Proces tvorby vápna ZeroCAL na výrobu cementu bez emisií CO2
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 22. 10. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Po desaťročí prác výskumníci z Kalifornskej univerzity v Los Angeles úspešne vymysleli spôsob výroby cementu s o 98 % nižšími emisiami CO2 ako tradičné metódy. Tím to dosiahol rozkladom vápenca, čo je kľúčová surovina pri výrobe cementu, s cieľom získať oxid vápenatý, známy ako vápno, bez uvoľňovania oxidu uhličitého v procese.
Tím túto metódu nazýva ako ZeroCAL, čo je skratka Zero Carbon, čiže vápno bez uhlíka. Je to veľká vec, pretože existuje obrovská príležitosť na zníženie globálnych emisií skleníkových plynov. Zahrievanie vápenca v peci na výrobu vápna tradične vedie k emisii 1 kg CO2 na každý kilogram vyrobeného cementu.
Ako ZeroCAL účinkuje? Proces ZeroCAL vynecháva vyššie uvedený proces ohrevu vápenca poháňaný fosílnymi palivami. Namiesto toho sa začína rozpúšťaním sedimentárnej horniny vo vodnom roztoku obsahujúcom bežnú priemyselnú kyselinu. Ďalej sa vápnik oddelí membránovou nanofiltráciou. Nakoniec sa uskutoční elektrochemický proces na výrobu hydroxidu vápenatého bezuhlíkového prekurzora na výrobu cementu a vápna. To presahuje zníženie emisií zo spracovania vápenca na iba 1,5 %.
„Zaoberá sa emisiami uhlíka vznikajúcimi pri rozklade vápenca a zároveň poskytuje čistý vodík a kyslík na ohrev cementovej pece,“ poznamenáva Gaurav Sant, vedúci tímu. „Po druhé, umožňuje dekarbonizáciu na mieste pri využívaní existujúcich pecí a vápencových surovín bez nutnosti budovať samostatné zariadenia na zachytávanie a skladovanie uhlíka.“
Zatiaľ čo proces ZeroCAL je skutočne pôsobivý, ešte nie je dokonalý. Spotrebuje viac energie ako tradičné metódy a stále spotrebuje veľa vody. Napriek tomu prebieha výskum v oblasti zjednodušenia jednotkových operácií a lepšieho využitia elektrolyticky vyrábaných kyslých a zásaditých vedľajších produktov. To by mohlo nakoniec pomôcť procesu ZeroCAL dosiahnuť paritu spotreby energie.
Výskumný tím spolupracuje s najväčším indickým výrobcom cementu, Ultratech Cement, na vybudovaní demonštračného závodu, ktorý bude produkovať niekoľko metrických ton vápna denne pomocou procesu ZeroCAL.
Výroba cementu predstavuje 8 % celosvetových emisií CO2. Môžeme teda iba dúfať, že v blízkej budúcnosti začneme vidieť tento proces a ďalšie podobné, ktoré sa dostanú do reálnej výroby. Hlavnými výzvami tohto úsilia sú náklady a spotreba energie. Nízkouhlíkový cement je jednoducho drahší na výrobu a stále vyžaduje obrovské množstvo energie a vody. Takže bude potrebný ešte ďalší výskum, kým sa zelená alternatíva stane normou na celom svete.
Článok o projekte bol nedávno publikovaný v magazíne Americkej chemickej spoločnosti Sustainable Chemistry and Engineering.
