Традиционные процессы производства цемента приводят к выбросу одной тонны CO2 на каждую произведенную тонну цемента. Только в 2022 году глобальное производство цемента составило 4,1 млрд тонн. Цемент ответственен за 8% мировых выбросов углерода.
В настоящее время многие исследовательские группы работают над тем, чтобы уменьшить углеродный след при производстве цемента. В ход идут различного рода добавки, тестируются альтернативные источники энергии, разрабатываются новые технологические процессы.
Компания Sublime Systems, связанная с Массачусетским технологическим институтом, предлагает электрохимический метод производства цемента. Такой подход полностью устраняет выбросы углерода на ключевых этапах этого процесса.
Традиционное производство цемента предполагает нагрев известняка до 1400°C. Для этого сжигается ископаемое топливо для получения чистой извести. Однако известняк на 50% состоит из углекислого газа. В результате при нагревании выделяет CO2, который крайне трудно уловить, поскольку он смешивается с дымовыми газами. Метод, предлагаемый компании Sublime Systems, основан на процессе электролиза.
Вода расщепляется при близком к нейтральному pH, образуя водород и кислород. Одновременно, между двумя электродами создается градиент pH. Кальций, содержащий минерал, реагирует с кислотой, образующейся на аноде, и образует растворенные ионы кальция. Эти ионы перемещаются к катоду. Когда pH достигает значения 12,5 или выше, ионы кальция реагируют с основанием, образующимся на катоде, и выпадают в осадок в виде твердого гидроксида кальция, который по-другому называется «гашеная известь».
Процесс позволяет использовать в производстве низкокачественный известняк. CO2 выделяется в чистом виде, сжимается до 10 бар и может хранится в таком виде, не попадая в атмосферу.Предлагаемый метод дает возможность извлекать чистый кальций из примесей, таких как кремнезем, магний, железо или алюминий, и превращать их в материалы более высокого качества. Все это осуществляется при комнатной температуре и не требует использования печей или электрического нагрева. Получаемый из такого сырья цемент может использоваться в соответствии с основными строительными нормами.
Ученые полагают, что технология может перейти в стадию промышленного использования примерно через 8-10 лет.
Существенный недостаток – такой цемент будет стоить на 15-158% дороже, чем «грязные» конкуренты.
В настоящее время ведется работа по сооружению «демонстрационного» завода мощностью 25 тыс.т цемента в год.
Плановый ввод в эксплуатацию – конец 2025 года. Старт производства – 2026 год.
Источник Хайтек+