一、轻质结构技术

轻质结构是一种设计理念，旨在减轻重量，同时提高资源效率。一方面，采用新型材料和创新的生产工艺或结构设计可减轻产品的自身重量；另一方面，轻质构造产品的较长使用寿命和气候友好的回收性能也有助于节省资源和减少碳排放量。

（一）技术总体介绍

由于轻质结构技术涉及不同技术应用领域，德国联邦经济和能源部于2021年发布了轻质结构战略，旨在为德国的轻质结构技术提供必要的政策支持，并为轻质结构研发每年资助7 000万欧元。全德企业、高校、研究机构的参与积极性颇高。

（二）技术应用场景

塑料、碳纤维或玻璃纤维等加强型塑料，铝、镁、钢等金属和合金，陶瓷、黏土等矿物材料，以及木材、纤维素等天然材料，均为轻质结构材料。材料来源的广泛性和用途的多样性使轻质结构成为通用技术工艺，也就是说是一种能进行跨领域创新和不断开发的技术工艺，广泛应用于汽车、航空、建筑、生产、生活等多种领域。

（三）技术发展方向

根据德国2045碳中和战略关键技术的研究报告以及研发和生产可持续的轻质产品的发展计划，创新复合材料和全氧燃烧工艺成为重点发展方向。

1.创新复合材料。作为一种基本的建筑材料，混凝土替代物被认为是水泥工业及建筑行业减排的关键，寻求可再生混凝土或可再生矿物/建筑垃圾取代碎石或天然石材等原材料，成为破解之法。此外，德国目前正在攻克生物混凝土的新方法：由生物基原料或在细菌的帮助下生产碳中性水泥替代品；使用真菌根系网络（菌丝体）将混凝土部件连接，或用真菌菌丝体和有机材料制成绝缘材料来填充混凝土块。

2.全氧燃烧工艺。以纯氧为燃烧气体，高效捕获水泥生产过程中的二氧化碳，并将二氧化碳压缩后直接使用、储存或转运，打造“变废为能”的工艺链。