Beton jest drugim najbardziej popularnym materiałem na świecie używanym przez człowieka. Odpowiada on aż za 7,5 proc. emisji gazów cieplarnianych, ale mimo to jego produkcja nie maleje. Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge (Wielka Brytania) na łamach Nature zaprezentowali metodę, która pozwala na produkcję jednego z głównym składników betonu – cementu – prawie bez ani jednego grama emisji dwutlenku węgla.
Jak powszechnie wiadomo, beton składa się z piasku, żwiru, wody i cementu. Ten ostatni pełni rolę spoiwa. Mimo stosunkowo niewielkiej zawartości w betonie odpowiada za prawie 90 proc. jego emisji – tłumaczą naukowcy. Cement produkowany jest w procesie klinkierowania, który zachodzi przy temperaturach rzędu 1450 st. C. To właśnie w tym momencie uwalniane są ogromne ilości dwutlenku węgla.
Cement, który może powstawać bez ani grama emisji dwutlenku węgla. Jak to możliwe?
Dr Cyrille Dunant – pierwsza autorka artykułu w Nature cytowana w komunikacie Uniwersytetu Cambridge – przyznaje, że wpadł do jej do głowy pewien nieszablonowy pomysł na zmniejszenie emisyjności produkcji cementu. Można przecież rozdrobnić stary beton, usunąć piasek i żwir, podgrzać resztę i odparować wodę. W ten sposób utworzy się na nowo klinkier. Prace te przeprowadzono w elektrycznym piecu łukowym używanym do recyklingu stali.
„Odkryliśmy, że połączenie klinkieru cementowego i tlenku żelaza to doskonały żużel do produkcji stali (…), ale jeśli odpowiednio zrównoważymy żużel i szybko go schłodzimy, otrzymamy reaktywowany cement bez zwiększania kosztów procesu” – wytłumaczyła Dunant.
Co prawda, otrzymany w taki sposób cement ma większą zawartość tlenku żelaza, ale nie ma to istotnego wpływu na wydajność materiału. Ważne jest to, że piec łukowy, który można stosować do recyklingu cementu, jest zasilany energią elektryczną. Gdyby produkcja tej energii odbywała się ze źródeł odnawialnych, wówczas otrzymalibyśmy cement o prawie zerowym śladzie zerowym, co przy dzisiejszych ilościach emisji byłoby olbrzymim krokiem naprzód w stronę dekarbonizacji produkcji betonu.
Naukowcy na razie wyprodukowali kilkadziesiąt kilogramów takiego eko-cementu, ale kontynuują prace nad zaprojektowaniem tego procesu na skalę przemysłową. Uniwersytecka cementownia w Cambridge rozwija się bardzo dynamicznie. Według uczonych do 2050 roku może ona produkować nawet miliard ton surowca rocznie, co stanowi mniej więcej jedną czwartą obecnej rocznej produkcji.