Цемент как производят: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Содержание

В Башкирии готовят к запуску второй в России завод белого цемента — РБК

Предприятие группы Lasselsberger в Абзелиловском районе Башкирии сможет выпускать 700 тонн белого цемента в сутки.

Фото: РБК Уфа

Строящийся завод «Цемикс» в Башкирии начнет выпускать основную продукцию — белый цемент — в мае 2021 года. Об этом сообщили во время рабочей поездки премьер-министра правительства РБ Андрея Назарова на предприятие. Сейчас на объекте идут пусконаладочные работы. По словам директора компании Ильи Дворникова, все технологические цепочки уже отлажены, осталось запустить производство.

«Процесс производства цемента непростой. В цепочке производства есть несколько полуфабрикатов. Сейчас в бункеры загружены все сырьевые компоненты. На следующей неделе планируем получить уже сырьевую муку — это помол известняка и белой глины. И еще через неделю уже будем пытаться произвести белый клинкер — это второй полуфабрикат перед производством цемента. Финишный продукт, цемент, планируем произвести во второй половине мая», — сообщил Дворников в интервью РБК Уфа.

Завод сможет выпускать 700 тонн белого цемента в сутки. В перспективе производство основного и сопутствующих продуктов должно достигнуть 1 тысячи тонн в сутки. В год компания планирует выпускать до 240 тысяч тонн белого цемента и таким образом покрыть всю потребность страны в этой продукции. Помимо белого цемента, компания будет производить цветную тротуарную плитку и фасадную плитку.

Фото: РБК Уфа

Предприятие в Абзелиловском районе уникально, отметил премьер-министр Андрей Назаров. До сих пор белый цемент в России выпускался только на одном заводе в Подмосковье. У завода в Башкирии главное преимущество — в используемой технологии. Цемент здесь будут выпускать не мокрым способом, а сухим. Это более современная технология, которая позволяет снизить себестоимость продукции на 30%.

Верхнебаканский цементный завод

The first Novorossiysk region cement factory was built under the name of Black Sea Cement Society in 1882, following the Decree of the Emperor Alexander III. Not only Russian, but also the foreign consumers were immediately attracted by high-quality construction cement made from raw materials of unique composition.

JSC Verhnebakansky Cement Plant is a bleeding edge high-tech production site, capable of processing up to 7 thousand tons of raw material daily.

The site utilises a two-step grinding system, consisting of a hammer crusher and the largest roller mill in Russia, ATOX.

Cement industry forefront solutions coupled with JSC VCP engineers expertise allow to push the pyro section output to 395 tph.

Two UMS ball mills of 320 tph each are employed in order to handle this flow of clinker.

The result is impressive 2.3 million tons of cement per year, which amounts to almost 5% of total Russian cement production.

The plant’s marl quarry is unique in terms of its quality properties, which allow to produce high-quality cement at no extra costs. High-precision SODERN bulk material analyzers are installed in material handling lines to forward data to an automatic RoboLAB laboratory for analysis and online raw mix correction. This is how the perfect raw meal is born, which is fully ready to be kilned. End product fineness is controlled precisely by a Sepax separator.

JSC Verhnebakansky Cement Plant is nowadays one of the local economic mainstays and major employers of Novorossiysk. Unique marl composition ensures formidable lead in the very process beginning. Dry production method is in turn the most economical in terms of energy consumption, which allows for shorter material to end product lead time, as well as lower prime cost.

The enterprise utilises the most up-to-date equipment to produce high-grade portland cement. On-site laboratory is equipped at a state-of-the-art level as well. Process experts use top-class software to assure high quality at every process stage leaving no chance for an error. Despite benefiting from high output rates, we never stops thinking of environment protection. Live monitoring of ecological parameters and minimal dust emission are secured by the best filtering technologies from German suppliers.

Производство цемента: оборудование и технология

Дата публикации: 14.02.2019 11:08

Являясь одним из самых распространенных стройматериалов, цемент в современном строительстве применяется или самостоятельно, или как базовый компонент растворных, отделочных и бетонных смесей. Промышленная технология производства цемента позволяет получить гидравлически вяжущий материал, превращающийся в процессе затвердевания в камневидное тело с гарантированными прочностью, водостойкостью и долговечностью.

Основные материалы для производства цемента — клинкер и гипс. В зависимости от марки и предназначения стройматериала в сухую смесь могут также добавляться глина, доменный шлак, вулканические породы и другие компоненты, воздействующие на рабочие характеристики конечного продукта.

Оборудование, используемое в цементном производстве

Различные виды производства цемента требуют собственных технических средств. При этом к обязательным технологическим элементам производственной линии цементного завода следует отнести:

  • барабанную печь;
  • установку для предварительного нагрева исходного сырья;
  • мельницу;
  • вальцы, охладитель и сушилку;
  • сепаратор и пылеуловитель;
  • оборудование предварительной гомогенизации;
  • дробилку.

В процессе массового производства материала также не обойтись без транспортера и машины для упаковки готового продукта.

Разновидности и марки цемента

В зависимости от того, какое используется для производства цемента сырье, равно как и какой набор добавок вводится в сухую смесь, описываемый стройматериал может относиться к одной из классификационных групп:

  1. Портландцемент.
    Самая популярная общестроительная марка, включающая клинкер и гипс. Помол мелкий.
  2. Белый цемент.
    Производится из мелкомолотого клинкера без окислов железа. Служит для декоративных целей.
  3. Шлаковый.
    Включает измельченный доменный шлак, активаторы и минеральные добавки. Примечателен повышенной прочностью, благодаря чему используется в подземных/подводных конструкциях.
  4. Глиноземистый.
    Удобен при строительных работах в зимний период и при монтаже жаропрочных стройконструкций.

Из специальных марок материала применение находят расширяющийся, быстротвердеющий, гидрофобный, тампонажный (для заделки скважин) и пуццолановый (для водяных емкостей) цемент.

Марка материала определяется пределом прочности такового на сжатие, выраженным по старому ГОСТу в кг на см.кв.: М200-М600 или по обновленному стандарту — в МПа (мегапаскалях): 20-60 МПа соответственно.

Изготовление портландцемента

Производство материала разделяют на две укрупненных стадии, в свою очередь состоящие из отдельных этапов.

Первая стадия — получение клинкера, являющегося основой цементной смеси. После добычи желтовато-зеленого известняка в процессе разработки известняковых месторождений, первично раздробленное сырье проходит этапы сушки и смешивания с некоторыми составляющими. Подготовленный таким образом исходный материал подвергается обжигу, результатом которого является собственно портландцементный клинкер.

На второй стадии образовавшийся клинкер измельчается до порошкообразного вида, при этом в него вносятся гипс и другие необходимые для производства цемента добавки. В итоге образуется сыпучая однородная масса. Технология обеих стадий процесса для разных видов сырья и различных состояний такового может различаться. Исходя из этого, в промышленности используются сухой, мокрый и комбинированный способы производства цемента.

Сухой способ предполагает предварительное смешивание известняка и глины в машине для дробления/сушки и дальнейшее перемалывание компонентов в мельнице до однородного состояния сырьевой муки. После специального смешивания, называемого гомогенизацией, такая мука преобразуется в гомогенизационныйсилос, направляемый на обжиг. Прошедший обжиг силос вновь перемалывается с добавлением гипса. Готовый товарный продукт собирается в бункере для хранения или расфасовки.

При мокрой технологии сухие компоненты (известняк, глина, железосодержащие добавки) загружаются в дробилку, где смешиваются и дробятся до однородного состояния. После этого они поступают в мельницу, в которой после добавления воды проходят операцию мокрого помола с корректировкой в шламбассейне. Образовавшийся полуфабрикат (шлам) направляется на обжиг во вращающуюся печь. Дальнейшие этапы процесса аналогичны операциям при сухом способе. Ныне подобная мокрая технология считается устаревшей, поскольку сухой метод обеспечивает заметную экономию топлива, снижает трудовые затраты и дает более качественную продукцию.

Комбинированный способ не имеет жесткой технологической регламентации и зависит, прежде всего, от технических возможностей конкретного производителя. В одном случае сначала идет безводная стадия (при приготовлении смеси), затем — мокрая. В другом — сперва готовится водная суспензия, проходящая далее последовательные операции классического сухого метода.

Твердые отходы производства цемента, главным образом цементная пыль, относятся к группе неопасных для человека и допускаются к повторному использованию.

Процесс производства цемента | Восстановить материалы

Известняк (основной источник карбоната кальция CaCO 3 ) и глина (основной источник кремнезема SiO 2 , глинозема Al 2 O 3 и оксида железа Fe 2 O 3 9000 ) обычно добываются в карьеры, принадлежащие компании, и предварительно смешанные с целевым химическим составом материала. Корректирующие материалы, такие как песок, железная руда, бокситы или промышленные отходы (альтернативные сырьевые материалы), затем используются для тонкой настройки и корректировки химического состава этого предварительно смешанного материала на сырьевом заводе.Затем сырьевая мука мелкого помола хранится и дополнительно гомогенизируется в бункере для сырьевой муки.

Основой процесса производства цемента является термический процесс в системе печей с производительностью по клинкеру до 12 000 тонн в сутки в настоящее время.

Система печи состоит из статической системы предварительного нагрева, как правило, с пятью циклонными ступенями и кальцинатором. Сырьевую муку (так называемую «шихту в печи») нагревают до 1000°С и прокаливают карбонатно-кальциевую часть: CaCO 3  -> CaO + CO 2 (г).Затем во встроенной вращающейся печи материал нагревается до 1450°C и образуется клинкер из портландцемента.

Клинкер представляет собой совокупность четырех искусственных минералов (алита, белита, трехкальциевого алюмината и феррита), обладающих гидравлическими свойствами, т.е. затвердевающих при смешивании с водой.

Быстрое охлаждение и замораживание этих искусственных минералов затем происходит в охладителе клинкера, третьем элементе системы цементных печей. Важнейшим ингредиентом для осуществления этой минеральной трансформации является топливо.Исторически использовались нефть и газ, затем уголь и нефтяной кокс, но с 1980-х годов для отопления используется все больше и больше альтернативных видов топлива. Здесь следует подчеркнуть, что топливная зола полностью включается в клинкер, поэтому окончательный состав клинкера всегда представляет собой сумму прокаленной сырьевой муки и оставшейся после выгорания топлива топливной золы. Клинкер является важным промежуточным продуктом в производстве цемента, а также продается по всему миру как товар между производителями цемента.

Цемент получают путем смешивания и тонкого помола клинкера, гипса и минеральных компонентов (напр.грамм. известняк, пуццолан, летучая зола или гранулированный доменный шлак, микрокремнезем) на цементных заводах.

Гипс добавляется для контроля схватывания цемента, т.е. процесса твердения. Минеральные компоненты добавляются для уменьшения доли клинкера в цементах и ​​придания продуктам особых свойств. Pure Ordinary Portland Cements (OPC) содержат только клинкер и гипс; смешанные цементы — это цементы с минеральными компонентами.

шагов процесса производства цемента

Цемент – один из самых распространенных и важных строительных материалов.Это очень важный ингредиент, потому что только цемент обладает способностью повышать вязкость бетона, что, в свою очередь, обеспечивает способность связывать песок и гравий вместе в бетонных смесях. Но большинство из нас может не знать, как производится цемент. Вот несколько простых шагов, которые помогут нам понять процесс производства цемента.

I. Измельчение и предварительная гомогенизация

раздавить

В процессе производства цемента большая часть сырья должна быть измельчена, например, известняк, глина, железная руда, уголь и т. д.В производстве цемента основным сырьем является известняк, количество которого больше всего среди всех видов сырья. После добычи известняк обычно имеет большие размеры и высокую твердость, его необходимо раздробить на мелкие кусочки для производства цемента.

Предварительная гомогенизация сырья

Технология предварительной гомогенизации — это использование передовой технологии восстановления штабелирования в процессе переработки сырья для достижения гомогенизации сырья, так что поле материала может иметь функцию хранения и гомогенизации.

II. Подготовка сырья

В процессе производства цемента каждая тонна портландцемента требует измельчения не менее 3 тонн материалов, включающих все виды сырья (топливо, клинкер, гипс, смесь и т.д.). Согласно статистике, для линии по производству сухого цемента мощность, потребляемая на помол, составляет более 60% от общей потребляемой мощности, в том числе более 30% расходуется на помол сырья и около 40% на помол цементного порошка.Таким образом, выбор подходящего оборудования и технологии измельчения, оптимизация параметров процесса, правильная работа и создание хорошей системы управления работой имеют большое значение для обеспечения качества продукции и снижения энергопотребления.

III. Гомогенизация сырья

В новом сухом способе производства цемента стабильность состава сырья является предпосылкой для обеспечения стабильности регулирования температуры спекания клинкера. Система гомогенизации сырья играет последнюю роль в контроле состава стабилизированной печи.

IV. Разложение при предварительном нагреве

Длина вращающейся печи может быть сокращена за счет использования подогревателя вместо частичной функции вращающейся печи для предварительного нагрева и частичного разложения сырья. Когда процесс теплопередачи воздух-материал в печи происходит в подвешенном состоянии, а не в состоянии штабелирования, воздух, выпущенный в печи, будет полностью смешиваться с сырьем, а площадь контакта между воздухом и материалом будет меньше. увеличен, чтобы добиться высокоскоростной теплопередачи и эффективной теплопередачи.Это повышает эффективность производства печной системы и снижает расход тепла на сжигание клинкера.

Дисперсия материала

80% теплопередачи происходит в дымоходе. Материал, поступающий в дымоход подогревателя, переворачивается и перемещается под воздействием высокоскоростного воздуха и в конечном итоге рассеивается.

Разделение воздух-материал

Когда переносимый воздухом порошок поступает в циклонный сепаратор, он вынужден вращаться в кольцевом пространстве между цилиндром циклонного сепаратора и внутренним цилиндром (выхлопным газоходом).Он вращается вниз от цилиндра к конусу до основания конуса, затем переворачивается и, наконец, выпускается из выпускного канала.

Технология предварительного прокаливания

Технология предварительного обжига – это технологический скачок в процессе обжига цемента. Декарбонизатор инновационно установлен между подогревателем и вращающейся печью с недавно добавленным восходящим газоходом и устройством впрыска топлива, что позволяет быстро протекать экзотермическому процессу сжигания топлива и эндотермическому процессу карбонатного прокаливания сырья в виде взвешенного или жидкого состояния в кальцинаторная печь. Степень прокаливания сырья может увеличиваться до 90%. Обжиг карбоната перемещается из вращающейся печи в печь кальцинатора, что снижает тепловую нагрузку печи, продлевает срок службы футеровки печи и способствует крупномасштабному производству. Поскольку топливо и сырье могут смешиваться равномерно, теплота сгорания топлива может своевременно передаваться материалам, так что процессы сгорания, теплопередачи и прокаливания карбоната оптимизируются. Таким образом, он имеет ряд отличных характеристик высокого качества, высокой эффективности, низкого энергопотребления и т. д.

V. Спекание цементного клинкера

После предварительного нагрева и предварительного прокаливания в циклоне сырья следующим этапом является поступление во вращающуюся печь для спекания клинкера.

Вращающаяся печь представляет собой огромную вращающуюся печь, являющуюся сердцем процесса производства цемента. Здесь сырье нагревается до 1450℃. При этой температуре начинается химическая реакция, так называемая декарбонизация. В этой реакции материалы (например, известняк) выделяют углекислый газ. Высокая температура печи превращает материалы в суспензию.

Во вращающейся печи карбонат далее быстро разлагается в ходе серии твердофазных реакций. При повышении температуры материалов другие минералы в материалах растворяются в жидкой фазе и образуют большое количество клинкера. По мере спекания цементного клинкера температура снижается, а затем под действием охлаждающей машины высокотемпературный клинкер будет охлаждаться и выгружаться на хранение.

VI. Помол цемента

Заключительный процесс – помол цемента.Но наибольший расход энергии приходится на последний процесс производства цемента.

Есть горизонталь, заполненная стальными шариками. Клинкер попадает в этот вращающийся барабан после охлаждения. Здесь стальные шары падают и измельчают клинкер в очень мелкий порошок. Этот мелкий порошок считается цементом. При помоле в смесь также добавляется гипс в небольшом процентном соотношении, который регулирует схватывание цемента.

VII. Пакет цемента

Цементный завод имеет два способа хранения цемента: в мешках или навалом.Цемент подается непосредственно в силосы (силосы представляют собой большие резервуары для хранения цемента) из мельниц. Далее фасуется в мешки по 20-40 кг. Только небольшой процент цемента фасуется в мешки только для тех клиентов, чья потребность очень мала. Остальной цемент хранится в цементном стальном бункере и ожидает транспортировки навалом с помощью грузовиков, рельсов или кораблей.

Связаться с

Сокрушительное воздействие цементной промышленности Китая на окружающую среду

Китай — страна с самой быстрорастущей экономикой в ​​мире и самым большим населением — лидирует в мире по производству цемента, важнейшего компонента, из которого построены гигантские города Китая, протяженные дороги и другая инфраструктура.Китай производит 60 процентов цемента в мире; производство в стране в 2011-2013 годах превзошло производство США за весь ХХ век. Хотя это проложило путь для роста Китая, оно обошлось опасной ценой: 1,6 миллиона китайских граждан ежегодно умирают от респираторных заболеваний, связанных с выбросами мелких твердых частиц, из которых 27 процентов приходятся на производство цемента.

Уголь служит топливом для энергоемких цементных заводов, что делает эти заводы основным промышленным источником (до 18 процентов) выбросов CO 2 в стране.Для производства 1 метрической тонны цемента требуется 200 кг угля, а в 2010 году Китай произвел почти 1 868 миллионов метрических тонн цемента, что составляет колоссальные 10 процентов от общего потребления угля в стране.

Добыча песка — критического сырья для производства цемента — увеличивает затраты на охрану окружающей среды. «Большая часть из почти 50 миллиардов тонн песка и гравия, добываемых или извлекаемых каждый год, используется для производства бетона. Этого более чем достаточно, чтобы покрыть весь штат Калифорния», — сказал Винс Бейсер на мероприятии в центре Уилсона, посвященном забытому глобальному песчаному кризису. В своей новой книге «Мир в зернышке: история песка и то, как он изменил цивилизацию » Бейсер сообщает, что мир потребляет больше песка, чем любой другой природный ресурс, кроме воздуха и воды, а он у нас заканчивается.

Для шанхайских небоскребов шахтеры извлекли песок со дна реки Янцзы, «вытащив столько песка, что это создало серьезную угрозу для борьбы с наводнениями, подорвав здоровье реки», — сказал Бейсер.После того, как дноуглубительные работы были запрещены в других районах, горнодобывающие компании углубили озеро Поянху — когда-то биоразнообразный бассейн в центральном Китае — теперь ставший символом необратимого разрушения строительного бума в Китае.

Китай и весь мир не могут позволить себе экологические и климатические издержки производства цемента

В конечном счете, Китай и мир не могут позволить себе экологические и климатические издержки производства цемента. Недавняя война Китая с загрязнением окружающей среды еще не очистила цементную промышленность, но есть обнадеживающие признаки слияния усилий китайского правительства, бизнеса и широких масс, направленных на то, чтобы подтолкнуть этот трудно реформируемый сектор к более экологичному пути.

Почему Китаю так сложно реформировать свою цементную промышленность?

С 1950-х годов во всех 31 провинции Китая были созданы собственные цементные предприятия, чтобы снизить затраты на транспортировку и распределение и сохранить прибыль на местном уровне. Производство цемента резко возросло в 1970-х годах, что подстегнуло урбанизацию страны, и продолжало расти, даже несмотря на то, что в последние несколько лет городское строительство начало замедляться.

«С момента глобального финансового кризиса 2008 года китайское правительство использовало инвестиции в инфраструктуру, недвижимость и промышленные мощности для стимулирования экономики, — заявил в интервью Лаури Мюлливирта из Гринпис. -выдувание количества цемента, используемого в стране.

Несмотря на то, что национальное правительство выражает озабоченность по поводу избыточных мощностей по выпуску цемента, местные органы власти — особенно в «Ржавом поясе» Китая — опасаются социальных волнений и политических рисков потери рабочих мест в цементной отрасли и часто находят лазейки, чтобы продолжать субсидировать отрасль.

Выход из затруднительного положения по очистке производства цемента в Китае

Руководство Китая приняло жесткие меры для смягчения ухудшения состояния окружающей среды, вызванного производством цемента и другими энергоемкими отраслями.Пятилетний план 11  –  поставил перед 1000 наиболее энергоемких отраслей промышленности страны высокие цели по повышению энергоэффективности. Раньше в цементной промышленности Китая преобладали загрязняющие окружающую среду и энергоемкие печи с вертикальным валом. Кампания сократила долю этих печей до 20 процентов к 2010 году и побудила существующие предприятия стать более энергоэффективными, но общие выбросы в этом секторе остаются высокими.

Политическое давление на цемент усилилось, когда руководство Китая объявило войну с загрязнением

Политическое давление на цементную, угольную, сталелитейную и другие загрязняющие отрасли промышленности усилилось, когда руководство Китая объявило войну с загрязнением в 2013 году, установив амбициозные цели и сроки для сокращение выбросов и ужесточение наказаний для местных органов власти, которые уклонились от целей.А 13-й пятилетний план предусматривал сокращение количества цементных предприятий на 25 процентов к 2020 году. загрязнение воздуха и выбросы углекислого газа. В начале июня этого года министерство направило 18 000 инспекторов для введения новых правил в цементной промышленности.

Прокладывая новый путь вперед, но изобилуя выбоинами  

«Для выживания цементной промышленности производство с ультранизкими выбросами является обязательным в ближайшем будущем», — сказал Тонни Се в интервью.Тем не менее, повышение эффективности остается проблемой. Небольшие фирмы с трудом соблюдают новые правила из-за высоких затрат на модернизацию и длительной окупаемости инвестиций. В отчете chinadialogue было выделено одно решение: а именно, местные органы власти могли бы подтолкнуть китайские цементные предприятия к слиянию и снизить финансовое бремя этих модернизаций.

Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли изучает возможность электрификации цементных печей, чтобы уменьшить огромный углеродный след цемента.Всемирный фонд дикой природы Китая продвигает меры по повышению энергоэффективности и альтернативные виды топлива, такие как мусорная солома, использованные автомобильные шины и бытовые отходы для цементных печей. Хотя эти виды топлива являются потенциально более чистыми альтернативами, Андерс Хоув сказал в интервью, что «высокие эксплуатационные расходы на создание цепочек сбора и доставки этих альтернативных видов топлива могут быть сложными и дорогостоящими, что требует сотрудничества между государственными учреждениями, регулирующими отходы, и промышленностью.

Крупные инвестиции правительства Китая в улавливание, утилизацию и хранение углерода могут быть использованы для производства цемента и других отраслей тяжелой промышленности.Точно так же предстоящая национальная программа торговли выбросами углерода может помочь создать финансовые стимулы для окончательного закрытия самых неэффективных цементных заводов.

Компании, занимающиеся недвижимостью, также используют рынок, чтобы оказать давление на цементную промышленность, чтобы она «озеленила» свое производство. В 2016 году Общество предпринимателей и экологии Китая (SEE) объединило усилия с крупными китайскими компаниями и ассоциациями, занимающимися недвижимостью, для создания первой в Китае системы сертификации «зеленых» цепочек поставок, ориентированной на строительные материалы.Многие ведущие китайские застройщики присоединились к этой программе, и, по оценкам ЮВЕ, к 2020 году экологически чистые строительные материалы сократят ежегодные выбросы CO 2 в строительном секторе на 50 миллионов.

Уменьшение воздействия дноуглубительных работ на окружающую среду для удовлетворения потребности в строительстве бетонных зданий и дорог в Китае и в остальном мире остается непростой задачей. В то время как разрозненные компании и исследователи разрабатывают более прочный и «самовосстановляющийся» бетон, не существует доступной альтернативы песку в коммерческих масштабах, сказал Бейсер, но «мы можем более разумно подходить к нашему доступу к нему и его использованию.

Кимберли Янг была научным сотрудником Китайского экологического форума Центра Вудро Вильсона.

Источники: Bluetech Clean Air Alliance, Carbon Brief, ChinaDaily, ChinaDialogue, China Energy Group, Министерство экологии и окружающей среды Китая, Earth Observatory, Forbes, GIZ, Гентский университет, GlobalCement, Greenpeace, The Guardian, Guotai Junan Securities. , Институт промышленной производительности, Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли, Национальная океаническая служба, Рейтер, Всемирный банк, Всемирная ассоциация производителей цемента, Всемирная угольная ассоциация, Всемирный фонд дикой природы

Фото: Добыча песка на озере Поянху, Земная обсерватория, НАСА

Производители цемента разрабатывают план по сокращению выбросов CO2

Одна из крупнейших отраслей промышленности мира и ведущий производитель выбросов парниковых газов, возможно, наконец-то предпринимает шаги для борьбы с изменением климата.

Недавно Всемирная ассоциация производителей цемента провела свой первый глобальный форум по изменению климата, на котором лидеры отрасли и ученые обсудили стратегии по сокращению углеродного следа отрасли. Это поможет в разработке плана действий по борьбе с изменением климата, который WCA намерена опубликовать в сентябре и который направлен на определение путей производства цемента с низким содержанием углерода.

«Форум по глобальному изменению климата ясно показал важность стимулирования инноваций, если мы хотим надеяться на достижение парижских целей в области климата», — заявил Бернар Матье, директор программы WCA по изменению климата.

В то время как отрасли всех видов изучают способы сокращения своего углеродного следа, цементная промышленность — как бы непривлекательно это ни звучало — является одной из наиболее значимых для участия в обсуждении.

Цемент является наиболее широко используемым искусственным материалом из существующих: он образует бетон при смешивании с водой и используется при строительстве всего, от зданий и мостов до дорог и тротуаров и всех видов другой инфраструктуры.

Но в то время как цемент в значительной степени сформировал современную застроенную среду, он также является огромным источником углекислого газа в атмосферу.По оценкам Международного энергетического агентства, на его долю приходится около 7 процентов всех глобальных выбросов углерода. Это делает его вторым по величине промышленным источником выбросов в мире, уступая только черной металлургии.

Это проблема, которой общественность часто не уделяет должного внимания. Но беспокойство среди ученых растет. По некоторым оценкам, по мере роста населения мира производство цемента может увеличиться на целых 23 процента к 2050 году.И некоторые эксперты предполагают, что если отрасль существенно не сократит свои выбросы, это может поставить под угрозу глобальные климатические цели Парижского соглашения.

В апрельском отчете IEA и инициативы по устойчивому развитию производства цемента, возглавляемой отраслью, отмечается, что отрасль в ее нынешнем виде не соответствует траекториям, которые позволили бы миру достичь целевого показателя температуры в 2 градуса Цельсия. Достижение этой цели, говорится в отчете, «предполагает значительно большие усилия по сокращению выбросов от производителей цемента.»

Гонка за решениями

Портландцемент

— наиболее широко используемый тип цемента во всем мире и продукт, указанный во многих современных строительных нормах и правилах, — был запатентован почти 200 лет назад и стал важным компонентом антропогенной среды. По словам Гаурав Сант, профессора гражданской и экологической инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, с тех пор мало что изменилось в производственном процессе.

«Были улучшения в эффективности процессов, но в целом разница невелика», — сказал он E&E News.

Это большая проблема для климата, потому что в процессе выделяется большое количество углекислого газа. Огромный углеродный след отрасли частично связан с ее высокими потребностями в топливе, которые в основном удовлетворяются за счет ископаемого топлива. Но более половины его выбросов — а по некоторым оценкам, возможно, даже две трети — на самом деле связаны с самим процессом химического производства, который выделяет большое количество углекислого газа в качестве побочного продукта.

Портландцемент

производится в основном из известняка, породы, состоящей в основном из химического соединения, называемого карбонатом кальция.По словам эксперта по гражданскому и экологическому строительству Клэр Уайт из Принстонского университета, для производства липкого вяжущего цемента известняк необходимо нагревать до высоких температур — около 1500 °C.

Интенсивный процесс нагрева сам по себе, отметила она, требует огромного количества топлива. Но это также вызывает химическое разложение известняка, оставляя после себя соединение, называемое оксидом кальция, которое используется в конечном продукте цемента, выделяя углекислый газ в атмосферу.

Особая формула, используемая для цемента, и тот факт, что она так долго оставалась неизменной, делают отрасль необычайно сложной, когда речь идет о борьбе с изменением климата. В комментарии, опубликованном в прошлом месяце в журнале Science , оцениваются различные услуги и процессы, которые трудно декарбонизировать. Он отметил, что для решения проблемы с цементом нет единого решения — для этого потребуются различные подходы, включая серьезные изменения как в используемых материалах, так и в самом производственном процессе.

В последние годы эта проблема привлекла внимание крупных международных организаций, некоторые из которых в настоящее время консультируют промышленность по вопросам сокращения выбросов углерода. В апрельском отчете МЭА содержится дорожная карта низкоуглеродных технологий, направленная на сокращение выбросов цементной промышленности на 24 процента к 2050 году. сам цементный продукт.

Исследовательские группы по всему миру уже занимаются многими из этих проблем.Некоторые группы работают над химическими формулами, которые уменьшат количество «клинкера» — вещества, которое требует нагревания известняка, — которое входит в состав цемента.

Уайт, инженер из Принстона, возглавляет университетскую группу устойчивого цемента, которая работает над тем, чтобы полностью исключить потребность в клинкере. Она отметила, что можно производить похожие на цемент продукты, используя вместо этого другие вещества, в том числе переработанные побочные продукты из других отраслей, такие как сталелитейный шлак, летучая зола с угольных установок или определенные типы глин.Обработка этих веществ специальными химическими соединениями, известными как щелочи, «может сделать порошки реактивными, — сказал Уайт, — и мы можем сформировать аналогичные строительные блоки на молекулярном уровне по сравнению с тем, что содержится в портландцементном бетоне».

Тем не менее, есть некоторые споры о том, сколько именно углерода связано с активируемыми щелочью цементами, добавила она, что иногда может затруднить сравнение с портландцементом. Это частично зависит от того, какой именно источник щелочи и в каком количестве используется в процессе, и как далеко должны быть доставлены материалы.По некоторым оценкам, эта практика может снизить выбросы на 40-80 процентов по сравнению с портландцементом, сказал Уайт.

Другие исследователи сосредотачиваются на другой тактике. Сант, инженер Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, участвует в исследовательской группе, разрабатывающей продукт, который они назвали «CO2NCRETE». Процесс основан на «переработке углерода» — использовании выбросов CO2, уловленных в результате промышленной деятельности, для производства похожего на цемент и потенциально углеродно-нейтрального строительного материала. По словам Сэнта, процесс CO2NCRETE уникален, потому что он может использовать захваченные выбросы углерода как есть, без необходимости дополнительной обработки.

Другие эксперты отмечают, что бетон естественным образом поглощает углекислый газ. Это медленный процесс, но в течение десятилетий он сможет поглотить значительное количество выбросов, которые он выбрасывает в атмосферу, в первую очередь за счет процесса нагревания известняка.

В статье 2016 года в Nature Geoscience предполагается, что бетон в мире поглощает около 43 процентов этих первоначальных выбросов. Сант отметил, что могут быть некоторые способы ускорить или усилить этот процесс поглощения — это область, на которой сосредоточена его собственная исследовательская группа.

Стивен Дэвис, специалист по системам Земли из Калифорнийского университета в Ирвайне, один из авторов статьи Nature Geoscience , а также комментария к статье Science , опубликованного на прошлой неделе, отметил, что поглощающий потенциал бетона предполагает, что могут существовать способы сделать производство цемента углеродно-отрицательным.

Если бы, например, все предприятия по производству цемента были оснащены технологиями улавливания и хранения углерода, то можно было бы предотвратить попадание значительного количества выбросов, производимых на месте, в атмосферу.Позже произведенный бетон будет поглощать еще больше углекислого газа, что в конечном итоге может привести к «чистому поглощению из атмосферы», сказал он E&E News.

В то время как различные исследовательские группы используют разные подходы, технологическая дорожная карта МЭА предполагает, что достаточно быстрое сокращение выбросов для достижения глобальных климатических целей потребует целого ряда стратегий, работающих вместе. По словам Уайта, это, вероятно, самый успешный подход.

«Могут быть лидеры с точки зрения того, что может помочь или что мы можем использовать в ближайшем будущем, но это не значит, что мы не должны искать более инновационные материалы в будущем», — сказала она.«Это не просто одна технология, на которую нам нужно обратить внимание, чтобы решить проблемы устойчивости, связанные с бетонной промышленностью».

Впереди долгая дорога

Несмотря на растущий интерес к исследованиям и разработкам, существуют препятствия для внедрения решений. Одним из них является отсутствие политических стимулов для убеждения производителей цемента инвестировать в новые технологии.

«Что касается основных производителей, мне не ясно, является ли это очень большим приоритетом», — сказал Дэвис.«У меня нет ощущения, что они считают, что это рынок для потенциальных прорывов».

Ограничение выбросов или системы ценообразования на выбросы углерода являются одними из наиболее часто обсуждаемых решений. Тем не менее, даже там, где такие рамки существуют, могут возникнуть проблемы.

В прошлом Система торговли квотами на выбросы Европейского Союза подвергалась критике за предоставление бесплатных разрешений на выбросы углерода крупным загрязнителям, включая производителей цемента. В недавнем отчете CDP, британской организации, которая выступает за прозрачность воздействия корпораций на окружающую среду, отмечается, что «углеродное регулирование для сектора остается благоприятным, а сектор в Европе продолжает извлекать выгоду из избыточных бесплатных квот.В отчете высказывается предположение, что цены на углерод, возможно, должны вырасти в три-шесть раз, чтобы стимулировать внедрение улавливания углерода и других инновационных технологий.

Есть и другие проблемы. Цементная промышленность — очень консервативный сектор, отметил Сант, и не без оснований. Строительство жизненно важной инфраструктуры, такой как здания и мосты, сопряжено с большим беспокойством по поводу безопасности и большим беспокойством по поводу внедрения новых, менее проверенных материалов.

«Поскольку мы используем этот материал так долго, с ним связано большое доверие пользователей», — сказал Сант.Возможно, это сделало отрасль более устойчивой к инновациям, чем другие.

Государственные регулирующие органы могут быть столь же консервативны, когда речь идет о строительных нормах. По словам Уайта, в США, Европе и многих других развитых странах эти нормы обычно основаны на химическом составе портландцемента. Использование другого продукта для строительного проекта, скорее всего, потребует одобрения соответствующего регулирующего органа, что не всегда легко получить.

«В этой области ведется активная работа, чтобы попытаться предоставить организациям, занимающимся нормами и правилами, необходимую информацию о том, как они могут дополнить коды, чтобы обеспечить больше инноваций в строительных материалах», — сказала она.Это означает, что необходимы новые идеи о том, как сократить выбросы в отрасли, демонстрируя при этом, что эти новые продукты безопасны.

В то время как исследовательский интерес растет, прогресс в частном секторе на данный момент проявляется, но может быть медленным.

В недавнем отчете CDP оценивается готовность 13 крупнейших в мире публичных цементных компаний к переходу на низкоуглеродные технологии. Это говорит о том, что выбросы компаний снижаются в среднем примерно на 1 процент в год.Но в нем отмечается, что этого едва ли достаточно, чтобы идти в ногу с траекториями, соответствующими климатической цели 2C. В отчете также отмечается, что доля инвестиций в исследования и разработки в объеме продаж невелика по сравнению с другими отраслями.

Тем не менее, недавний форум по изменению климата, организованный Всемирной ассоциацией производителей цемента, может свидетельствовать о том, что отрасль начинает настаивать на дополнительных действиях. И разнообразие различных подходов, которые изучают эксперты, может помочь облегчить этот путь.

«Вы не хотите пытаться навязывать изменения в одночасье — вы хотите иметь возможность инсценировать изменения», — сказал Сант. «Вы хотите иметь возможность оценивать пути с низким и высоким риском, чтобы вы действительно создали портфель решений, а не только тот, который подходит для конкретных вещей».

Перепечатано с сайта Climatewire с разрешения E&E News. E&E ежедневно освещает важные новости в области энергетики и окружающей среды на www.eenews.net.

Оборудование для обработки цемента | Шенк Процесс

Бетонные комплексные решения, на которые можно положиться

Обеспечение действительно устойчивого производства цемента требует полностью интегрированного подхода, охватывающего весь завод.Благодаря нашим лидирующим на рынке решениям MULTICOR для обработки цемента мы помогаем вам справиться с определяющими проблемами современного рынка, значительно сократив выбросы CO2 в соответствии с новыми нормами, а также обеспечив качество и конкурентоспособные цены на ваш продукт за счет эффективности с добавленной стоимостью наш уникальный и инновационный подход.

Сократите свой углеродный след с нами

Композитные цементы — это ключ к сокращению выбросов. Просто используя на 30 % больше экологически чистых добавок в вашей смеси OPC, вы снижаете выбросы CO2 на 27 %.Будь то бестарная поставка или расфасовка, наш массовый расходомер MULTICOR делает возможной устойчивую цементную революцию, обеспечивая точное автоматическое взвешивание и подачу, которые каждый раз гарантируют качество ваших композитных цементных изделий.

Сократите свои эксплуатационные расходы вместе с нами

Традиционное производство цемента основано на выталкивающем принципе производства и хранения товаров с опережением спроса, что является дорогостоящим и неэффективным. Наша система смешивания MULTICOR делает возможной устойчивую цементную революцию, позволяя вам переключиться на принцип вытягивания, поэтому вы производите товары только по запросу и на заказ.Это устраняет необходимость хранения и значительно снижает затраты на смешивание. Для нового завода такой подход обеспечивает экономию до 33%.

Ваш партнер-специалист на каждом шагу

Обладая более чем 80-летним опытом работы с ведущими мировыми производителями цемента, мы обладаем глубокими прикладными ноу-хау, на которые вы можете положиться, чтобы адаптировать общезаводские решения для удовлетворения ваших самых строгих потребностей. От производства и погрузки до логистики и транспортировки — у нас есть полностью интегрированные лидирующие на рынке решения, а также концепции обслуживания, которым вы можете доверять.

Обеспечение устойчивого развития с помощью альтернативных видов топлива

Использование альтернативных видов топлива (AF) для вашего предприятия — один из лучших способов сократить ваши расходы и выбросы CO2. Наш питатель MultiFlex делает революцию в производстве экологически чистого цемента возможной, предоставляя вам лидирующую на рынке гибкость, позволяющую использовать мощность даже самых грубых отходов для оптимальной работы вашего завода. Для абсолютной уверенности наш современный испытательный центр AF в Праге может гарантировать идеальное соответствие ваших материалов и машин перед развертыванием.

Глубокая декарбонизация цементного производства | Новости

Проблема декарбонизации в этих отраслях заключается в том, что выбросы углекислого газа являются результатом самого процесса, помимо сжигания топлива для получения тепла и энергии.

При производстве чугуна углерод в виде кокса используется для извлечения кислорода из железной руды. В результате образуется углекислый газ (CO2). При производстве цемента карбонат кальция в виде известняка химически восстанавливается с образованием оксида кальция.Опять же, двуокись углерода производится в результате химического процесса.

В случае производства чугуна кокс можно заменить водородом в качестве восстановителя, чтобы удалить кислород из железной руды. Вода производится в виде пара, и этот процесс называется прямым восстановлением железа или DRI. Если водород был произведен с использованием возобновляемого источника, то возможна декарбонизация процесса производства чугуна.

В случае с цементом просто нет альтернативного способа получения оксида кальция из известняка. Невозможно избежать образования углекислого газа. Тем не менее, есть много вещей, которые можно сделать, чтобы уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу. Декарбонизация может быть «сложной», но возможной.

Промышленные газы являются ключом к нескольким технологиям поэтапной и глубокой декарбонизации, которые могут минимизировать выбросы парниковых газов при производстве цемента. Кислород и водород играют ведущую роль.

Сокращение косвенных выбросов двуокиси углерода

Известняк, глина и песок являются основными ингредиентами для производства цемента.Могут быть добавлены и другие материалы, но эти полезные ископаемые составляют самые большие объемы, перемещаемые из карьеров на цементный завод.

«Автомобили на водородных топливных элементах для замены дизельных горнодобывающих машин являются одним из вариантов», — говорит Ксавье д’Юбер из XDH-energy. d’Hubert является экспертом по отраслевым муфтам, обладающим глубокими знаниями в цементной и других энергоемких отраслях.

Подсчитано, что 10% выбросов CO2, связанных с производством цемента, связаны с транспортом и электроэнергией, необходимой для работы оборудования в процессе производства цемента.Вентиляторы для перемещения горячих газов потребляют энергию, как и дробилки известняка и мельницы для помола цементного клинкера. Процесс спекания происходит в огромной вращающейся печи, для которой требуется мощный двигатель, также потребляющий электроэнергию.

В целом, стандартному цементному заводу производительностью 3000 тонн в сутки (т/сутки) потребуется от 20 до 25 МВт электроэнергии. д’Юбер говорит: «Утилизация отработанного тепла дымовых газов для органического цикла Ренкина (ORC) или паровой установки для самостоятельного производства электроэнергии очень актуальна для цементных заводов.Энергоэффективность приводит к сокращению общих выбросов углекислого газа в системе».

Производство электроэнергии из возобновляемых источников также является вариантом, и некоторые цементные заводы установили фотоэлектрические солнечные или ветряные электростанции.

Кислородные горелки и альтернативные источники энергии

Первый этап производства цемента происходит в высокой вертикальной башне, где расположены несколько циклонов и часто кальцинатор. Известняковый щебень и глину нагревают до 1000°С. Карбонат кальция (CaCO 3 ) превращается в диоксид углерода и оксид кальция (CO 2 + CaO).Затем минеральная смесь проходит через горизонтальную вращающуюся печь при температуре 1450°C, где образуется клинкер.

д’Юбер добавляет: «Каждая отрасль имеет свою терминологию. Было бы полезно объяснить, что клинкер — это то, что выходит из охладителя, расположенного на выходе из печной системы. Цемент производится при смешивании клинкера с другими добавками, такими как гипс. Бетон производится путем смешивания цемента с заполнителем и позволяет ему затвердевать или вылечиваться».

Известняк и глина требуют огромного количества энергии для их нагрева в процессе.Кроме того, реакция прокаливания является эндотермической и требует энергии для высвобождения диоксида углерода из известняка. На отопление обычно приходится 30-35% выбросов углекислого газа, связанных с производством цемента.

В местах, где природный газ дешев, его можно использовать для разжигания горелок на цементном заводе. д’Юбер комментирует: «Во многих странах природный газ является топливом премиум-класса, а уголь или нефтяной кокс традиционно используются для обеспечения доступности цемента на местном рынке.Однако это меняется. Топливо и биомасса из отходов все чаще используются для выработки тепла для производства цемента».

Показать в полноэкранном режиме

Топливо, полученное из отходов, или RDF, может включать лом шин и смешанные пластиковые отходы. При сжигании отходов действительно образуется двуокись углерода, но Международная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) считает сжигание биогенной фракции отходов нейтральной по отношению к двуокиси углерода. Под это определение подпадают туши животных, отходы древесины, отработанные растительные масла и бывшая в употреблении макулатура.

Сжигание с обогащением кислородом может быть реализовано на многих существующих цементных заводах для поддержки декарбонизации производства тепла. Использование полного кислородного сжигания также возможно на новых цементных заводах или может быть включено в существующие заводы с соответствующими модификациями процесса.

d’Hubert добавляет, что «когда к воздуху для горения добавляется кислород, возникает несколько преимуществ обезуглероживания. Во-первых, повышается температура пламени, а это означает, что можно сжечь более высокую долю биогенных отходов.Это связано с тем, что чрезвычайно высокая температура обеспечит полное сгорание большинства отходов.

«Во-вторых, в процесс поступает меньше газа, и требуется меньше тепла, чтобы нагреть газ до высоких температур в кальцинаторе и печи. Это экономит энергию». Производство цемента также может быть увеличено на 5-10% за счет интенсификации процесса. Это может компенсировать часть затрат на снабжение кислородом и модификации оборудования.

d’Hubert заявляет, что третья причина заключается в том, что «использование меньшего количества воздуха означает, что концентрация углекислого газа в дымовых газах может быть увеличена, что делает улавливание углерода намного более рентабельным.«При полном кислородном сжигании концентрация углекислого газа в отходящих газах может достигать 85%.

Сокращение выбросов загрязняющих веществ, таких как NOx, SOx и твердые частицы, может быть упрощено с использованием воздуха, обогащенного кислородом, поскольку оборудование для очистки дымовых газов может быть уменьшено. Кроме того, вентиляторы, которые используются для перемещения горячих газов в процессе, могут быть меньше и потреблять меньше энергии.

Глубокая декарбонизация в процессе

Образование двуокиси углерода во время реакции обжига неизбежно и может составлять до 65% выбросов двуокиси углерода при производстве цемента.

«Улавливание двуокиси углерода является опцией, и возможна модернизация оборудования для улавливания углерода на цементных заводах», — говорит д’Юбер. «Тогда возникает вопрос: что делать с захваченным углекислым газом?»

В некоторых случаях возможна транспортировка уловленного диоксида углерода в трубопровод CCS для постоянного подземного хранения. Этот процесс используется на цементном заводе Norcem Brevic в Норвегии. Завод расположен на берегу фьорда, что позволяет транспортировать углекислый газ на корабле к морскому терминалу, где он будет постоянно изолирован под землей под высоким давлением.

Если поблизости нет схемы CCS, захваченный углекислый газ может вступить в реакцию с зеленым водородом, полученным в электролизере, с образованием метана. Затем метан можно использовать в процессе производства цемента для зажигания горелок. «Люди иногда спрашивают, почему бы нам просто не использовать водород в горелках или прямом электрическом нагреве», — говорит д’Юбер. «Хорошие вопросы. Преобразование в метан гораздо лучше подходит для нагрева при производстве цемента».

И водород, и кислород могут использоваться для декарбонизации производства цемента. Это означает, что электролиз идеально подходит для одновременного образования обоих газов. д’Юбер добавляет, что «одна из проблем схем электролизеров, обусловленных растущим спросом на водород, заключается в том, чтобы найти применение кислороду. На цементном заводе ответ ясен: используйте процесс сжигания, обогащенный кислородом».

Декарбонизация в цепочке создания стоимости цемента

Одним из вариантов является декарбонизация существующего процесса производства цемента. Кроме того, существуют дополнительные пути обезуглероживания.Одной из новых тенденций является замена цемента менее углеродоемкими вяжущими, такими как кальцинированная глина, для производства бетона.

Изменения в способах производства и использования бетона также будут способствовать обезуглероживанию. Например, летучая зола от сжигания угля может частично заменить клинкер в цементе. Меньшее производство клинкера означает сокращение выбросов углекислого газа. Связывание углекислого газа с бетоном во время процесса отверждения также является способом утилизации захваченного углекислого газа.

d’Hubert заключает: «Цепочка создания стоимости клинкер — цемент — бетон станет менее углеродоемкой благодаря поэтапным шагам в дополнение к инициативам по глубокому обезуглероживанию, таким как полное кислородное сжигание.

Об авторе

Стивен Б. Харрисон — управляющий директор sbh5 Consulting.

Harrison имеет более чем 30-летний опыт работы с промышленными и специальными газами, а также является членом gas World’s Editorial Advisory Board.

 

Бетон должен избавиться от своего колоссального углеродного следа

На производство цемента (например, на этом заводе в России) приходится 8% мировых выбросов углекислого газа.Кредит: Гетти

Мокрый бетон веками заливали в здания, дороги, мосты и многое другое. Строения из бетона пережили войны и стихийные бедствия, пережив многие цивилизации, которые их построили 1 . Наряду с прочностью и устойчивостью бетон также является основным продуктом строительства, поскольку он относительно дешев и прост в изготовлении. Ежегодно во всем мире используется 30 миллиардов тонн бетона. В расчете на душу населения это в 3 раза больше, чем 40 лет назад — и спрос на бетон растет быстрее, чем на сталь или дерево 2 .

Универсальные и долговечные бетонные здания и конструкции во многих отношениях идеально подходят для строительства, устойчивого к климатическим изменениям. Но бетон имеет колоссальный углеродный след — не менее 8% глобальных выбросов, вызванных деятельностью человека, приходится на одну только цементную промышленность 3 . Мы должны обезуглерожить его производство.

Бетон изготавливается путем добавления песка и гравия к цементу, взбивания смеси с водой и заливки в формы до ее высыхания. Изготовление цемента является наиболее углеродоемкой частью: оно включает использование ископаемого топлива для нагревания смеси известняка и глины до температуры более 1400  °C в печи.Кроме того, при нагревании известняка (карбоната кальция) с глиной на каждую тонну производимого цемента выделяется примерно 600 кг углекислого газа (см. go.nature.com/3exhg82).

Существуют альтернативы цементу, но они находятся на ранних стадиях разработки, а сам цемент остается высокорентабельным — два фактора, препятствующих изменениям для компаний.

Альтернативы включают остаточные соединения производства чугуна и стали, известные как шлак, и кучи неиспользованной летучей золы, остаточного материала угольных электростанций.Исследователи также экспериментируют со снижением температуры, необходимой в процессе производства цемента, тем самым снижая потребление энергии.

С точки зрения учета выбросов углерода такие замены и процедурные изменения снизят воздействие цемента на окружающую среду, а также воздействие бетона. Но они по-прежнему связаны с выбросами углерода. Уголь постепенно прекращается, поэтому летучая зола не является долгосрочным решением. И альтернативы еще должны быть сертифицированы для использования в строительстве; для этого необходимы долгосрочные исследования их эффективности.

Цемент будет существовать в обозримом будущем, поэтому само производство цемента должно быть обезуглерожено, что может произойти несколькими способами. Например, топливо с низким содержанием углерода, такое как водород или биомасса, можно заменить ископаемым топливом при нагревании известняка и глины. И ученые изучают, можно ли использовать для отопления электричество вместо сжигания топлива.

Улавливание углерода может быть частью переходного процесса цементной промышленности 4 . В Швеции, например, в июле компания объявила, что хочет захватить 1.8 миллионов тонн CO 2 с цементного завода и закопать его в Северном море. Другая возможность — закачать захваченный CO 2 в сам бетон, заблокировав его навсегда, что также может улучшить свойства полученного материала. Введенный CO 2 вступает в реакцию с ионами кальция в цементе, образуя больше карбоната кальция и потенциально делая бетон способным выдерживать большие нагрузки.

Бетонные варианты

Технологические изменения можно ускорить посредством регулирования и законодательства.Огромная доля бетона используется в проектах общественных зданий. Только в Северной Америке государственные учреждения ежегодно покупают до одной трети производимого бетона. Это означает, что у них есть рычаги воздействия на низкоуглеродный переход: они могут работать с исследователями и производителями, чтобы изменить бетонную промышленность.

В Нью-Йорке и Нью-Джерси через законодательные собрания штатов проходит законопроект, который, в случае его принятия, обяжет агентства и департаменты штатов отдавать предпочтение цементу с меньшим углеродным следом.

В других штатах вводится законодательство, требующее, чтобы в строительных предложениях декларировалось воздействие цементных смесей на окружающую среду. Некоторые регионы, такие как Гонолулу, Гавайи, добавили требование, согласно которому в городских строительных проектах необходимо учитывать использование бетона, содержащего CO 2 .

Рамочная директива ЕС по отходам в Европе требует повторного использования 70% строительных отходов. Другая идея, известная как паспорта материалов, также может помочь. При сносе зданий отработанный бетон разбивается и выбрасывается или продается для низкосортного использования, например, для обратной засыпки при строительстве дорог.Но паспорт гарантирует, что бетон регистрируется «при рождении», а затем отслеживается на протяжении всего его жизненного цикла, что делает его доступным для большего количества видов повторного использования.

Наконец, цементная промышленность должна публиковать более качественные данные о выбросах, чтобы можно было отслеживать прогресс. В исследовании, опубликованном в прошлом месяце, исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке сообщают, что некоторые китайские компании по производству цемента стремятся достичь пика выбросов в 2023 году (см. go.nature.com/39z1sdd). Но только одна из десяти опрошенных компаний предоставляет данные о выбросах.Китай является крупнейшим в мире производителем цемента (55% мировых мощностей), и на долю цемента приходится 15% выбросов углерода в стране. Без данных невозможно будет узнать, выполняются ли национальные цели.

В следующем месяце кампания цементной промышленности под названием «Конкретные действия в интересах климата» объявит о своей «дорожной карте» по достижению углеродной нейтральности к 2050 году. Это просрочено, но в «дорожной карте» должны также объясняться промежуточные шаги, как компании намерены достичь нейтральности и как будет развиваться прогресс. измеряться.

Части древнего мира были сделаны из бетона, и этот материал также использовался для строительства большей части современного мира. Исследователи и правительства должны сотрудничать с цементной промышленностью, чтобы сократить ее углеродный след, способствуя устойчивому к изменению климата строительству, в котором сейчас остро нуждается мир.

.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован.