Бетон, отриманий з використанням CO2, може створити негативне майбутнє

У світі зі зростаючим населенням і швидким зростанням будівельного сектора, як ми запобігаємо тому, щоб будівництво будинків завдавало шкоди клімату? Бетон є другим найбільш споживаним матеріалом на Землі, але його ключовий інгредієнт, цемент, відповідає за 7% глобальних антропогенних викидів CO2. Відповідь може прийти з повітря - будівельні матеріали, отримані з CO2, - пише Єва Поуп, технологічний аналітик IDTechEx

У новому звіті IDTechEx «Використання вуглекислого газу 2024-2044: технології, ринкові прогнози та гравці» досліджується багато способів використання вловленого вуглекислого газу для створення корисних продуктів. Серед них будівельні матеріали, отримані з використанням CO2, показали особливу перспективу завдяки покращенню продуктивності та економічній конкурентоспроможності, а також перевагам сталого розвитку. IDTechEx прогнозує, що до 170 року в будівельних матеріалах буде використано понад 2 мільйонів тонн уловленого CO2044.

Вуглекислий газ можна використовувати у виробництві бетону трьома різними способами: введення CO2 під час твердіння збірного бетону, введення CO2 під час замішування готового бетону та утворення карбонатних заповнювачів/добавок.

Етапи виробництва бетону з позначеними можливостями утилізації (CO2U) і вловлювання вуглецю (CC). Джерело: IDTechEx

На відміну від деяких інших шляхів утилізації вуглекислого газу, таких як перехід на електронне паливо, що вимагає великої кількості енергії та екологічно чистого водню (часто непомірно дорогого), основний хімічний процес мінералізації, що лежить в основі поглинання CO2 під час виробництва бетону, є термодинамічно сприятливим і потребує менше енергії. -інтенсивний, тому що утворюються стійкі карбонати металів. Ці карбонати представляють фактично постійне поглинання CO2, тому будівельні матеріали, отримані з CO2, подвоюються як одночасне використання вуглекислого газу та зберігання вуглекислого газу. Процес сумісний з багатьма різними джерелами CO2.

Валоризація відходів

На додаток до відходів CO2, потоки твердих відходів також можуть бути перепрофільовані в новий бетон за допомогою хімії мінералізації CO2 для утворення карбонатів. Наприклад, серед виробників бетону, отриманого з CO2, є швейцарська компанія neustark, яка використовує реакцію CO2 із зруйнованим бетоном для зберігання вуглекислого газу та виробництва бетонних заповнювачів. Інший виробник заповнювачів, британська компанія OCO Technology, замість цього використовує CO2 і відходи промислових термічних процесів. Тим часом гігант будівельних матеріалів Heidelberg Materials проводить науково-дослідні роботи щодо переробки бетону з використанням CO2 для створення замінника цементу. Сталевий шлак досліджується компаніями, зокрема Carbonaide та CarbiCrete, як заміна цементу під час твердіння за допомогою CO2. Додатковий прибуток можна отримати за рахунок зборів за утилізацію відходів, причому деякі конкретні гравці, які виробляють CO2, повідомляють, що вже досягли паритету цін із існуючими компаніями.

Прискорення усиновлення

Виробництво бетону, як правило, є низькорентабельним, і готовність платити екологічну премію низька. Таким чином, широке розповсюдження бетону, отриманого з CO2, покладатиметься на гравців у сфері технології утилізації CO2, створюючи прості у застосуванні рішення, які мінімально руйнують існуючі виробничі процеси. У полімеризації за допомогою CO2 деякі гравці націлилися на модернізовані камери вулканізації. В інших місцях також комерціалізуються рішення «plug-and-play» і мобільні пристрої.

реклама

У 2023 році було випущено кілька стандартів ASTM щодо твердіння за допомогою CO2, що підвищило впевненість у безпеці та якості збірного бетону, отриманого з CO2. Хоча багато будівельних матеріалів, що містять CO2, ще не досягли паритету в ціні зі звичайним бетоном, деякі клієнти готові платити більше за покращені характеристики (наприклад, вищу міцність і покращену естетичність).

Вихід за межі нетто-нуля

Пряме поглинання СО2 в бетон може бути процесом з нульовим значенням, якщо вуглекислий газ надходить із точкового джерела викопного палива (наприклад, вугільної електростанції), або процесом із негативним значенням, якщо використовується біогенний або прямий уловлюваний з повітря CO2. У 2023 році завдяки співпраці між компанією Heirloom, яка займається прямим уловлюванням повітря (DAC), і компанією CarbonCure, що займається виробництвом бетону, що одержує CO2, вперше було збережено CO2, уловлений із навколишнього повітря, у бетон.

Але чи є CO2-похідний бетон все ще негативним, якщо врахувати CO2, що виділяється під час виробництва цементу? Утворення карбонатів металів під час мінералізації CO2 може збільшити міцність бетону та зменшити кількість необхідного цементу. Крім того, деякі карбонатні добавки можуть виступати в якості додаткових цементуючих матеріалів і замінювати цемент. Таким чином, згідно з аналізом гравців IDTechEx, деякі з них можуть виробляти бетонні вироби з негативним вмістом вуглецю. Постійне зберігання CO2 в бетоні дозволяє гравцям продавати дорогі кредити на видалення вуглекислого газу на добровільному вуглецевому ринку.

Дані про викиди вуглекислого газу від 12 компаній-виробників бетону, що отримують CO2. Джерело: IDTechEx

Шлях вперед

Незважаючи на те, що виробництво бетону, отриманого з використанням CO2, є дорожчим за звичайний бетон, дохід можна отримати за рахунок зборів за утилізацію відходів і продажу вуглецевих кредитів, при цьому деякі гравці вже повідомляють про досягнення паритету цін. У майбутньому сильніша регуляторна підтримка (наприклад, підвищення цін на викиди вуглецю) ще більше прискорить впровадження. IDTechEx прогнозує, що понад 170 мільйонів тонн уловленого CO2 буде використано в будівельних матеріалах до 2044 року. Оскільки рішення для уловлювання вуглецю для цементних печей продовжують розвиватися, CO2 можна отримувати з виробництва цементу, створюючи циклічне рішення.

Щоб дізнатися більше про новий звіт IDTechEx «Використання вуглекислого газу 2024-2044: технології, ринкові прогнози та гравці», включаючи зразки сторінок, які можна завантажити, відвідайте www.IDTechEx.com/CO2U.

Для отримання додаткової інформації про портфоліо досліджень ринку CCUS (уловлювання, використання та зберігання вуглецю) IDTechEx дивіться в IDTechEx «Ринки уловлювання, використання та зберігання вуглецю (CCUS) 2023-2043» і «Ринки видалення вуглекислого газу (CDR) 2023 -2040: Технології, гравці та прогнози».

Про IDTechEx

IDTechEx керує вашими стратегічними бізнес -рішеннями за допомогою своїх продуктів дослідження, передплати та консультацій, допомагаючи вам отримувати прибуток від нових технологій. За додатковою інформацією звертайтесь [захищено електронною поштою] або відвідайте www.IDTechEx.com.

Поділіться цією статтею: