水泥是現(xiàn)代生活所需的最基本材料之一。英國每年生產(chǎn)超過800萬噸水泥用于建造房屋、學(xué)校、道路、辦公室和醫(yī)院，泰國每年生產(chǎn)近3300萬噸水泥，印度是僅次于中國的世界第二大水泥生產(chǎn)國，每年生產(chǎn)超過3.23億噸水泥。

然而，要達(dá)到制造工藝所需的約1500℃的溫度，需要大量能源密集型化石燃料，主要是煤炭。因此，水泥行業(yè)占全球溫室氣體排放量的8%，其40%來自燃料使用，60%來自化學(xué)反應(yīng)。

近年來的一個成功案例是采用替代品替代化石燃料，例如由日常垃圾的可燃成分制成的垃圾衍生燃料(RDF)和碳密集度較低的不可回收塑料廢物(NRPW)。最近的研究表明，與煤炭相比，每公斤RDF的燃燒可減少約2.25公斤二氧化碳。

目前，歐洲是替代燃料使用方面的全球領(lǐng)先者，在某些情況下，政府部門可以向水泥生產(chǎn)商支付焚燒廢料的費(fèi)用，或者免費(fèi)提供廢料以供處理。在德國和波蘭，替代率高達(dá)70%。英國整個行業(yè)的平均總替代率目前為43%--每年替代相當(dāng)于50萬噸煤炭，但仍遠(yuǎn)低于70% 的目標(biāo)。

在亞洲，替代燃料的利用率嚴(yán)重不足。例如，中國和印度是全球最大的兩個水泥生產(chǎn)國，替代率分別為7%和4%。中國、印度、緬甸、泰國和越南是世界上塑料消費(fèi)量最大的國家--每天積累約217000噸塑料垃圾，替代和減排的機(jī)會應(yīng)該非常大。然而，這些國家中的許多國家沒有必要的廢物管理基礎(chǔ)設(shè)施來收集和處理塑料垃圾。

替代燃料的復(fù)雜性 

替代燃料的成分將以不同的方式影響生產(chǎn)過程，從水分含量到揮發(fā)性物質(zhì)含量和顆粒大小。替代燃料來自許多不同的領(lǐng)域，其成分遠(yuǎn)比煤炭復(fù)雜，還含有可能導(dǎo)致工廠內(nèi)積聚和堵塞的化學(xué)物質(zhì)。這反過來又會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，甚至出現(xiàn)危險的熱失控情況。替代燃料的能量密度也較低，并且在水分含量方面帶來挑戰(zhàn)。

此外，焚燒這些廢物時釋放出的二惡英和呋喃（一類有毒物質(zhì)）可能對我們的健康和生態(tài)系統(tǒng)有害，具體取決于焚燒過程的溫度和廢物的成分。

水泥窯使用RDF的另一個主要問題是氯含量，氯含量會影響混凝土的結(jié)構(gòu)完整性。氯化合物和堿硅反應(yīng)會產(chǎn)生鹽，從而導(dǎo)致微裂紋和抗壓強(qiáng)度下降。氯還會使混凝土中的鐵氧化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早損壞。

綜上所述

RDF和 NRPW作為水泥生產(chǎn)中的替代燃料，其增長速度越來越快，與煤炭相比，其直接好處是減少碳排放，使用這些燃料可以加快從地面、水道和當(dāng)?shù)丨h(huán)境中清除這些廢物。全球垃圾場和垃圾填埋場中積累了約50億噸塑料廢??物，水泥行業(yè)使用這些廢物可能被視為雙贏的解決方案。

另一種觀點是，垃圾應(yīng)該得到更好的分類和回收，而不是焚燒。新興的人工智能技術(shù)，例如由我們的Greyparrot AI朋友開發(fā)的人工智能垃圾識別系統(tǒng)， <https://www.greyparrot.ai/>可以部署在回收工廠的移動傳送帶上，有可能顯著改變這一現(xiàn)狀。我們還需要更好的法規(guī)和對垃圾管理基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

對于我們可以燃燒的替代燃料，這些不同的相互作用增加了工廠控制參數(shù)決策的復(fù)雜性。人工智能可以模擬潛在燃料組合的影響，并了解不同替代燃料的性能和混合之間的關(guān)系。這些預(yù)測工具需要預(yù)測隨著時間的推移堵塞形成的可能性，并準(zhǔn)確地捕捉復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。這是Carbon Re將在我們的Delta Zero平臺中構(gòu)建的東西。