Το σκυρόδεμα που προέρχεται από CO2 μπορεί να οικοδομήσει ένα καθαρό αρνητικό μέλλον

Σε έναν κόσμο με αυξανόμενο πληθυσμό και έναν ταχέως αναπτυσσόμενο κατασκευαστικό τομέα, πώς μπορούμε να αποτρέψουμε την κατασκευή κατοικιών από το να βλάψει το κλίμα μας; Το σκυρόδεμα είναι το δεύτερο πιο καταναλωμένο υλικό στη Γη, αλλά το βασικό συστατικό του, το τσιμέντο, ευθύνεται για το 7% των παγκόσμιων ανθρωπογενών εκπομπών CO2. Η απάντηση θα μπορούσε να έρθει από τον αέρα - οικοδομικά υλικά που προέρχονται από CO2 - γράφει Eve Pope, Αναλυτής Τεχνολογίας στο IDTechEx

Η νέα έκθεση IDTechEx “Carbon Dioxide Utilization 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players” διερευνά πολλούς τρόπους αξιοποίησης του δεσμευμένου διοξειδίου του άνθρακα για τη δημιουργία χρήσιμων προϊόντων. Μεταξύ αυτών, τα δομικά υλικά που προέρχονται από CO2 έδειξαν ιδιαίτερη υποσχέσεις λόγω βελτιώσεων απόδοσης και ανταγωνιστικότητας κόστους, καθώς και πλεονεκτημάτων βιωσιμότητας. Η IDTechEx προβλέπει ότι πάνω από 170 εκατομμύρια τόνοι δεσμευμένου CO2 θα χρησιμοποιηθούν σε οικοδομικά υλικά έως το 2044.

Το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή σκυροδέματος με τρεις διαφορετικούς τρόπους: έγχυση CO2 κατά τη σκλήρυνση του προκατασκευασμένου σκυροδέματος, έγχυση CO2 κατά την ανάμειξη έτοιμου σκυροδέματος και σχηματισμός ανθρακικών αδρανών/πρόσθετων.

Στάδια παραγωγής σκυροδέματος με επισήμανση ευκαιριών χρήσης (CO2U) και δέσμευσης άνθρακα (CC). Πηγή: IDTechEx

Σε αντίθεση με κάποιες άλλες οδούς χρήσης διοξειδίου του άνθρακα, όπως η μετατροπή σε ηλεκτρονικά καύσιμα, που απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας και πράσινου υδρογόνου (συχνά απαγορευτικά ακριβό), η βασική χημεία ανοργανοποίησης που υποστηρίζει την πρόσληψη CO2 κατά την κατασκευή σκυροδέματος ευνοείται θερμοδυναμικά και λιγότερη ενέργεια -εντατικό γιατί σχηματίζονται σταθερά ανθρακικά μέταλλα. Αυτά τα ανθρακικά αντιπροσωπεύουν αποτελεσματικά μόνιμη δέσμευση του CO2, επομένως οικοδομικά υλικά που προέρχονται από CO2 διπλασιάζονται ως ταυτόχρονη χρήση διοξειδίου του άνθρακα και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα. Η διαδικασία είναι συμβατή με πολλές διαφορετικές πηγές CO2.

Αξιοποίηση των απορριμμάτων

Εκτός από τα απόβλητα CO2, τα ρεύματα στερεών αποβλήτων μπορούν επίσης να επαναχρησιμοποιηθούν σε νέο σκυρόδεμα χρησιμοποιώντας χημεία ανοργανοποίησης CO2 για να σχηματιστούν ανθρακικά. Για παράδειγμα, οι παίκτες σκυροδέματος που προέρχονται από CO2 περιλαμβάνουν την ελβετική εταιρεία neustark, η οποία χρησιμοποιεί την αντίδραση CO2 με κατεδαφισμένο σκυρόδεμα για να αποθηκεύσει διοξείδιο του άνθρακα και να παράγει αδρανή σκυροδέματος. Ένας άλλος παραγωγός αδρανών υλικών, η OCO Technology με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, χρησιμοποιεί αντ' αυτού CO2 και απόβλητα από βιομηχανικές θερμικές διεργασίες. Εν τω μεταξύ, ο γίγαντας δομικών υλικών Heidelberg Materials έχει συνεχή έρευνα και ανάπτυξη στην ανακύκλωση σκυροδέματος με χρήση CO2 για να σχηματίσει ένα υποκατάστατο τσιμέντου. Η σκωρία χάλυβα διερευνάται από εταιρείες όπως η Carbonaide και η CarbiCrete ως υποκατάστατο τσιμέντου κατά τη σκλήρυνση με τη βοήθεια CO2. Μπορούν να δημιουργηθούν πρόσθετα έσοδα μέσω των τελών διάθεσης απορριμμάτων, με ορισμένους παίκτες σκυροδέματος που προέρχονται από CO2 να αναφέρουν ότι έχουν ήδη επιτύχει ισοτιμία τιμών με τους κατεστημένους φορείς.

Επιτάχυνση της υιοθεσίας

Η παραγωγή σκυροδέματος είναι συνήθως χαμηλού περιθωρίου και η προθυμία να πληρώσει ένα πράσινο ασφάλιστρο είναι χαμηλή. Ως εκ τούτου, η ευρεία ανάπτυξη σκυροδέματος που προέρχεται από CO2 θα βασίζεται σε παίκτες τεχνολογίας χρήσης CO2, δημιουργώντας εύκολες στην υιοθέτηση λύσεις που διαταράσσουν ελάχιστα τις υπάρχουσες διαδικασίες παραγωγής. Στη σκλήρυνση με τη βοήθεια CO2, ορισμένοι παίκτες έχουν στοχεύσει σε θαλάμους σκλήρυνσης που μπορούν να τοποθετηθούν εκ των υστέρων. Αλλού, οι λύσεις plug-and-play και φορητών μονάδων διατίθενται επίσης στο εμπόριο.

Διαφήμιση

Το 2023 κυκλοφόρησαν πολλά πρότυπα ASTM σχετικά με τη σκλήρυνση με τη βοήθεια CO2, βελτιώνοντας την εμπιστοσύνη στην ασφάλεια και την ποιότητα του προκατασκευασμένου σκυροδέματος που προέρχεται από CO2. Ενώ πολλά δομικά υλικά που προέρχονται από CO2 δεν έχουν ακόμη επιτύχει ισοτιμία τιμής με το συμβατικό σκυρόδεμα, ορισμένοι πελάτες είναι πρόθυμοι να πληρώσουν ένα ασφάλιστρο λόγω βελτιωμένης απόδοσης (όπως υψηλότερη αντοχή και βελτιωμένη αισθητική).

Πηγαίνοντας πέρα ​​από το καθαρό μηδέν

Η άμεση πρόσληψη CO2 στο σκυρόδεμα μπορεί να είναι μια διαδικασία καθαρού μηδενισμού εάν το διοξείδιο του άνθρακα προέρχεται από μια σημειακή πηγή ορυκτών (όπως ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής άνθρακα) ή μια καθαρά αρνητική διαδικασία εάν χρησιμοποιείται βιογενές ή απευθείας δεσμευμένο από τον αέρα CO2. Το 2023, μια συνεργασία μεταξύ της εταιρείας άμεσης δέσμευσης αέρα (DAC) Heirloom και της συσκευής αναπαραγωγής σκυροδέματος προερχόμενης από CO2, CarbonCure, αποθήκευσε CO2 που συλλέχθηκε από τον ατμοσφαιρικό αέρα στο σκυρόδεμα για πρώτη φορά.

Αλλά το σκυρόδεμα που προέρχεται από CO2 εξακολουθεί να είναι καθαρό αρνητικό όταν εξετάζουμε το CO2 που απελευθερώνεται κατά την παραγωγή τσιμέντου; Ο σχηματισμός ανθρακικών μετάλλων κατά την ανοργανοποίηση του CO2 μπορεί να αυξήσει την αντοχή του σκυροδέματος και να μειώσει την ποσότητα τσιμέντου που απαιτείται. Εναλλακτικά, ορισμένα ανθρακικά πρόσθετα μπορούν να λειτουργήσουν ως συμπληρωματικά τσιμεντοειδή υλικά και να αντικαταστήσουν το τσιμέντο. Επομένως, σύμφωνα με την ανάλυση των παικτών της IDTechEx, αρκετοί μπορούν να παράγουν προϊόντα σκυροδέματος αρνητικά σε άνθρακα. Η μόνιμη αποθήκευση CO2 στο σκυρόδεμα δίνει τη δυνατότητα στους παίκτες να πουλήσουν πιστώσεις αφαίρεσης διοξειδίου του άνθρακα υψηλής αξίας στην εθελοντική αγορά άνθρακα.

Δεδομένα αποτυπώματος άνθρακα από 12 παίκτες σκυροδέματος που προέρχονται από CO2. Πηγή: IDTechEx

Ο δρόμος μπροστά

Αν και η παραγωγή σκυροδέματος που προέρχεται από CO2 είναι πιο ακριβή από το συμβατικό σκυρόδεμα, τα έσοδα μπορούν να δημιουργηθούν μέσω των τελών διάθεσης απορριμμάτων και των πωλήσεων πίστωσης άνθρακα, με ορισμένους παίκτες να αναφέρουν ήδη ότι επιτυγχάνουν ισοτιμία τιμών. Στο μέλλον, ισχυρότερη ρυθμιστική υποστήριξη (για παράδειγμα, αυξημένη τιμολόγηση άνθρακα) θα επιταχύνει περαιτέρω την απορρόφηση, με την IDTechEx να προβλέπει ότι πάνω από 170 εκατομμύρια τόνοι δεσμευμένου CO2 θα χρησιμοποιηθούν σε οικοδομικά υλικά έως το 2044. Το CO2 θα μπορούσε να προέρχεται από την παραγωγή τσιμέντου, δημιουργώντας μια κυκλική λύση.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη νέα αναφορά IDTechEx "Χρήση διοξειδίου του άνθρακα 2024-2044: Τεχνολογίες, προβλέψεις αγοράς και παίκτες", συμπεριλαμβανομένων σελίδων δειγμάτων με δυνατότητα λήψης, επισκεφθείτε τη διεύθυνση www.IDTechEx.com/CO2U.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το χαρτοφυλάκιο έρευνας αγοράς CCUS (δέσμευση, χρήση και αποθήκευση άνθρακα) της IDTechEx, ανατρέξτε στις αγορές IDTechEx «Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) 2023-2043» και «Carbon Dioxide Removal (CDR) Markets 2023 -2040: Technologies, Players, and Forecasts» εκθέσεις.

Σχετικά με το IDTechEx

Το IDTechEx καθοδηγεί τις στρατηγικές σας επιχειρηματικές αποφάσεις μέσω των προϊόντων Έρευνας, Συνδρομής και Συμβουλευτικής, βοηθώντας σας να επωφεληθείτε από τις αναδυόμενες τεχνολογίες. Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε [προστασία μέσω email] ή επισκεφθείτε τη διεύθυνση www.IDTechEx.com.

Μοιραστείτε αυτό το άρθρο: