Пробив в декарбонизацията: Цимент от базалт елиминира 100% от химическите емисии

Производството на цимент е отговорно за близо 8% от глобалните емисии на въглероден диоксид, което го прави един от най-големите индустриални замърсители на планетата. Докато преминаването към чиста енергия за захранване на пещите е важна стъпка, истинското предизвикателство остават т.нар. „преки процесни емисии“. Те възникват при самото химическо разлагане на варовика (калциев карбонат) до вар — процес, който неизбежно освобождава CO₂.

Според репортаж на Ars Technica [1], ново изследване, публикувано в научното списание Communications Sustainability [2], предлага радикално решение: пълна замяна на варовика със силикатни скали като базалт. Тъй като базалтът не съдържа въглерод, неговото преработване елиминира химическия отпадък под формата на парникови газове.

Изображение: Svetni.me / Авторско изображение

Премахване на карбонатната зависимост

Традиционният Портланд цимент разчита на калциев оксид, извлечен от варовик чрез нагряване. При този процес на всеки тон произведена вар се отделя почти един тон CO₂ директно от химическата реакция. Екипът от инженери на компанията Brimstone Energy доказва, че е възможно да се извлече същият калциев оксид от базалт.

Методът включва киселинно излугване на базалта, при което се получава калциев хидроксид. Когато този междинен продукт се загрее в пещ, той се превръща в калциев оксид, но вместо CO₂ освобождава само водна пара. Резултатът е цимент, който по нищо не отстъпва на традиционния, но е произведен с нулеви преки емисии.

Енергиен баланс и икономически потенциал

Теоретичните изчисления показват, че превръщането на базалтови минерали в калциев оксид изисква наполовина по-малко енергия в сравнение с процеса при варовика. В момента обаче лабораторните прототипи консумират двойно повече енергия поради ниската ефективност на ранните методи за извличане. Въпреки това, при използване на възобновяеми енергийни източници, общият въглероден отпечатък може да бъде намален до нула или дори да стане отрицателен.

Освен екологичните ползи, процесът позволява извличането на ценни странични продукти като желязо, магнезий и алуминий. Тези материали могат да бъдат продавани отделно, което би направило технологията икономически конкурентоспособна на евтиния традиционен цимент. Остатъчният силикатен материал пък може да се използва като добавка, допълнително подобряваща свойствата на бетона.

С оглед на мащабите на глобалното строителство, преминаването към базалт би могло да декарбонизира изцяло инфраструктурата на бъдещето, превръщайки цимента с нулева емисия от научна хипотеза в индустриален стандарт.

Източници:

[1]: Running the numbers on a zero-emission way to make cement - Ars Technica
[2]: A path to zero-emission Portland cement via silicate minerals - Communications Sustainability