建筑物离不开混凝土。这是全球最受欢迎的建筑材料之一，也是世界上使用量第二大的材料。几乎每一种建筑都需要使用到混凝土，它们被用于建造高速公路、桥梁、摩天大楼以及停车场等等。

　　混凝土是水泥、骨料以及沙子等按一定比例混合而成的混合物，其中硅酸盐水泥是其核心成分，然而每年约有 5%-7% 的二氧化碳是在水泥制造过程中产生的。也因此，混凝土成为二氧化碳第二大排放源。据预测，每年大约要浇筑 220 亿吨混凝土以供使用，预计水泥产量到 2030 年要增加 25％，二氧化碳排放量也会随之增加。

　　在此背景下，生辉了解到一家位于北卡罗来纳州的生物制造初创公司Biomason正在寻求利用生物技术彻底改变水泥生产方式，即利用天然微生物在环境温度下生产生物基水泥，这一过程不会生产二氧化碳，从而生产高质量、更环保的混凝土。

　　这家公司成立于 2012 年，制造和市场开发总部位于丹麦，专注于开发生物水泥新技术。其目标是到 2030 年减少混凝土行业全球 25% 的碳排放量，已经建成了世界上第一家生物水泥工厂。根据 Crunchbase 的数据，截至目前，公司已累计募资 9500 万美元，并获得了诺和诺德基金的多轮押注。

　　童年时期，Ginger Krieg Dosier的父亲一边在建造房子，一边也教她和她的兄弟如何浇筑混凝土。她从小开始接触到混凝土搅拌机，此后日渐开始关注石头、贝壳和珊瑚等自然界中坚固的材料。“这埋下了我日后创办 Biomason 的种子，我一直好奇这些天然水泥如何在自然界中产生？”

　　攻读建筑学硕士学位时，她的论文以“材料编排”为基础，尝试用盐和碳酸钙制作临时建筑材料，期间也开始学习一些生物技术。后续，Ginger Krieg Dosier 在纽约市的一家设计工作室工作，在阅读《仿生学》一书时，受到书中“生物学如何激发设计灵感”的启发。她开始思考，建筑行业常使用的材料面临着基本可持续性挑战，“如果可以种植水泥会带来哪些变化？”

　　现实中，混凝土是建筑业中常用的材料，水泥是粘合混凝土的胶水，碳足迹非常大，约占全球排放量的 8%。这主要是由于生产水泥需要大量能源，关键步骤是使用化石燃料将石灰石加热到 1400°C，燃烧石灰石也会直接释放二氧化碳。

　　她开始阅读更多有关生物矿化的内容，并了解微生物如何在构建碳酸钙中发挥作用，碳酸钙是石灰石的主要成分。她还在自己的闲置房间和厨房设立了实验室尝试使用微生物种植生物基混凝土，并取得了一些进展。

　　这一想法和实践促使她创办了Biomason，丹麦语的意思就是“生物混凝土”，她希望利用天然微生物更可持续地生产水泥。公司以海洋生态系统中珊瑚、贝壳等坚固物质形成为灵感，利用生物学制造碳酸钙生物水泥。这一过程将碳结合成稳定的碳酸钙，微生酶促过程取代对高能量的需求，从而减少碳排放、实现固碳效果。

　　“我们的工艺不燃烧碳酸钙，而是通过生物控制过程生产碳酸钙。这一过程没有伤害自然，而是通过驯服细菌来让自然发挥作用，这些细菌能够将常见的天然材料结合成粘合剂，从而替代硅酸盐水泥。”

　　水泥是造成全球污染最严重的产品之一，因此很多初创公司正在利用各种方式解决水泥排放问题，包括将捕获的二氧化碳注入产品中或用另一种不排放二氧化碳的岩石代替标准石灰石等等。

　　这些新方法可能会逐步开始取代传统的水泥制造。根据 Biomason 的描述，公司的独特之处在于对生物学的运用，这意味着其产品在不同的环境下可以发挥不同的作用。“借助生物学的力量，一切都有可能。”

　　Biomason 开发的负碳胶凝材料生产工艺，主要利用芽孢杆菌水解尿素制造生物水泥。其技术源于创始团队数十年的积淀，这一切取决于研究团队在北卡罗来纳州的一个洞穴中发现的一种特殊细菌菌株——芽孢杆菌，该菌株可以分泌碳酸钙。Ginger Krieg Dosier等在实验室中优化了菌株，使其能够满足普通硅酸盐水泥的规格和要求，并发现它具有更好的性能、更快的固化时间、更轻的重量和更大的抗压强度。

　　Biomason 在生产生物水泥中发生的化学过程结合了骨料（石灰石）、细菌和营养原料。细菌被原料激活，使它们能够自然发挥作用，复制并生成碳酸钙晶体。随着营养物质的添加，碳酸钙晶体结构开始连接成网络，形成方解石多晶型物或水泥替代物形式的微观结构。

　　该团队将这一工艺描述为“用沙子酿造啤酒”，并用生物反应器完全取代了窑炉和煅烧炉。与传统硅酸盐水泥相比，生物水泥可能具有几个明显的优势。一是，它无需加热，细菌即使在室温下也能发挥作用，生物反应器的成本远低于窑炉基础设施；二是，传统水泥需要长达 28 天才能完全固化，而生物水泥只需 72 小时即可完成；三是，Biomason声称生产的生物水泥强度是传统水泥的三倍，并且 100% 可回收。每使用一公斤生物水泥代替传统水泥，可以消除原本会释放的二氧化碳，整体可减少排放约 75% 的二氧化碳。

　　“这种工艺可使水泥生产公司的毛利率提高两位数，这对于利润率通常很低的行业节省了大量成本。”

　　基于这一工艺，Biomason 的产品会是一种生物水泥基混凝土产品，不含硅酸盐水泥。这可能是当今更具成本竞争力的混凝土，有望彻底改变建筑行业。

　　公开资料显示，该公司首先专注于预先浇铸产品，其 BioLITH 砖、瓷砖和摊铺机已通过其位于北卡罗来纳州 20,000 平方英尺的工厂进行商业规模生产和销售。第一款是 BioLITH，这是一种小型砖状瓷砖，可用于内部和外部建筑。“BioLITH 的另一个优点是它比普通石材更轻，运输和使用更容易，并减少重型运输产生的碳排放。使用方式也与传统建筑材料完全相同，无需新方法、培训或工具。”

　　值得一提的是，BioLITH 瓷砖已经安装在了几座建筑中，包括 H&M 总部；Biomason与联邦政府国防高级研究计划局合作开发一种水下水泥，这种水泥可以持续从海水中吸收二氧化碳，并随着时间的推移而生长。

　　该公司还与丹麦最大的混凝土生产商 IBF 扩大生产规模。公开资料显示，在 2023 年，其位于丹麦伊凯斯特的 Biobeton 即世界上第一家生物水泥工厂投入使用。此前，其首席运营官 Bert Bruggeman 曾表示，未来五年内，将会建立数十个工厂。

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