Beton, pridobljen iz CO2, lahko zgradi neto negativno prihodnost

Kako v svetu z naraščajočim prebivalstvom in hitro rastočim gradbenim sektorjem preprečimo, da bi gradnja domov škodovala našemu podnebju? Beton je drugi najbolj porabljen material na Zemlji, vendar je njegova ključna sestavina, cement, odgovoren za 7 % globalnih antropogenih emisij CO2. Odgovor bi lahko prišel iz nič - gradbeni materiali, pridobljeni iz CO2 - piše Eve Pope, tehnološki analitik pri IDTechEx

Novo poročilo IDTechEx »Uporaba ogljikovega dioksida 2024–2044: tehnologije, tržne napovedi in igralci« raziskuje številne načine za valorizacijo zajetega ogljikovega dioksida za ustvarjanje uporabnih izdelkov. Med temi so bili gradbeni materiali, pridobljeni iz CO2, še posebej obetavni zaradi izboljšav učinkovitosti in stroškovne konkurenčnosti ter prednosti trajnosti. IDTechEx napoveduje, da bo do leta 170 v gradbenih materialih uporabljenih več kot 2 milijonov ton zajetega CO2044.

Ogljikov dioksid se lahko uporabi pri proizvodnji betona na tri različne načine: vbrizgavanje CO2 med sušenjem montažnega betona, vbrizgavanje CO2 med mešanjem gotovega betona in tvorba karbonatnih agregatov/aditivov.

Faze proizvodnje betona z označenimi možnostmi izrabe (CO2U) in zajemanja ogljika (CC). Vir: IDTechEx

Za razliko od nekaterih drugih načinov izkoriščanja ogljikovega dioksida, kot je pretvorba v e-goriva, ki zahteva velike količine energije in zelenega vodika (pogosto pregrešno dragega), je osnovna mineralizacijska kemija, ki podpira vnos CO2 med proizvodnjo betona, termodinamično naklonjena in porabi manj energije -intenzivno, ker nastajajo stabilni kovinski karbonati. Ti karbonati dejansko predstavljajo trajno sekvestracijo CO2, zato se gradbeni materiali, pridobljeni iz CO2, podvojijo kot hkratna uporaba ogljikovega dioksida in shranjevanje ogljikovega dioksida. Postopek je združljiv s številnimi različnimi viri CO2.

Vrednotenje odpadkov

Poleg odpadnega CO2 je mogoče tudi tokove trdnih odpadkov predelati v nov beton z uporabo kemije mineralizacije CO2, da se tvorijo karbonati. Na primer, akterji betona, pridobljenega iz CO2, vključujejo švicarsko podjetje neustark, ki uporablja reakcijo CO2 z porušenim betonom za shranjevanje ogljikovega dioksida in proizvodnjo betonskega agregata. Drugi proizvajalec agregatov, OCO Technology s sedežem v Veliki Britaniji, namesto tega uporablja CO2 in odpadne materiale iz industrijskih termičnih procesov. Medtem ima velikan gradbenih materialov Heidelberg Materials stalne raziskave in razvoj recikliranja betona z uporabo CO2 za oblikovanje nadomestka za cement. Podjetja, vključno s Carbonaide in CarbiCrete, raziskujejo jekleno žlindro kot nadomestek cementa med sušenjem s pomočjo CO2. Dodaten prihodek je mogoče ustvariti s pristojbinami za odlaganje odpadkov, pri čemer nekateri konkretni akterji, ki izhajajo iz CO2, poročajo, da so že dosegli enako ceno s prvotnimi ponudniki.

Pospeševanje posvojitve

Proizvodnja betona je običajno nizka, pripravljenost za plačilo zelene premije pa nizka. Zato se bo široka uporaba betona, pridobljenega iz CO2, zanašala na akterje tehnologije za izkoriščanje CO2, ki bodo ustvarili rešitve, ki jih je enostavno sprejeti in bodo minimalno motile obstoječe proizvodne procese. Pri strjevanju s pomočjo CO2 so nekateri akterji ciljali na naknadno vgradljive komore za strjevanje. Drugje se komercializirajo tudi rešitve plug-and-play in mobilne enote.

oglas

Leta 2023 je bilo izdanih več standardov ASTM o utrjevanju s pomočjo CO2, kar je izboljšalo zaupanje v varnost in kakovost montažnega betona, pridobljenega s CO2. Medtem ko številni gradbeni materiali, pridobljeni s CO2, še niso dosegli cenovne paritete z običajnim betonom, so nekateri kupci pripravljeni plačati premijo zaradi izboljšane učinkovitosti (kot sta večja trdnost in izboljšana estetika).

Preseganje neto ničle

Neposredni vnos CO2 v beton je lahko neto ničelni proces, če ogljikov dioksid izvira iz fosilnega točkovnega vira (kot je elektrarna na premog) ali neto negativen proces, če se uporablja biogeni ali neposredno zajeti CO2 iz zraka. Leta 2023 je sodelovanje med podjetjem za neposredno zajemanje zraka (DAC) Heirloom in proizvajalcem betona, pridobljenega iz CO2, CarbonCure prvič shranilo CO2, zajet iz zunanjega zraka, v beton.

Toda ali je beton, pridobljen iz CO2, še vedno neto negativen, če upoštevamo CO2, sproščen med proizvodnjo cementa? Tvorba kovinskih karbonatov med mineralizacijo CO2 lahko poveča trdnost betona in zmanjša količino potrebnega cementa. Druga možnost je, da lahko nekateri karbonatni dodatki delujejo kot dodatni cementni materiali in nadomestijo cement. Zato lahko glede na analizo igralcev, ki jo je opravil IDTechEx, več proizvajajo betonske izdelke z negativnimi emisijami ogljika. Trajno shranjevanje CO2 v beton omogoča igralcem prodajo visoko vrednih dobropisov za odstranjevanje ogljikovega dioksida na prostovoljnem trgu ogljika.

Podatki o ogljičnem odtisu 12 igralcev betona, pridobljenega iz CO2. Vir: IDTechEx

Pot naprej

Čeprav je proizvodnja betona, pridobljenega s CO2, dražja od običajnega betona, je mogoče prihodke ustvariti s pristojbinami za odlaganje odpadkov in prodajo ogljičnih dobropisov, pri čemer nekateri akterji že poročajo, da dosegajo enako ceno. V prihodnosti bo močnejša zakonodajna podpora (na primer povišanje cen ogljika) še pospešila uporabo, pri čemer IDTechEx napoveduje, da bo do leta 170 v gradbenih materialih uporabljenih več kot 2 milijonov ton zajetega CO2044. Z nadaljnjim razvojem rešitev za zajemanje ogljika za cementne peči, CO2 bi lahko pridobivali iz proizvodnje cementa, kar bi ustvarilo krožno rešitev.

Če želite izvedeti več o novem poročilu IDTechEx "Izraba ogljikovega dioksida 2024-2044: tehnologije, tržne napovedi in igralci", vključno s stranmi z vzorci, ki jih je mogoče prenesti, obiščite www.IDTechEx.com/CO2U.

Za več informacij o portfelju tržnih raziskav CCUS (zajem, uporaba in shranjevanje ogljika) družbe IDTechEx si oglejte IDTechEx »Trgi zajemanja, uporabe in shranjevanja ogljika (CCUS) 2023–2043« in »Trgi odstranjevanja ogljikovega dioksida (CDR) 2023 -2040: poročila o tehnologijah, igralcih in napovedih.

O IDTechExu

IDTechEx vodi vaše strateške poslovne odločitve s svojimi izdelki za raziskave, naročnino in svetovanje, kar vam pomaga pri pridobivanju novih tehnologij. Za več informacij se obrnite na [e-pošta zaščitena] ali obiščite www.IDTechEx.com.

Delite ta članek: