一、建築材料低碳轉型挑戰
混凝土是最主要的建築材料之一，但其生產以水泥作為關鍵原料；由於水泥製程中的石灰石煅燒（Calcination）會產生大量製程二氧化碳，且水泥產業約占全球二氧化碳排放的7%至8%，建築材料供應鏈正面臨加速減碳的壓力。為達成減碳目標，目前許多企業積極投入碳捕獲與再利用（Carbon Capture and Utilization, CCU）技術，將工業排放的二氧化碳（CO₂）轉化為具備商業價值的建築材料。以下摘錄Frost & Sullivan報告，彙整建築材料減碳技術的創新案例，說明其技術應用與發展現況。
 

二、混凝土減碳創新案例
(一) 碳礦化封存並降低水泥用量
開發單位/廠商：加拿大CarbonCure ¹
加拿大CarbonCure公司開發可安裝於既有混凝土廠的碳礦化（carbon mineralization）系統，在不大幅改變原有製程的情況下，將捕獲的二氧化碳注入混凝土攪拌過程，使其與水泥中的氧化鈣反應，形成奈米級碳酸鈣（calcium carbonate）礦物並嵌入混凝土中。該技術不僅可以永久封存二氧化碳，同時能維持混凝土的抗壓強度，使混凝土廠得以調整配比並降低水泥用量約3%至6% ²。該系統的導入門檻相對低，可在一天內完成安裝，不需前期資本支出，也不需改變既有材料與生產作法。該公司不只提供硬體設備，還整合即時遙測技術（real-time telemetry），可精準追蹤碳排放數據。CarbonCure公司也已獲得 國際自願性碳市場的重要標準機構Verra核發的 Verified Carbon Units（VCUs），使其混凝土 CO₂ 礦化封存成果可透過第三方查證的碳信用機制認定。此外，CarbonCure 的技術也已延伸至直接空氣捕獲二氧化碳（direct air capture, DAC）的應用。2023年 2月，CarbonCure 與 Heirloom、Central Concrete 合作，完成全球首例透過DAC技術捕獲大氣中的二氧化碳，注入至混凝土廠的製程廢水中，並使其永久封存為碳酸鈣。然而，該技術後續仍須進一步擴大預鑄混凝土應用、深化區域合作網絡，並擴大碳權供給與跨產業銷售能力，才能擴大產業採用規模。

（二）以鋼渣替代水泥
開發單位／廠商：加拿大CarbiCrete³ 
水泥製程不僅能耗高，也會排放大量二氧化碳；同時，鋼鐵產業副產物鋼渣若未被高值利用，也會形成資源浪費。加拿大CarbiCrete公司開發無水泥預鑄混凝土技術（cement-free precast concrete），以煉鋼廠的副產品「鋼渣」完全替代傳統水泥作為膠結材料。該技術在預鑄混凝土的成型階段，於密閉的養護環境中注入捕獲的二氧化碳，使其與鋼渣中的鈣質反應生成碳酸鈣，並將二氧化碳永久固定在混凝土產品中。該技術於24小時內即可使混凝土達到完全強度，並在每噸混凝土生產過程中減少或移除150公斤的二氧化碳。然而，該公司目前主要應用於預鑄混凝土與砌塊產品，尚未擴展至規模更大的預拌混凝土市場，因此減碳效益的放大仍受應用範圍限制。未來若要擴大商業化規模，仍需進一步確保鋼渣與二氧化碳的供應來源，並將技術拓展至更廣泛的混凝土應用。

三、水泥製程減碳創新案例
(一) 回收製程碳再利用
開發單位/廠商：美國Fortera ⁴
水泥製程中的部分碳排放來自石灰石煅燒等材料本身的化學反應，難以僅靠低碳能源解決。美國材料公司Fortera開發ReCarb製程，針對水泥製程中的二氧化碳進行回收與再利用，並在不需大幅汰換既有設備或重建產線的情況下，降低建材生產的碳排放。該製程先將石灰石轉為石灰，再將石灰溶解於專有溶劑中，接著將製程產生的二氧化碳導回溶液，使其與鈣反應並礦化形成穩定的球霰石（vaterite，一種較容易在水泥系統中參與反應的碳酸鈣晶體），作為 ReAct低碳水泥的基礎材料。最終經過脫水與乾燥程序，製成名為 ReAct的綠色水泥產品。ReAct本身具有膠結能力，可作為主要水泥材料使用，也可與普通波特蘭水泥（ordinary Portland cement）及其他輔助膠結材料混合使用。ReAct已經第三方實驗室驗證，其強度與耐久性媲美傳統波特蘭水泥，並符合多項ASTM水泥性能規範。同時，相較普通波特蘭水泥，可減少約70%的二氧化碳排放。然而，該技術雖具備良好的擴展潛力與基礎設施相容性，未來仍需進一步驗證大規模化生產的可行性、營運穩定性與經濟效益。

（二）整合碳捕獲與封存技術
開發單位／廠商：德國Heidelberg Materials ⁵
德國Heidelberg Materials公司推出evoZero，為建築材料產業中較早進入商業化的碳捕獲淨零水泥解決方案之一。其核心技術並非改變水泥的基礎化學成分，而是將工業級的碳捕獲與封存（carbon capture and storage, CCS）系統直接整合至現有的水泥製造流程中，以解決石灰石煅燒時無可避免的製程碳排問題。其技術核心是在水泥廠導入燃燒後碳捕獲系統，直接捕捉水泥製程排放的二氧化碳。捕捉後的二氧化碳會經液化處理，並透過碳輸送基礎設施，運送至北海海床下方進行永久地質封存。與依賴碳抵換的做法不同，該技術強調從水泥製程端直接減少並封存排放，並透過Carbon Bank平台，協助客戶追蹤與驗證建築專案中的含碳量。然而，這一路徑高度依賴大型碳捕獲、運輸與地質封存基礎設施，部署成本與工程複雜度較高，未來部署速度將受到區域政策支持、封存場域、運輸網絡與專案資本投入能力影響。

四、整合材料循環創新案例
（一）低碳水泥、低碳混凝土與循環建材整合布局
開發單位／廠商：瑞士Holcim
建築材料減碳不只需要單一製程技術突破，也需要將永續解決方案整合至整個營建價值鏈，涵蓋ECOPlanet（低碳水泥）、ECOPact（低碳混凝土）、ECOCycle與Susteno等產品平台，從產品配方、原料替代、廢棄建材再利用與製程碳捕獲等多個面向降低建築材料碳足跡。瑞士Holcim公司也推動多項 CCUS計畫，透過富氧燃燒（oxyfuel）、碳純化與相關碳捕獲技術，處理水泥窯中石灰石煅燒與燃料燃燒所產生的二氧化碳，並將其導向再利用或永久封存 ⁶。ECOPlanet低碳水泥透過低排放原料、煅燒黏土與回收營建拆除材料（construction demolition materials, CDM）等配方，降低水泥產品碳足跡，減碳幅度達30%至50%；ECOPact則是低碳混凝土產品系列，可在不使用碳抵換的情況下，降低30%含碳量；ECOCycle則將營建拆除材料重新導入低碳水泥、再生骨材、混凝土與道路填料等用途，強化建築材料循環利用，預計於2030年回收超過2,000萬噸。然而，該公司的減碳策略涵蓋整個營建價值鏈，因此推動成效將面臨各地建築規範、低碳建材採購需求、營建拆除材料品質與供應穩定性，以及碳捕獲、運輸與封存基礎設施建置進度等挑戰。

[1] CarbonCure公司官網。From: https://www.carboncure.com/technologies/

[2] CarbonCure (2025.06). CO₂ Mineralization in Concrete: A Proven Path to Lower Carbon Without Compromising Performance. From: https://www.carboncure.com/blog/concrete-corner/carbon-mineralization-in-concrete-a-proven-path-to-lower-carbon-without-compromising-performance/

[3] CarbiCrete公司官網。From: https://carbicrete.com/

[4] Fortera公司官網。From: https://forteraglobal.com/

[5] Heidelberg Materials公司官網。From: https://www.heidelbergmaterials.com/en

[6] Holcim公司官網。From: https://www.holcim.com/what-we-do/green-operations/ccus/go4zero?utm_source=chatgpt.com