Бетон – один из самых надежных, доступных и прочных строительных материалов. Минус только в том, что на производство цемента, обязательного компонента бетонной смеси приходится 8% мировых выбросов CO2. Более того, хотя цемент по объему не является основным компонентом бетонной смеси почти весь углеродный след при производстве бетона формируется именно за счет цемента:

  • Около трети выбросов, связанных с производством цемента, связана с сжиганием ископаемого топлива для нагрева печи.
  • Оставшиеся две трети образуются в результате химических реакций при обжиге клинкера.

Отказ от ископаемого топлива в качестве сырья для цементных печей позволит существенно сократить выбросы СО2. Появилась идея использовать в качестве альтернативного «топлива» для разогрева печей солнечную энергию. Технологию разрабатывает швейцарский стартап Synhelion. Современные нагревательные системы на основе солнечного излучения позволяют разогреть рабочее тело до температуры от 400 до 600°C. Инновации от Synhelion, позволяют генерировать солнечное технологическое тепло при температуре выше 1500°C. Этого достаточно для запуска и поддержания работы цементной печи.

Использование солнечной энергии не только сразу на треть сокращает объем выбросов углекислого газа, но и упрощает процесс очистки от СО2 «газового следа»,  который образуется при работе печи. Дело в том, что избавиться от СО2 при обжиге клинкера невозможно – это продукт химической реакции. Можно только улавливать углекислый газ из выбросов. В традиционных печах газ смешан с продуктами горения ископаемого топлива. Из-за этого извлечение углекислого газа из газовой смеси сильно затруднено. При использовании энергии Солнца в процессе обжига образуется практически чистый газ СО2. То есть газ из цементных печей можно накапливать и использовать в качестве сырья для других производств. Например, при производстве синтетического топлива для судов или автомобилей.

Конструкция «солнечной печи» представляет собой поле зеркал, отражение от которых концентрируется на специальном «котле» на вершине башни. В качестве теплоносителя используется смесь воды с углекислым газом. Которая разогревается до температуры в 1500°C. За счет тепловой инерции и большой теплоемкости теплоносителя обеспечивается непрерывный цикл работы печи даже в ночное время при отсутствия Солнца.

Выбросы СО2 из печи направляются в теплоноситель, насыщая его углекислотой. Создается высококонцентрированный раствор CO2 и H2O, из которого улавливают CO2. Извлеченный газ можно использовать в качестве сырья или закачивать для хранения в подземные резервуары.

Интерес к технологи проявила компания CEMEX, один из крупнейших производителей строительных материалов в мире. Компания планирует поэтапный подход к внедрению цементных заводов, работающих на солнечной энергии. Ожидается, что пилотная установка будет внедрена на одном из существующих цементных заводов компании уже к концу 2023 года. Если результаты будут положительными, то CEMEX планирует построить завод по производству цемента, полностью работающий от солнечной энергии.

Источник pbctoday