Una dintre cele mai mari probleme în abordarea emisiilor de dioxid de carbon este producția componentei cheie a cimentului: varul (oxidul de calciu). Acum, o companie mică cu numele drăguț Sublime Systems pare să fi rezolvat această problemă.
Industria betonului este responsabilă pentru 8% din emisiile globale de carbon. Cimentul Portland Ordinar (CPO) reprezintă aproximativ 15% din beton, iar oxidul de calciu sau varul reprezintă doar 60% din CPO. Cu toate acestea, producția acelui var este cauza aproape tuturor emisiilor: Varul reprezintă doar 8% din beton, dar creează 90% din problemă. Aproximativ jumătate provine din „faptul chimic al vieții” – CO2 emis în calcinare sau transformarea carbonatului de calciu în oxid de calciu. Cealaltă jumătate provine din arderea cărbunelui sau a gazelor fosile pentru a realiza calcinarea.
Noi am descris procesul de multe ori: „Componenta cheie a cimentului este varul, pe care îl obțineți prin aplicarea de căldură carbonatului de calciu, practic piatra de var. CaCO3 + căldură > CaO + CO2. Nu puteți face nimic în privința chimiei; este natura fundamentală a materialului care îl face să emită CO2.”
Se poate ca să nu poți face nimic în privința chimiei, dar există moduri diferite de a separa dioxidul de carbon de piatra de var. Co-fondatorii Sublime Systems, Leah Ellis și Yet-Ming Chang, au descris modul în care compania lor a produs var la temperatura camerei folosind electricitate regenerabilă. Ei au scris:
Echipa în creștere a strâns recent 40 de milioane de dolari de la investitori, inclusiv Siam, cel mai mare producător de ciment din Asia de Sud-Est.
„Cimentul cu emisii reduse de carbon este esențial pentru a construi o economie decarbonizată”, a declarat Ellis, care este și CEO al Sublime. „Am demonstrat cu succes viabilitatea și scalabilitatea abordării noastre și suntem capabili să producem ciment cu aceeași rezistență, plasticitate și durabilitate sau mai bune decât cimentul Portland de astăzi. Sprijinul echipei noastre talentate și capitalul de la investitorii noștri ne vor permite să operăm instalația pilot, să asigurăm acorduri de pre-cumpărare și să lucrăm spre producția de ciment cu emisii reduse de carbon la scară.”
După ce explică destul de detaliat ce este cimentul Portland obișnuit, Ellis ajunge la ingredientul cheie: varul.
Când este produs într-un cuptor de ciment, CO2 emis în reacție se amestecă cu gazele de ardere, făcând capturarea aproape imposibilă. Procesul Sublime se bazează pe utilizarea unui electrolizor, așa cum se face cu apa, pentru a obține hidrogen și oxigen. Când introduc carbonat de calciu sau piatră de var în electrolizor, ionii de calciu migrează spre electrodul negativ, unde reacționează pentru a precipita hidroxid de calciu sau var nestins, care poate fi redus la oxid de calciu cu puțină căldură sau utilizat direct.
CO2 care este emis este rece, pur și ușor de colectat. Procesul funcționează cu orice sursă de calciu; dacă se folosește o sursă non-carbonatică, iar electrolizorul este alimentat cu electricitate regenerabilă, atunci varul rezultat este neutru din punct de vedere al carbonului. Sublime a explicat pe site-ul său: „După ce am creat procesul nostru pentru fabricarea varului decarbonizat, am deținut cheia pentru crearea unui ciment decarbonizat.”
Autorii au scris:
Industria globală de ciment a produs 4,37 miliarde de tone din acest material în 2021, așa că ar putea dura ceva timp până când industria va fi decarbonizată. Dar acesta este totuși un pas înainte dramatic.
Conform unui articol de cercetare din 2019, este nevoie de între 5,2 și 7,1 megajouli de energie pentru a produce un kilogram de ciment. Un megajoule este 0,277778 kilowați-oră, deci este între 1,44 și 1,97 kWh de electricitate, ceea ce nu pare mult. Și, spre deosebire de un cuptor de ciment care trebuie să funcționeze constant și să rămână fierbinte, acest proces ar putea funcționa atunci când bate vântul și soarele strălucește. Aceasta chiar schimbă totul: un înlocuitor direct, cu emisii reduse sau zero carbon, pentru cimentul convențional cu emisii ridicate de carbon.
Lumea se schimbă atât de rapid. Până de curând, nu vedeam nicio cale către o decarbonizare reală pentru oțel, aluminiu sau beton. Acum avem oțelul HYBRIT, aluminiul Elysis și cimentul Sublime. Ele reprezintă doar o fracțiune infimă din industrie, dar sunt o cale de urmat.
