Τσιμέντο με οικολογικές εκπομπές ανθρακα

Μετά από μια δεκαετία εργασιών, οι ερευνητές του University of California επινόησαν με επιτυχία έναν τρόπο παραγωγής τσιμέντου με 98% λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Η ομάδα του UCLA το πέτυχε αυτό αποσυνθέτοντας τον ασβεστόλιθο, τη βασική πρώτη ύλη που εμπλέκεται στην παραγωγή τσιμέντου, για να αποκτήσει πρόσβαση στο οξείδιο του ασβεστίου, γνωστό και ως ασβέστη, χωρίς να απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διαδικασία.

Η ομάδα ονομάζει αυτή τη μέθοδο ZeroCAL, συντομογραφία για τον ασβέστη μηδενικού άνθρακα. Πρόκειται για μια σοβαρή υπόθεση, διότι υπάρχει μια τεράστια ευκαιρία να μειωθούν οι παγκόσμιες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Παραδοσιακά, η θέρμανση ασβεστόλιθου σε κλίβανο για την παραγωγή ασβέστη έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή περίπου 0.5kg CO2 για κάθε ίδια ποσότητα τσιμέντου που παράγεται.

Το ZeroCAL παρακάμπτει την προαναφερθείσα διαδικασία θέρμανσης του ασβεστόλιθου που τροφοδοτείται με ορυκτά καύσιμα. Αντ’ αυτού, ξεκινά με τη διάλυση του ιζηματογενούς πετρώματος σε υδατικό διάλυμα που περιέχει ένα κοινό βιομηχανικό οξύ. Στη συνέχεια, το ασβέστιο διαχωρίζεται μέσω νανοδιήθησης με μεμβράνη. Τέλος, πραγματοποιείται ηλεκτροχημική διεργασία για την παραγωγή υδροξειδίου του ασβεστίου, μιας πρόδρομης ουσίας χωρίς άνθρακα για την παραγωγή τσιμέντου και ασβέστη.

Αυτό υπερβαίνει τη μείωση των εκπομπών από την επεξεργασία ασβεστόλιθου σε μόλις 1,5%. «Αντιμετωπίζει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που προκύπτουν από την αποσύνθεση του ασβεστόλιθου, ενώ παρέχει καθαρό υδρογόνο και οξυγόνο για τη θέρμανση του κλιβάνου τσιμέντου», σημειώνει ο επικεφαλής της ομάδας Gaurav Sant. «Δεύτερον, επιτρέπει την επιτόπια απαλλαγή από τον άνθρακα, ενώ αξιοποιεί τους υπάρχοντες κλιβάνους και τις πρώτες ύλες ασβεστόλιθου, χωρίς να χρειάζεται να κατασκευαστούν ξεχωριστές εγκαταστάσεις δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα».

Αν και το ZeroCAL είναι πράγματι εντυπωσιακό, η διαδικασία δεν έχει τελειοποιηθεί ακόμη. Χρησιμοποιεί περισσότερη ενέργεια από τις παραδοσιακές μεθόδους και εξακολουθεί να απαιτεί πολύ νερό. Αυτό σημαίνει ότι βρίσκεται σε εξέλιξη έρευνα για την απλούστευση των λειτουργιών της μονάδας και την καλύτερη αξιοποίηση των ηλεκτρολυτικά παραγόμενων οξέων και βασικών παραπροϊόντων. Αυτό θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει το ZeroCAL να επιτύχει την ισοτιμία στη χρήση ενέργειας.

Η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται με τον μεγαλύτερο κατασκευαστή τσιμέντου της Ινδίας, την Ultratech Cement, για την κατασκευή μιας μονάδας επίδειξης που θα παράγει αρκετούς τόνους ασβέστη καθημερινά χρησιμοποιώντας τη διαδικασία ZeroCAL. Να σημειωθεί, επίσης, ότι η παραγωγή τσιμέντου αντιπροσωπεύει το 8% των εκπομπών CO2 παγκοσμίως.

Οι κύριες προκλήσεις σε αυτή την προσπάθεια είναι το κόστος και η εισροή ενέργειας. Το τσιμέντο χαμηλών εκπομπών άνθρακα είναι απλά πιο ακριβό στην παραγωγή και εξακολουθεί να απαιτεί τεράστιες ποσότητες ενέργειας και νερού. Επιπλέον, τα περιθώρια κέρδους για το κανονικό τσιμέντο είναι ήδη μικρά. Έτσι, θα πρέπει να δούμε περισσότερη καινοτομία σε αυτόν τον τομέα πριν οι πράσινες επιλογές γίνουν ο κανόνας σε όλο τον κόσμο.

[via]