Nová metóda recyklácie cementu by mohla pomôcť vyriešiť jednu z najväčších klimatických výziev na svete
Nová metóda výroby cementu dokáže pokryť globálny dopyt po tomto materiáli a zraziť emisie oxidu uhličitého.
Výskumníci z University of Cambridge vytvorili novú metódu výroby betónu, ktorá produkuje mimoriadne malé množstvo emisií a dokáže držať krok s narastajúcim dopytom po tomto stavebnom materiáli. Veria, že táto inovácia môže pomôcť svetu prejsť na nulové emisie.
Betón sa vyrába z piesku, štrku, vody a cementu, ktorý slúži ako spojivo. Autori štúdie popisujúcej objav opisujú metódu ako “čistý zázrak”. Nová výroba cementu používa elektrické pece, ktoré sa bežne používajú na recyklovanie ocele. V rámci tohto procesu však vedci pridávajú do pece na recyklovanie aj cement, jeden z kľúčových komponentov betónu.
Po vode sa betón radí ako druhý najpoužívanejší materiál na svete. Zároveň však výroba betónu predstavuje približne 7,5% globálnych emisií oxidu uhličitého. V tieni globálneho otepľovania svet hľadá spôsob, ako zraziť emisie najlepšie na nulu. Nájsť proces, ktorý by zrazil emisie z výroby betónu a zároveň dokázal držať krok s obrovským dopytom po tomto materiáli, predstavoval jeden z najväčších problémov dekarbonizácie.
Vedci zistili, že použitý cement (pozn. cement z demolovaných alebo starých betónových konštrukcií, ktorý by inak skončil ako odpad) predstavuje efektívnu náhradu za vápenné tavivo, ktoré sa používa pri recyklovaní ocele na odstránenie nečistôt. Počas tohto procesu tavivo bežne skončí ako odpadový produkt. Ak ale namiesto vápenného taviva použijeme cement, potom dostaneme ako výsledný produkt recyklovaný cement. Ten vieme použiť na výrobu nového betónu.
Pre lepšie pochopenie toho, čo vedci spravili, starý betón rozdrvili, a vybrali z neho cement, ktorý potom, ako zahriali, tak došlo k odstráneniu vody a potom z neho opäť vytvorili slinok (pozn. slinok je medziprodukt pri výrobe cementu). Po ochladení, sa slinky pomelú na jemný prášok, ktorý slúži ako základ pre výrobu cementu.
Neprehliadnite
Nahradenie vápenného taviva starým cementom podľa autorov štúdie nepredstavuje žiadne výrazne vyššie náklady pre oceľový priemysel. Výrazne sa však znižujú emisie, ako z betónového, tak aj oceľového priemyslu.
“Nová metóda dovoľuje výrazne znížiť emisie vytvorené výrobou betónu. Postupom času by sme mohli dosiahnuť nulové emisie, ak by pece poháňala energia z obnoviteľných zdrojov. Vytvorili sme aj niekoľko workshopov s členmi konštrukčného priemyslu. Chceli sme zistiť, ako môžeme znížiť emisie z tohto sektora,” píše Julian Allwood, vedúci novej štúdie.
Zníženie emisií
Ako sme už vyššie spomínali, betón sa skladá z piesku, štrku, vody a cementu. Cement teda tvorí len malú zložku betónu, no zároveň zodpovedá za 90% emisií, ktoré pri jeho výrobe vzniknú.
„Cement sa vyrába procesom nazývaným slinkovanie, pri ktorom sa vápenec a iné suroviny drvia a zahrievajú na približne 1 450 °C vo veľkých peciach. Tento proces premieňa materiály na cement, ale pri dekarbonizácii vápenca na vápno sa uvoľňuje veľké množstvo CO₂.“
Posledné roky sa vedci pokúšajú nájsť alternatívu pre cement a viaceré výskumy prišli s novými zisteniami. Vedci napríklad prišli na to, ako podstatnú časť cementu nahradiť napríklad novým druhom popolčeku. Lenže táto alternatívna látka musí byť chemicky aktivovaná, aby zatvrdla.
Ďalším problémom je, že vedci nedokážu vyrobiť dostatočné množstvo alternatívnych látok, aby dokázali pokryť globálnu spotrebu. Nový cement vyrobený týmto procesom obsahuje vyššie úrovne oxidov železa, no vedci vysvetľujú, že to nemá veľký dopad na vlastnosti materiálu.
Zároveň autori štúdie tvrdia, že ich metóda výroby cementu rapídne škáluje. Odhadujú, že do roku 2050 by dokázali vyprodukovať miliardu ton za rok. To predstavuje približne štvrtinu z celkového globálneho množstva vyrobeného cementu. Ak chceme dosiahnuť nulové emisie z tohto priemyslu, autori štúdie varujú, že musíme znížiť množstvo betónu, ktorý používame.
Komentáre