Naučnici razvijaju novi pristup proizvodnji cementa koji bi mogao značajno da smanji emisije ugljen-dioksida i energetsku potrošnju jedne od industrija sa najvećim uticajem na klimatske promene. Umesto tradicionalnog krečnjaka, istraživači predlažu korišćenje vulkanskih stena poput bazalta.
Ilustracija (Foto: AI generated)
Tim stručnjaka sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari i kompanije Brimstone Energy istraživao je mogućnost upotrebe silikatnih stena bogatih kalcijumom za proizvodnju Portland cementa, najrasprostranjenijeg građevinskog materijala na svetu.
Prema njihovim rezultatima, ovakav proces zahteva znatno manje energije i proizvodi višestruko manje emisija CO2 u poređenju sa konvencionalnom proizvodnjom.
Oglas
Cementna industrija danas učestvuje sa oko 4,4 odsto u ukupnim globalnim emisijama gasova sa efektom staklene bašte. Najveći deo tih emisija nastaje tokom zagrevanja krečnjaka, kada se iz stene oslobađaju velike količine ugljen-dioksida. Istraživači smatraju da bi prelazak na silikatne stene mogao da eliminiše veliki deo emisija već u početnoj fazi procesa.
Geolog Jeff Prancevic sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari ukazao je da se u javnosti cement retko doživljava kao veliki klimatski problem, iako su emisije iz njegove proizvodnje uporedive sa emisijama svih putničkih automobila na svetu.
Prema proračunima istraživačkog tima, cement proizveden iz silikatnih stena mogao bi da troši manje od 60 procenata energije potrebne za preradu krečnjaka, dok bi emisije ugljen-dioksida bile smanjene za više od 80 procenata.
Zašto je krečnjak problematičan
Standardna proizvodnja Portland cementa oslanja se na krečnjak zbog visokog sadržaja kalcijuma i relativno jednostavne prerade. Međutim, ključni problem leži u tome što krečnjak sadrži veliku količinu ugljenika.
U postojećem procesu, krečnjak se zagreva na temperature više od 1.500 stepeni Celzijusa kako bi se dobio živi kreč, osnovna komponenta cementa. Tokom tog procesa oslobađa se ugljen-dioksid zarobljen u steni.
Procene pokazuju da se pri standardnoj proizvodnji emituje oko 500 kilograma CO2 po toni cementa, ne računajući dodatne emisije nastale zbog velike potrošnje energije potrebne za zagrevanje.
Kako bi izbegli taj problem, istraživači su analizirali stene bogate kalcijumom poput bazalta i gabra. Za razliku od krečnjaka, ove stene sadrže veoma male količine ugljenika, što omogućava znatno čistiji proizvodni proces.
Tim je takođe proučavao dostupnost ovih sirovina na globalnom nivou. Na osnovu geoloških mapa zaključeno je da postoje ogromne rezerve bazalta, dovoljne da zadovolje svetsku potražnju za cementom tokom stotina hiljada godina pri sadašnjoj potrošnji.
Prancevic je naveo da sav bazalt nije lako dostupan za eksploataciju, ali da podaci ukazuju kako su izvori kalcijuma iz bazalta praktično neiscrpni.
Jedna sirovina za više industrija
Pored smanjenja emisija, istraživači smatraju da bi silikatne stene mogle da donesu dodatne koristi industriji jer sadrže metale koji se mogu izdvojiti tokom prerade.
Bazalt, osim kalcijuma, prirodno sadrži i gvožđe i aluminijum. Odnos kalcijuma i gvožđa u ovoj steni gotovo odgovara globalnim potrebama za proizvodnju cementa i čelika, što otvara mogućnost da se iz jedne sirovine dobijaju materijali za više industrijskih sektora.
Čak i bez dodatne optimizacije procesa, uz primenu postojećih industrijskih tehnologija i prosečne električne energije iz mreže, emisije CO2 mogle bi da budu smanjene za više od 25 procenata u odnosu na klasičnu proizvodnju zasnovanu na krečnjaku.
Ipak, stručnjaci upozoravaju da bi prelazak na novu tehnologiju mogao biti spor. Građevinska industrija decenijama je prilagođena Portland cementu i standardima razvijanim više od jednog veka, zbog čega se čak i manje izmene teško i postepeno prihvataju.
Istraživači naglašavaju da njihovo rešenje ne zahteva potpuno nove građevinske materijale, pošto se i dalje proizvodi standardni Portland cement koji može da se uklopi u postojeće lance snabdevanja i aktuelne građevinske prakse.
Prema njihovom mišljenju, ovo istraživanje, objavljeno u časopisu Communications Sustainability, predstavlja poziv drugim naučnicima i kompanijama da ubrzaju razvoj tehnologija za dekarbonizaciju cementne industrije, jer bi promena izvora kalcijuma mogla značajno da doprinese smanjenju globalnih emisija.
