Beton, powstający dzięki zmieszaniu cementu, kruszywa (piasku i/lub żwiru) oraz wody to obecnie najpopularniejszy materiał budowlany, niezbędny w inwestycjach na duża skalę. Sama tylko budowa elektrowni jądrowej wraz z towarzyszącą jej infrastrukturą wymaga około miliona metrów sześciennych betonu. Jednak produkcja cementu wiąże się z emisją ogromnych ilości gazów, które ocieplają klimat.
Wykorzystanie ciepła wytwarzanego przy recyklingu stali
Chodzi głównie o reakcje chemiczne zachodzące podczas podgrzewania wapienia do temperatury 1450 stopni Celsjusza w ogromnych obrotowych piecach zasilanych paliwami kopalnymi. Wysoka temperatura sprawia, że z wapienia uwalnia się dwutlenek węgla. W sumie z paliw kopalnych i wapienia uwalnia się około tony dwutlenku węgla na każdą tonę cementu, a globalna produkcja sięga czterech miliardów ton i odpowiada za 7,5 proc. całości CO2 wytwarzanego przez człowieka.
Opracowana przez naukowców z Cambridge University metoda recyklingu, pozwalająca na uzyskanie cementu ze starego betonu poprzez jego podgrzanie, znacznie zmniejszyłaby ślad węglowy. Zdaniem naukowców, gdyby przejść na piece zasilane elektrycznie i zamiast paliw kopalnych korzystać z energii odnawialnej, na przykład wiatru i Słońca, mogłoby w ogóle nie dochodzić do emisji gazów cieplarnianych.
Przełomowe znaczenie może mieć wykorzystanie ciepła wytwarzanego przy recyklingu stali. Dodawane do złomu podczas przetapiania stali chemikalia - topniki, takie jak wapień unoszą się na powierzchni stopionego metalu jako żużel, zapobiegając reakcji z powietrzem i powstawaniu zanieczyszczeń. Naukowcy z Cambridge zauważyli, że skład betonu jest niemal taki sam, jak skład żużla w elektrycznych piecach łukowych. Na razie metodę przetwarzania starego betonu przetestowano z powodzeniem w małym piecu łukowym w Materials Processing Institute w Middlesbrough.
Metoda mogłaby umożliwić produkcję cementu o zerowej emisji dwutlenku węgla
Główny naukowiec Cyrille Dunant powiedział BBC, że metoda mogłaby umożliwić produkcję cementu o zerowej emisji dwutlenku węgla. „Wykazaliśmy, że wysokie temperatury w piecu reaktywują beton, a ponieważ piece łukowe korzystają z energii elektrycznej, mogą być zasilane energią odnawialną, dzięki czemu cały proces produkcji cementu ulega dekarbonizacji” – wskazał Dunant.
Dzięki połączeniu z recyklingiem betonu, także recykling stali mniej zanieczyszcza środowisko, ponieważ wytwarzanie topników używanych obecnie również wiąże się z wysoką emisją dwutlenku węgla. Hiszpańska firma Celsa podejmie w tym tygodniu próbę odtworzenia nowego procesu w swoim pełnowymiarowym elektrycznym piecu łukowym w Cardiff.
Zdaniem naukowców z Cambridge ich niskoemisyjny cement mógłby do roku 2050 zaspokoić aż jedną czwartą zapotrzebowania Wielkiej Brytanii, a w przyszłości – wraz z szerszym wykorzystaniem pieców elektrycznych - jeszcze większą część zapotrzebowania na całym świecie.
Autor: Paweł Wernicki