罗伯特·尼文在他的混凝土二氧化碳固化装置前
如果你正身处城市，请看一看窗外。你看到的大多数东西都是由一种材料制成的，一种主宰着我们的世界的材料：混凝土。它构成了地球上几乎所有的办公大楼、购物中心、高速公路和机场的主体。人类每年生产数百亿吨的混凝土，足以沿着赤道建造一堵30米高的墙。而随着快速发展中国家的城市不断发展，未来几年内，混凝土的产量肯定还会增加。
混凝土是非常有用的，但它的成本很高。制造混凝土的行业每年产生的碳排放量约占总排放量的8%。准确说，问题出在水泥生产环节以及将沙子和碎石结合在一起形成混凝土的胶水。或者说，这有两个问题，要制造水泥，你要把石灰石和其他矿物质放入窑中，在摄氏1482的高温下烘烤。问题一： 这些窑的热量通常是由燃烧煤或其他化石燃料产生的。问题二：在热能产生的化学过程中，最终形成我们称之为水泥的灰色细小粉末，同时也会产生气态二氧化碳，作为副产品，被排放到大气中。
如果将水泥行业看成是一个国家，它将成为世界上第三大温室气体生产国，仅次于中国和美国。因此，世界各地的研究人员和企业家们都在致力于制造更清洁的混凝土项目。
目前的领头羊是一家名为“碳固化技术公司”（CarbonCure Technologies）的加拿大公司。它的目标不仅要改变混凝土的化学成分，也要改变混凝土的化学成分。
“碳固化技术公司”公司总部位于哈利法克斯市，这个小城市位于加拿大大西洋沿岸。这家公司整个员工人数用一辆校车就能装下。掌舵公司的是一个瘦瘦的、和蔼可亲的42岁工程师罗伯特·尼文（Robert Niven）。
尼文在温哥华岛上长大，那里有美丽的森林和岩石海滩。上世纪八十年代中期，他在蒙特利尔麦吉尔大学土木工程专业学习时，尼文参加了一个研究项目，目的是研究如何利用碳来帮助制造混凝土，以取代水泥。这个概念并不新鲜，但还没有人想出如何有效地大规模地实现这一目标。尼文用化学的视角看待这个问题，研究它到底如何在原子水平上发挥作用。
毕业前一年，尼文参加了在蒙特利尔举行的联合国气候变化会议。他被1万名与会者的活力所震撼。但真正让他印象深刻的是来自太平洋小岛国图瓦卢的一位代表的演讲。尼文说：“他以最动情的方式请求帮助，他说，由于海平面上升，我们正在失去我们的历史，我们的家园，我们的生计和我们的祖先。”突然间，尼文的研究不再是纸上谈兵。
两年后，尼文搬到了哈利法克斯，和当时的女友，也就是现在的妻子在一起。她的父亲恰好是一位成功的企业家，对小众的绿色项目很有兴趣，比如太阳能船用灯等，他帮助尼文将想法转化为事业。有了这个建议，再加上他未来的岳父给他的一点现金，再加上1万美元的剩余学生贷款，尼文在2007年创办了“碳固化技术公司”。公司的理念是：开发一种系统，用二氧化碳取代制造混凝土时使用的部分水泥，从而减少排放和碳的封存。
工艺流程图
最终，尼文和他的团队发明了一种工艺，即在搅拌过程中，将液化的二氧化碳（从氨气和乙醇厂等地方捕获）注入到湿混凝土中。二氧化碳会与水泥和混合料中的其他成分发生化学反应，使其再矿化成固体碳酸钙，这有助于粘结其他成分，提高混凝土的抗压强度，并取代了部分水泥。这些混凝土即使最终被粉化，当中的碳仍是土状固体。
“碳固化技术公司”已经开发出了一个出人意料的简单系统，将整个生产线带到了施工现场。一箱二氧化碳被送入一对小冰箱大小的金属盒，里面装满了阀门、电路和遥测设备，通过调节二氧化碳的流量，将其送入软管，再由软管喷入混合桶。棘手的部分是计算出不同混合物的最佳二氧化碳剂量，比如，加拿大北部机场跑道的混凝土强度、重量和外观不一定是在美国南加州的办公楼墙面上想要的。在哈利法克斯总部，“碳固化技术公司”的技术人员一直盯着一墙的监控器，
追踪着每一台机器在现实世界中的运行情况。如果在佐治亚州的工地上，一个阀门被堵住了，或者在新加坡的油箱开始低速运行，监控器都会让他们知道。
二氧化碳最终被固化到了混凝土当中
“碳固化技术公司”系统的最大卖点在于简单性。作为其客户的混凝土制造商不需要在施工现场进行搅拌和浇筑，只需要增加一点额外的硬件就可以了。尼文表示：“整个系统可以装在一个箱子里，只需要一天的时间就可以安装好，而且它可以普遍适用于世界上任何一家混凝土厂。"
这些年来，“碳固化技术公司”的技术一直在稳步提升，公司的知名度也在不断提升。2018年，该公司被评为将碳转化为商业产品的2000万美元XPrize大奖赛的10个入围者之一。同年，该公司获得了来自一笔可观的风险投资，投资方是一家专注于碳减排投资的10亿美元基金，由比尔·盖茨和其它科技巨头支持。
尼文说：“钱是有帮助，但获得认可也许更有价值。”
如今，北美和新加坡的200多家混凝土制造商都在使用其系统。领英公司硅谷园区的一座新建筑、夏威夷的一段公路和亚特兰大的一个水族馆展览都使用了“碳固化技术公司”处理过的混凝土。
据该公司称，其技术已被用于制造超过305万立方米的二氧化碳捕获混凝土，节省了约64000吨的排放量。
但从总体来看，“碳固化技术公司”的影响还是相当小的。在少数情况下，客户的水泥使用量减少了20%，但平均水平接近5%。
好消息是，“碳固化技术公司”的竞争对手越来越多，其中包括该XPrize的其他三个入围者。其中一个竞争对手，位于美国新泽西州的Solidia公司，使用了类似的概念，似乎得到了更好的效果，但截至2月，这家公司只生产预制混凝土块。另一家是加拿大阿尔伯塔省的碳循环技术公司（Carbon Upcycling Technologies），该公司将气态二氧化碳与粉煤灰（燃煤电厂的废旧产品）结合起来，制造出的纳米颗粒的，可以替代混凝土混合物中约20%的水泥。联合创始人兼CEO 阿普尔夫·辛哈（Apoorv Sinha）表示，他希望最终能将这一比例提高一倍，并在今年开始向第一批客户销售。同时，美国莱斯大学的研究人员声称已经开发出了
一种主要使用粉煤灰作为混凝土结合剂的混凝土混合物，不需要水泥。麻省理工学院的科学家和一家澳大利亚公司也正在开发新的、低排放的水泥粉的制造方法。
这些项目大部分都没有进入市场。融资难，获得客户也很难。建筑行业对于采用新方法是出了名的胆小怕事。不过，他们的理由很充分：当你的产品是摩天大楼或大坝时，你无法承受 "快速失败 "或 "产品迭代"带来的代价。因此，要真正实现所有混凝土的脱碳，可能需要政府的帮助，使这些方法更具商业吸引力。但“碳固化技术公司”的成功提供了一个概念证明。