CO2-st saadud betoon võib luua negatiivse tuleviku

Kasvava elanikkonna ja kiiresti laieneva ehitussektoriga maailmas, kuidas hoida ära majade ehitamine meie kliimat kahjustamast? Betoon on enim tarbitud materjal Maal, kuid selle peamine koostisosa tsement põhjustab 7% ülemaailmsest inimtekkelise CO2 heitkogusest. Vastus võiks tulla õhukesest õhust – CO2-st pärinevatest ehitusmaterjalidest – kirjutab Eve Pope, IDTechExi tehnoloogiaanalüütik

Uues IDTechExi aruandes „Süsinikdioksiidi kasutamine 2024–2044: tehnoloogiad, turuprognoosid ja mängijad” uuritakse mitmeid viise kinnipüütud süsinikdioksiidi väärtustamiseks kasulike toodete loomiseks. Nende hulgas osutusid CO2-st pärinevad ehitusmaterjalid eriti paljulubavaks tänu jõudluse paranemisele ja kulude konkurentsivõimele ning jätkusuutlikkusele. IDTechExi prognooside kohaselt kasutatakse 170. aastaks ehitusmaterjalides üle 2 miljoni tonni kinnipeetud CO2044.

Süsinikdioksiidi saab betooni tootmisel kasutada kolmel erineval viisil: CO2 sissepritse betooni monteeritava kõvenemise ajal, CO2 sissepritse betooni segamisel ja karbonaatagregaatide/lisandite moodustamine.

Betooni tootmise etapid koos märgistatud kasutamise (CO2U) ja süsiniku kogumise (CC) võimalustega. Allikas: IDTechEx

Erinevalt mõnest teisest süsinikdioksiidi kasutamise viisist, nagu e-kütusteks üleminek, mis nõuab suuri energiakoguseid ja rohelist vesinikku (sageli ülemäära kallis), on betooni valmistamisel süsinikdioksiidi neeldumise aluseks olev põhiline mineralisatsioonikeemia termodünaamiliselt eelistatud ja vähem energiat. -intensiivne, kuna tekivad stabiilsed metallkarbonaadid. Need karbonaadid esindavad tõhusalt püsivat CO2 sidumist, nii et CO2-st pärinevad ehitusmaterjalid kahekordistavad samaaegset süsinikdioksiidi kasutamist ja süsinikdioksiidi säilitamist. Protsess ühildub paljude erinevate CO2 allikatega.

Jäätmete väärtustamine

Lisaks CO2 jäätmetele saab ka tahkeid jäätmevooge uude betooni kasutada, kasutades karbonaatide moodustamiseks CO2 mineralisatsioonikeemiat. Näiteks on CO2-st pärinevate betoonitootjate hulgas Šveitsi ettevõte Neustark, kes kasutab süsinikdioksiidi reaktsiooni lammutatud betooniga süsinikdioksiidi säilitamiseks ja betooni täitematerjali tootmiseks. Teine täitematerjalide tootja, Ühendkuningriigis asuv OCO Technology, kasutab selle asemel süsinikdioksiidi ja tööstuslike termiliste protsesside jäätmeid. Samal ajal tegeleb ehitusmaterjalide hiiglane Heidelberg Materials betooni ringlussevõtu uurimis- ja arendustegevusega, kasutades süsinikdioksiidi tsemendiasendajana. Ettevõtted, sealhulgas Carbonaide ja CarbiCrete, uurivad terasräbu kasutamist tsemendi asendajana CO2-ga kõvenemise ajal. Täiendavat tulu saab teenida jäätmekäitlustasude kaudu, kusjuures mõned CO2-ga seotud betoonitootjad teatavad, et on juba saavutanud hinnavõrdsuse turgu valitsevate operaatoritega.

Lapsendamise kiirendamine

Betoonitootmine on tavaliselt madala marginaaliga ja valmisolek maksta rohelist lisatasu on madal. Seetõttu tugineb CO2-st saadud betooni laialdane kasutuselevõtt CO2 kasutamise tehnoloogia tegijatele, luues hõlpsasti kasutuselevõetavaid lahendusi, mis häirivad minimaalselt olemasolevaid tootmisprotsesse. CO2-ga toetatud kõvenemisel on mõned mängijad võtnud sihikule tagantjärele paigaldatavad kõvenduskambrid. Mujal on müügil ka plug-and-play ja mobiilseadmete lahendused.

reklaam

2023. aastal avaldati mitmed ASTM-i standardid CO2-ga toetatud kõvenemise kohta, suurendades kindlustunnet CO2-põhise betooni ohutuse ja kvaliteedi suhtes. Kuigi paljud CO2-st pärinevad ehitusmaterjalid ei ole veel saavutanud võrdväärset hinda tavapärase betooniga, on mõned kliendid nõus maksma lisatasu parema jõudluse (nagu suurem tugevus ja parem esteetika) tõttu.

Neto nullist kaugemale jõudmine

Süsinikdioksiidi otsene neeldumine betooni võib olla null-netoprotsess, kui süsinikdioksiid saadakse fossiilsest punktallikast (nt söeelektrijaam) või neto-negatiivne protsess, kui kasutatakse biogeenset või otsest õhku siduvat CO2-d. 2. aastal salvestas DAC-ettevõtte Heirloom ja CO2023-st saadud betoonitootja CarbonCure koostöös välisõhust püütud CO2 esmakordselt betooni.

Kuid kas CO2-st saadud betoon on endiselt negatiivne, kui arvestada tsemendi tootmisel eralduvat CO2-d? Metallkarbonaatide moodustumine CO2 mineraliseerumisel võib suurendada betooni tugevust ja vähendada vajaliku tsemendi kogust. Teise võimalusena võivad mõned karbonaatlisandid toimida täiendavate tsemendimaterjalidena ja asendada tsementi. Seetõttu saavad IDTechExi mängijate analüüsi kohaselt süsiniknegatiivseid betoontooteid toota mitmed. CO2 püsiv säilitamine betoonis võimaldab mängijatel müüa vabatahtlikul süsinikdioksiidi turul väärtuslikke süsinikdioksiidi eemaldamise krediite.

Süsinikdioksiidi jalajälje andmed 12 CO2-ga seotud betoonitootjalt. Allikas: IDTechEx

Edasine tegevus

Kuigi CO2-st saadud betooni tootmine on tavapärasest betoonist kallim, saab tulu teenida jäätmete kõrvaldamistasude ja süsinikdioksiidi krediidi müügi kaudu, kusjuures mõned mängijad on juba teatanud hinnapariteedi saavutamisest. Tulevikus kiirendab tugevam regulatiivne toetus (näiteks süsinikdioksiidi kõrgem hind) kasutuselevõttu veelgi, IDTechExi prognooside kohaselt kasutatakse 170. aastaks ehitusmaterjalides üle 2 miljoni tonni kinnipüütud CO2044. Kuna tsemendiahjude süsinikdioksiidi sidumise lahendused arenevad edasi, CO2 võib hankida tsemendi tootmisest, luues ümmarguse lahenduse.

Uue IDTechExi aruande "Süsinikdioksiidi kasutamine 2024–2044: tehnoloogiad, turuennustused ja mängijad" (sh allalaaditavate näidislehtede) kohta lisateabe saamiseks külastage veebisaiti www.IDTechEx.com/CO2U.

Lisateavet IDTechExi CCUS-i (süsinikdioksiidi kogumise, kasutamise ja säilitamise) turu-uuringute portfelli kohta leiate IDTechExi teemadest „Süsinikdioksiidi kogumise, kasutamise ja säilitamise (CCUS) turud 2023–2043“ ja „Süsinikdioksiidi eemaldamise (CDR) turud 2023“. -2040: Tehnoloogiad, mängijad ja prognoosid” aruanded.

IDTechExi kohta

IDTechEx juhendab teie strateegilisi äriotsuseid oma uurimis-, tellimis- ja nõustamistoodete kaudu, aidates teil tärkavatest tehnoloogiatest kasu lõigata. Lisateabe saamiseks pöörduge [meiliga kaitstud] või külastage veebisaiti www.IDTechEx.com.

Jagage seda artiklit: