Umesto u pećima, ovaj revolucionarni cement bez ugljenika nastaje elektrolizom

Proglašen jedinom skalabilnom zamenom za tradicionalni cement u betonu bez primene fosilnih goriva, materijal ima samo jedan problem, a to je njegova cena. 

Američka kompanija Sublime Systems predstavila je ideju o proizvodnji „najčistijeg cementa na svetu“, koji ispunjava industrijske standarde performansi oslanjajući se na elektrolizu koja se vrši na sobnoj temperaturi, umesto proizvodnje u pećima koje koriste fosilna goriva, dok se koriste različiti ulazni materijali bez ugljenika.

Nastao kao tzv. spinaut projekat MIT-ja, Sublime Systems je posebno interesantan novi sistem proizvodnje cementa s obzirom da koristi pristup proizvodnji cementa koji je „istinski nula ugljeničan“, umesto nekih „neto nula ugljeničnih“. Naime, sistem u potpunosti eliminiše emisije ugljenika na obe ključne tačke gde se one obično javljaju u procesu proizvodnje.

Srodni članci na Gradnja.rs:

• Da li je moguće uzgajati cement? Ovaj beton na bazi algi dokazuje da jeste!
• Obećanje: Industrija cementa postiže net-zero standard do 2050. godine

Potpuno drugačiji pristup proizvodnji

U tradicionalnoj proizvodnji cementa, krečnjak se zagreva na oko 1.400 stepeni Celzijusa sagorevanjem fosilnih goriva, kako bi se proizveo cementni klinker. Budući da krečnjak u svojoj ukupnoj zapremini sadrži oko 50% ugljen-dioksida, toplota iz peći oslobađa taj CO2 koji je teško uhvatiti, s obzirom da je pomešan sa dimnim gasovima.

Sublime pristup proizvodnji je potpuno drugačiji i zasnovan je na elektrolizi. Naime, voda se cepa pri gotovo neutralnom pH, proizvodeći gasove vodonika i kiseonika, ali i pH gradijent između dve elektrode.

Mineral koji sadrži kalcijum reaguje sa kiselinom koja se formira na anodi i stvara rastvorene jone kalcijuma, koji zatim migriraju ka katodi. Kada dostignu pH od najmanje 12,5 reaguju sa bazom koja se stvara na katodi kako bi se istaložila kao čvrsti kalcijum hidroksid, takođe poznat kao građevinski kreč tj. gašeni kreč. Ovaj kreč predstavlja zamenu koja se dalje unosi u tradicionalnu proizvodnju cementa.

Iz kompanije Sublime Systems tvrde da je ovo „jedina skalabilna zamena za tradicionalni cement u betonu bez primene fosilnih goriva“.

Proces je prilično fleksibilan i radi sa različitim sirovinama. Tamo gde je krečnjak niskog kvaliteta sve što je ekonomski dostupno može se iskoristiti.

Ovaj proces ne može izbeći proizvodnju CO2, ali barem proizvod izlazi u čistom i hladnom stanju i spreman je za lako prikupljanje i skladištenje, a pritom koristi znatno manje energije i stvara znatno niže emisije nego obična proizvodnja cementa.

Iz kompanije Sublime Systems tvrde da je ovo „jedina skalabilna zamena za tradicionalni cement u betonu bez primene fosilnih goriva“.

Cement u skladu sa svim glavnim propisima

Pre nekoliko godina Sublime Systems su objavili da je njihov proizvod dobio oznaku ASTM C1157, što je industrijski standard zasnovan isključivo na zahtevima performansi i parametrima testiranja kao što su razvoj čistoće, izdržljivost, skupljanje, zadržavanje vode, sadržaj vazduha, vreme vezivanja, gustina, rano učvršćivanje i pucanje, a to znači da se sada Sublime cement može koristiti u skladu sa glavnim američkim i međunarodnim građevinskim propisima.

Ipak, sa druge strane može se reći da je čudno da, iako je standard C1157 kreiran pre više od 30 godina, veliki deo industrije još uvek radi na prethodnim standardima razvijenim 1940. i 1967.godine, koji se fokusiraju na neke ključne zahteve performansi, ali takođe zahtevaju i upotrebu portland cementa ili druge procese koji zahtevaju upotrebu peći koje rade na 1.400 stepeni Celzijusa.

Kratkoročno, razvili smo potpuno novi pristup i novu tehnologiju koja se takmiči sa proizvodnjom portland cementa koja je stara više od 100 godina.

Imajući ovo na umu, čitava industrija bi trebalo da se prebaci na standard ASTM C1157 kako bi istinski inovativni cementi bez ugljenika imali šansu da se takmiče.

„Naš dugoročni cilj i naša očekivanja su da na kraju, kada se naš proces poveća i tehnologija postane zrela, za možda 8 do 10 godina od sada, imamo put da postignemo paritet troškova sa tradicionalnom proizvodnjom portland cementa“, rekao je dr Džesi Bek iz Sublimea za New Atlas.

„Kratkoročno, razvili smo potpuno novi pristup i novu tehnologiju koja se takmiči sa proizvodnjom portland cementa koja je stara više od 100 godina, a to je ogromna, globalna i tehnički zrela industrija,“ dodao je on.

Cilj milion tona cementa godišnje

Kako bismo ovo stavili u kontekst, činjenica je da u SAD cement trenutno košta oko 130 američkih dolara po toni, a brifing iz Harvardovog Belfer Centra za 2022. godinu procenjuje cenu hvatanja ugljenika u proizvodnji cementa na između 19 i 205 dolara po toni CO2. Prema ovome bi se moglo reći da bi prvi proizvod kompanije čistog cementa mogao da se prodaje globalno po ceni koja je od 15 do 158% viša od cene njegovih „prljavih“ konkurenata.

Što se tiče obima proizvodnje, Sublime Systems je započeo kao model laboratorije sa MIT-ja, ali otkako je proces izdvojen, proizvodnja se značajno povećala.

„Naš pogon sada može da proizvede oko 100 tona cementa godišnje. Već smo prešli dug put i značajno smo veći nego kada smo počeli. Ono na čemu sada radimo je demonstraciona fabrika koja će imati kapacitet od oko 25.000 tona godišnje. Nakon toga ciljamo na prvu komercijalnu fabriku za proizvodnju cementa u punoj veličini, koja će proizvoditi oko milion tona godišnje. Detalji se razrađuju ali vremenski okvir za ovo je 2027-2028, a nadamo se i da ćemo se globalno proširiti 2030-ih“ – rekao je na kraju Bek.