据估计，每年仅仅为了生产水泥和钢材这两种材料，就贡献了全球人为二氧化碳排放量的13.5%。水泥又主要作为粘合剂，与沙子、砾石、水一起制成混凝土。混凝土是地球上使用量排名第二的材料（仅次于水），导致了全球7.5%的人为二氧化碳排量。虽然水泥在混凝土中占比较小，却贡献了其中近九成的排放量。这是因为，水泥的原材料主要包括石灰石和富含二氧化硅的黏土，它们通过一种被称为“熟化”的工艺制成。
在这个过程中，石灰石和其他原材料被粉碎，并在大型窑炉中被加热到约1450°C。这能将原料变成水泥，但在石灰石脱碳转化成石灰的过程中，也会释放大量二氧化碳。如何在满足全球需求的同时减少混凝土的排放，可以说是全球最大的减排挑战之一。
近日，剑桥大学的研究人员开发出了一种新的方法，能产生可大规模生产的极低排放的混凝土。研究人员称这种方法是“绝对奇迹”，它利用了回收钢材所用的由电力驱动的电弧炉（EAF），同时回收混凝土中的水泥。这项“配对使用”的创新，可能会在向净零排放过渡的过程中产生变革性影响。研究已发表在《自然》上。
在过去十年间，科学家一直在研究水泥的替代品。研究发现，混凝土中大约一半的水泥可以用粉煤灰等材料代替。但这些材料还是需要被水泥化学激活才能硬化。此外，全球水泥需求高达40亿吨，目前还没有足够的替代材料来满足全球水泥需求。科学家意识到，要实现零排放，就要跳出固有的思维模式。
研究人员在先前的研究中产生了一种模糊的想法。水泥的熟化过程需要热量以及合适的氧化物，所有这些都在废旧水泥中存在，只不过还需要重新激活。如果能粉碎旧混凝土，取出沙石，加热水泥去除水分，就应该能重新形成熟料。而液态金属的热浴能促进这种化学反应，用于回收钢材的电弧炉是个极具潜力的选项。如果能把回收钢材和水泥回收这两个过程结合，或许能有效地降低这两个过程的二氧化碳排放量。
研究人员进行了系列测试。
他们使用了拆除废料，并添加了石灰、氧化铝和二氧化硅。这些物质在电弧炉中与熔融的钢水一起加工，并迅速冷却。他们发现，废旧水泥可以成为钢材回收过程中的一种有效物质来去除杂质，代替传统使用的石灰溶剂。而形成的废料炉渣副产物则是可以用来制造新的混凝土的水泥。研究人员介绍，废旧水泥加上氧化铁是一种极好的组合，因为它会发泡，并且流动性很好。在电弧炉中如果平衡得当，冷却得足够快，最终就能得到重新活化的水泥。
与传统水泥相比，通过这种回收工艺制造出的水泥含有更高水平的氧化铁，但对水泥的性能影响不大。
这种水泥回收方法降低了回收钢材中对石灰熔剂的需求，不会给混凝土或者钢材生产增加任何明显的成本，还大大降低了混凝土和钢材带来的排放。如果电弧炉是由可再生能源驱动的，这种方法最终有望生产出零排放的水泥。
团队介绍，这种水泥工艺的规模一直在迅速扩大，到2050年，他们每年可以生产10亿吨水泥，大约相当于目前水泥年产量的四分之一。研究人员还表示，虽然生产零排放水泥绝对是个奇迹，但降低水泥和混凝土的用量对降低排放同样重要。混凝土的确既便宜又坚固，几乎可以在任何地方制造出来，但目前人们用得太多了。如果能大幅减少混凝土的用量，也就向零排放迈出了一大步。