Нижний Новгород Весовое оборудование

 

Тел. +7(968)000-10-11 E-mail: scales-nn@bk.ru

Скейлс
Всё об измерениях, единицах и системах измерения

Закажите обратный звонок

ООО Скалес - Промышленные весы, автомобильные весы

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЕСЫ И СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИЕ

НОВИНКИ

Бетон. Решение проблемы загрязнения углеводородами

Самые большие загрязнители углерода не всегда громко рекламируют этот факт. Фактически, одна из отраслей промышленности с худшим воздействием на климат практически игнорируется, хотя ее продукция буквально поддерживает наше существование. Я говорю о цементной промышленности, которая ежегодно выбрасывает в воздух более 2 миллиардов тонн углерода, чтобы сделать свой вездесущий строительный материал, примерно в три раза больше, чем авиационная промышленность.

Чем объясняется столь масштабный углеродный след? Чтобы сделать цемент, вы должны нагреть известняк почти до 1500°C. К сожалению, самый эффективный способ получить горячую печь для обжига цемента-это сжигать много угля, на который, наряду с другими источниками энергии ископаемого топлива, приходится 40 процентов выбросов отрасли. В конце концов, известняк распадается на оксид кальция (также известный как известь) и выделяет CO2, который идет прямо в атмосферу, что составляет еще 60 процентов выбросов промышленности.

Хорошей новостью является то, что нет недостатка в идеях о том, как уменьшить весомый углеродный след цемента. Плохая новость заключается в том, что большинство из них либо находятся в младенческом возрасте, либо сталкиваются со значительными препятствиями на пути усыновления. Поскольку наше время для предотвращения катастрофических изменений климата становится все меньше, нам нужны крупные инвестиции в новые технологии и изменения в том, как работает цементная промышленность. Но больше всего нам нужно, чтобы политики осознали тот факт, что цементная промышленность имеет климатические проблемы. Пришло время для некоторых конкретных решений.

Цемент становится экологичным

Одним из самых простых способов уменьшить выбросы углерода в цементе было бы найти более чистое топливо, способное нагревать печь для обжига цемента. Сегодня существуют некоторые альтернативы ископаемому топливу, такие как древесина, сельскохозяйственные отходы и даже автомобильные шины. Несмотря на то, как звучит последнее, Джереми Грегори, исполнительный директор Центра устойчивого развития бетона в Массачусетском технологическом институте, говорит, что отработанные шины могут быть “отличным источником энергии”, а цементные печи-один из самых эффективных способов их утилизации.

В будущем у нас могут быть гораздо более чистые варианты. В проекте доклада, опубликованном в октябре, были изложены некоторые новые технологии производства промышленного тепла, необходимого для производства цемента, включая использование водородного топлива или электронагревателей, работающих на возобновляемых источниках энергии. Эти методы еще не готовы к прайм-тайму, но с дальнейшим развитием, пожары шин для приготовления пищи в цементных печах могут стать причудливой сноской в истории.

Цемент скоро станет экологичным

Даже если мы найдем идеальную безуглеродную альтернативу углю, это решит только часть проблемы цемента. Там все еще выделяется CO2, в то время как известняк превращается в известь. Эта известь вступает в реакцию с глиной внутри печи, образуя вещество, известное как” клинкер“, которое затем смешивается с небольшим количеством гипса и измельчается в порошок, называемый” обычным портландцементом", промышленным стандартом. Портландцемент смешивается с водой, песком и гравием, образуя бетон-каменистый материал, используемый для строительства фундаментов, дорог, дамб и многих других объектов современной инфраструктуры.

Что делать, если производители могут уменьшить количество клинкера, необходимого для производства цемента? Тогда им не пришлось бы варить так много известняка в первую очередь, и процесс будет выделять меньше углерода. Цементная промышленность в целом уже сократила долю клинкера в своем продукте с более чем 90 процентов в 1990 году до почти 65 процентов сегодня, добавив в рецептуру заменяющие ингредиенты, такие как побочные продукты от сжигания угля и выплавки чугуна и стали. Но есть еще больше возможностей для улучшения с новыми формулировками, которые готовятся научно-исследовательскими лабораториями, стартапами и крупными компаниями.

Одним из особенно перспективных рецептур является известняковый кальцинированный глинистый цемент, более известный как LC3. Разработанный около пяти лет назад в исследовательском институте EFPL в Швейцарии, LC3-это формула, в которой клинкер разрезается почти пополам путем добавления кальцинитовых глин и известняка, оба из которых дешевы и часто изобилуют. LC3 цемента также может быть приготовлен при гораздо более низких температурах. Взятые вместе, эти два преимущества, по оценкам, сбривают до 30 процентов от его углеродного следа по сравнению с портландцементом. Рецепт уже был коммерциализирован, но еще не принят в больших масштабах из-за множества барьеров, включая негибкие отраслевые стандарты и опасения по поводу того, как новые смеси будут выдерживать долгосрочную перспективу.

Даже лучше, чем низкоуглеродистый цемент, который высасывает углерод из воздуха. Сегодня большинство цементных порошков отверждаются, или “отверждаются”, добавлением воды, но несколько компаний, в первую очередь Солидия на основе Нью-Джерси, создают цементы, которые должны поглощать CO2, чтобы затвердеть. Solidia утверждает, что каждую метрическую тонну цемента он делает может поглотить 240 килограммов климата-парниковые газы. И потому что СО2 упаковывается в искусственную породу, долговременное хранение становится экологичным.

До сих пор цементы “углеродного отверждения” являются нишевым продуктом. Они имеют тенденцию быть более дорогими, чем традиционный цемент, и они часто требуют специальной обогащенной CO2 атмосферы, чтобы затвердеть. Тем не менее, Элла Адлен, исследователь из Оксфордской школы Мартина, рассматривает эту технологию как “огромную возможность."Ранее в этом месяце Адлен стал соавтором обзорной статьи в Nature, в которой было установлено, что с дальнейшим усовершенствованием углеродного отверждения и массовым масштабированием технология может помочь компенсировать более миллиарда тонн выбросов углерода цементной промышленностью в год к 2050 году.

Есть один последний инструмент, который, вероятно, будет необходим, чтобы получить цементные заводы полностью к нулевому углероду: улавливание углерода, утилизация и хранение (CCUS), набор технологий для всасывания CO2 потока отходящего газа завода и трубопровода его в какой-то резервуар для хранения. Может быть, это Ваша новая кустарная водка — или, возможно, парниковый газ может быть использован для производства углеродного цемента. На цементных заводах Бельгии и Норвегии проходят небольшие демонстрации CCUS, а в сентябре компания Dalmia Cement объявила о планах строительства крупнейшего на планете цементного завода по улавливанию углерода в штате Тамилнад, Индия. Когда эта установка заработает, она сможет высасывать полмиллиона тонн CO2 в год.

Проблема масштаба

Разработка новых технологий производства цемента - это только половина борьбы с выбросами углерода в цемент. Другая половина находит способы использовать меньше цемента.

Сегодня в мире ежегодно производится 4 миллиарда тонн цемента, или около 1200 фунтов на каждого живого человека. По мере того, как все больше людей переезжают в города, развивающиеся страны модернизируют свою инфраструктуру, а мир переходит на новые энергетические системы, наш аппетит к цементу, как ожидается, будет только расти. К 2050 году мы сможем производить около 5 миллиардов тонн цемента в год.

“Как и во всем, что касается изменения климата, наиболее заметным аспектом проблемы является ее масштаб”, — говорит Ребекка Делл, отраслевой стратег ClimateWorks. “Если бы цемент был нишевым материалом, это не было бы проблемой.”

Решение этой проблемы может означать изменение общей практики строительства. Делл сказал, что строительные проекты часто заливают больше бетона, чем необходимо, потому что это дешевая форма армирования, которая может быть использована для быстрого выполнения работы. Новые строительные технологии, такие как 3D-печать, могут значительно сократить этот вид отходов. Таким образом, можно было бы продолжить цифровизацию процесса строительства — например, используя передовые компьютерные модели, чтобы точно определить, сколько цемента необходимо для здания, чтобы соответствовать его желаемым спецификациям.

Нам также нужно проектировать структуры, которые прослужат дольше и могут быть более легко перепрофилированы для новых целей, - сказал Джереми Грегори, исполнительный директор Центра устойчивого развития бетона в Массачусетском технологическом институте.

“Когда дело доходит до зданий, мы обычно не разрушаем их, потому что они структурно не работают”, — сказал Грегори. "Обычно мы разрушаем их, потому что они выходят из моды или не нужны.” Чем дольше мы будем использовать старые здания, тем меньше новых нам придется строить, и тем меньше цемента нам понадобится для производства.

Потенциальные климатические выгоды от более рационального использования цемента значительны. В докладе 2018 года было установлено, что в Европейском Союзе строительный сектор может сократить треть своего углеродного следа к 2050 году, если здания будут спроектированы так, чтобы использовать меньше материала, дольше и легче перепрофилироваться; если строительные отходы будут сокращены; и если будет переработано больше цемента.

Ускорение изменений

Делл сказала, что она чувствует себя “очень уверенно”, у нас есть техническое ноу-хау, чтобы сократить выбросы углерода в цементной промышленности, если мы этого захотим.

“Сложность гораздо больше в том, можем ли мы организовать нашу политику и наши рынки так, чтобы это было вознаграждено”, — сказала она. “На самом деле это гораздо сложнее.”

В мире цемента доминируют несколько крупных производителей, соперничающих на мировом товарном рынке, который очень чувствителен к небольшим колебаниям цен. Любая компания, которая добровольно решает переключить свой процесс производства цемента, берет на себя огромный риск: она может получить продукт низкого качества или слишком дорогой для продажи. Возможно, поэтому неудивительно, что большинство компаний не очень стараются.

В докладе, опубликованном в прошлом году инициативой "переходный путь", рассматривался 21 из крупнейших мировых производителей цемента и было установлено, что менее половины из них установили какие-либо целевые показатели выбросов. Из 11 компаний, которые представили некоторые данные о выбросах за несколько лет, только две, по-видимому, сократили выбросы углерода достаточно быстро, чтобы оставаться в соответствии с целью Парижского соглашения по ограничению глобального потепления до 2°C.

Источник: https://grist.org/politics/cement-has-a-carbon-problem-here-are-some-concrete-solutions/

Вы можете оставить комментарий

Обязательные для заполнения поля помечены *.



Если код не читается, нажмите сюда, чтобы сгенерировать новый
 


Обновлено 22.12.2019 18:02

Следующая статья: Самовосстанавливающийся бетон как один из трендов строительства в 2020 г. https://scales-nn.ru/samovosstanavlivayushiysja-beton-biobeton.html

Предыдущая статья: Методы наблюдения за бетоном по мере его схватывания могут способствовать разработке новых цементов https://scales-nn.ru/metody-nablyudeniya-za-betonom.html