产。丹麦能源技术发展与示范项目（EUDP）和丹麦能源产业集群为此提供的资金支持，其价值不可估量

弗莱明・布斯・本迪克森和莫恩斯・尤尔・丰斯总结道：

“我们当然希望从这款产品中获得收益。但最重要的，是让我们的技术真正投入使用。考虑到水泥生产所产生的巨量碳排放，每一座新建的相关工厂，都将为气候事业作出积极而有益的贡献。

两位发明人介绍

这项发明背后的两位工程师，均为各自领域内拥有丰富经验的专业专家

莫恩斯・尤尔・丰斯（Mogens Juhl Føns）于 1989 年毕业于丹麦技术大学（DTU），获机械工程学位。他的工程生涯大部分时间都服务于全球水泥行业，在高温工艺领域拥有深厚的专业知识与丰富经验。他同时是土耳其一家大型生产与销售公司的联合所有人，该公司面向全球供应丰斯德尔塔篦冷机（Fons Delta Cooler）。目前该设备已售出超 100 台，中国已有 200 多家水泥厂通过技术许可方式安装了这款篦冷机

弗莱明・布斯・本迪克森于 1997 年毕业于奥尔堡大学，是一名大电流工程师。他拥有电机设计与调控专业的博士学位，同时也是磁系统领域的专家。在职业生涯中，他曾任职于或合作于丹麦多家大型企业

Mogens Juhl Føns:

• 莫根斯・尤尔・丰斯
• 1989 年 丹麦技术大学（DTU）机械工程师
• 曾任职于：朗贝尔（Rambøll）、史密斯（FLSmidth）公司
• 1996 年起担任顾问，服务客户包括：阿法拉伐（Alfa Laval）、史密斯（FLSmidth）等
• 2020–2023 年 CemGreen 公司联合所有人
• 参与中国水泥熟料冷却机项目建设
• 2010 年起担任丰斯国际科技公司联合所有人，为全球水泥行业研发、生产并交付300 余台熟料冷却机
• 专利申请量超 20 项
• e-UltraHeater（超高温电加热器）与 e-VertikalKiln（立式电窑炉）联合发明人

Flemming Buus Bendixen:

• 弗莱明・布斯・本迪克森

  • 1997 年 奥尔堡大学，大电流工程师
  • 2005 年 电机设计与控制专业博士学位
  • 变压器磁系统领域专家
  • 工作经历：格兰富、维斯塔斯、辛特克斯
  • 1999 年起担任顾问，服务客户包括：阿法拉伐、B&O、达利、Nano Nord、R&D Testsystems
  • 2022 年至今 丹麦磁学协会主席
  • 专利申请量超 25 项
  • e-UltraHeater（超高温电加热器）与 e-VertikalKiln（立式电窑炉）联合发明人