Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе после десяти лет исследований разработали метод производства цемента, сокращающий выбросы углекислого газа на 98 % по сравнению с традиционными технологиями. Команда достигла этого, оптимизировав процесс разложения известняка, ключевого компонента цемента, для получения оксида кальция (извести) без выделения углекислого газа. Традиционно процесс обжига известняка в печи для производства извести сопровождается выделением 453 г углекислого газа на каждые 453 г произведенного цемента. Исследователи планируют создать демонстрационный завод, который будет производить несколько тонн извести в день с использованием их процесса.
Команда назвала метод ZeroCAL, сокращение от zero carbon lime («известь с нулевыми углеродными выбросами»). Технология позволяет обойти традиционный метод обжига известняка на ископаемом топливе. Вместо этого, исходная осадочная порода растворяется в водном растворе с добавлением распространенной промышленной кислоты. Далее кальций отделяется посредством мембранной нанофильтрации. Завершающим этапом является электрохимический процесс, в результате которого получают гидроксид кальция — безуглеродное сырье для производства цемента и извести.
Технология ZeroCAL не только снижает выбросы при разложении известняка до 1,5 %, но и производит водород и кислород для нагрева печи. Это позволяет отказаться от дополнительного оборудования для улавливания углерода и использовать существующие производственные мощности.
Несмотря на впечатляющие результаты, технология ZeroCAL неидеальна. Метод требует больше энергии, чем традиционные подходы, и потребляет много воды. Ведутся исследования, направленные на оптимизацию технологических процессов и более эффективное использование побочных продуктов электролиза. Ожидается, что эти разработки позволят в будущем достичь энергоэффективности, сопоставимой с традиционными методами.
Исследовательская группа сотрудничает с крупнейшим производителем цемента в Индии Ultratech Cement для создания демонстрационного завода, который будет производить несколько тонн извести в день с использованием процесса ZeroCAL.
Производство цемента отвечает за 8 % мировых выбросов CO₂. Новые технологии, такие как ZeroCAL, обещают снизить этот показатель. Однако высокая стоимость и энергозатраты сдерживают их широкое внедрение.
