Cementna industrija je jedna od dva osnovna industrijska proizvođača ugljen dioksida (CO2), stvarajući do 5% veštački izazvanih emisija ovog gasa na svetu, od čega je 50% iz hemijskih procesa i 40% od sagorevanja goriva. Ugljen dioksid koji se proizvede tokom procesa proizvodnje jedne tone konstruktivnog betona (koristeći oko 14% cementa) se procenjuje na 410kg/m3 (što je oko 180kg/toni na gustini od 2,3g/cm3). Ova cifra se može smanjiti na 290kg/m3 kada se koristi 30% letećeg pepela umesto cementa.
Emisije ugljen dioksida prilikom proizvodnje betona su direktno proporcijalne sadržaju cementa koji se koristi u betonu - 900 kilograma ugljen dioksida se emituje prilikom proizvodnje svake tone cementa. Proizvođači cementa doprinose emisiji štetnih gasova direktno kroz proizvodnju ugljen dioksida kada se kalcijum karbonat termički razlaže, proizvodeći kreč i ugljen dioksid, i kroz korišćenje energije, posebno one dobijene sagorevanjem fosilnih goriva.
Jedan od razloga zašto su emisije ugljenika tako velike je zbog toga što cement mora da se zagreva do veoma visokih temperatura kako bi se formirao klinker. Glavni krivac za ovo je alit (trikalcijum silikat - Ca3SiO5), mineral u betonu koji stvrdanjava u roku od nekoliko sati od izlivanja i stoga je odgovoran za veliki deo početne snage betona. Međutim, ovaj mineral mora da se zagreva do temperature od 1.500 stepeni Celzijusa u procesu formiranja klinkera.
Neka istraživanja pokazuju da alit može biti zamenjen nekim drugim mineralom, kao što je belit (Ca2SiO4). Belit je takođe mineral koji se već koristi u proizvodnji betona. Njegova temperatura pečenja je 1.200 stepeni Celzijusa, što je značajno manja temperatura od one potrebne za pečenje alita. Osim toga, belit je zapravo jači nakon stvrdnjavanja betona. Međutim, belitu su potrebni dani ili meseci da se u potpunosti stvrdne, što ostavlja beton slabim nedopustivo dugo vremena.
Trenutna istraživanje se fokusiraju na pronalaženje mogućih nečistih aditiva, kao što je magnezijum, koji bi mogli da ubrzaju proces očvršćavanja. Takođe je korisno uzeti u obzir činjenicu da je potrebno više energije za mlevenje belita, što čini njegov puni uticaj na životnu sredinu sličnu ili čak i veću od uticaja alita.
Drugi pristup je delimična zamena konvencionalnog klinkera sa alternativama kao što je leteći pepeo, šljaka i zgura - svi su nusproizvodi drugih industrija koji bi inače završili na deponijama. Leteći pepeo i šljaka dolaze iz termoelektrana, dok je zgura otpadni materijal iz visokih peći u železarama. Ovi materijali polako dobijaju popularnost kao aditivi, pogotovo jer oni potencijalno mogu povećati snagu, smanjiti gustinu i produžiti trajnost betona.
Glavna prepreka za širu primenu letećeg pepela i šljake može biti u velikoj meri zbog rizika izgradnje sa novom tehnologijom koja nije izložena dugim testiranjima na terenu. Dok se ne napravi pravna regulativa koja će, ne samo da postiče, već i primorava kompanije da smanje svoj ugljenični otisak, oni nisu voljni da rizikuju sa novim betonskim mešavinama, pa čak i ako one smanjuju emisije ugljen dioksida.
U Srbiji se u građevinske svrhe koristi veoma malo letećeg pepela iz termoelektrana - samo 2,7 odsto od ukupno šest miliona tona, koliko se godišnje proizvede u našoj zemlji. Leteći (elektrofilterski) pepeo se u Srbiji koristi samo za potrebe cementne industrije, a trenutno se ni jedna deonica puta ne gradi uz korišćenje tog materijala, iako bi njegovo korišćenje moglo doprineti uštedama u izgradnji donjih slojeva puta za 30 do 80 odsto.
Nedovoljna primena pepela u građevinskoj industriji posledica je trenutne zakonske regulative za tu oblast, pa bi trebalo da se donese uredba o obaveznoj primeni elektrofilterskog otpada u građevinske svrhe. Procenjuje se da se u termoelektranama u Srbiji godišnje potroši oko 35 do 40 miliona tona uglja, pri čemu se proizvede oko pet do šest miliona tona elektrofilterskog otpada i šljake.
Za sada se celokupna količina ovog otpada odlaže na deponije koje su u neposrednoj blizini termoelektrana, rečnih tokova i naseljenih mesta i zauzimaju površinu oko 1.600 hektara plodnog zemljišta.
Najzastupljeniji pepeo u Srbiji je onaj iz Termoelektrane Nikola Tesla i termolektrana u Kostolcu. Leteći pepeo kao otpad stvara velike probleme i negativno utiče na životnu sredinu, jer se lako prenosi vazdušnim strujanjima i na taj način direktno zagadjuje vazduh, tlo, biljni svet i površinske vode.
Njegovim korišćenjem u građevinarstvu i putogradnji značajno bi se smanjila količina pepela na deponijama, što bi pozitivno uticalo na životnu sredinu, a ostvarile bi se i značajne uštede u građevinarstvu.
Poređenja radi, u 15 zemalja Evropske unije godišnje se utroši oko 18 miliona tona pepela i to za izgradnju puteva i proizvodnju betona i cementa, a neki od najznačajnijih objekata, zgrada, puteva, brana u Evropi i svetu su izgrađeni uz korišćenje tog pepela.
