CO2-peräinen betoni voi rakentaa negatiivisen tulevaisuuden

Maailmassa, jossa väkiluku kasvaa ja rakennusala kasvaa nopeasti, miten voimme estää asuntojen rakentamisen vahingoittamasta ilmastoamme? Betoni on toiseksi eniten kulutettu materiaali maan päällä, mutta sen tärkein ainesosa, sementti, on vastuussa 7 prosentista maailmanlaajuisista ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä. Vastaus voi tulla ohuesta ilmasta - CO2-peräisistä rakennusmateriaaleista - kirjoittaa Eve Pope, IDTechExin teknologiaanalyytikko

Uusi IDTechEx-raportti "Hiilidioksidin käyttö 2024-2044: teknologiat, markkinaennusteet ja pelaajat" tutkii monia tapoja hyödyntää talteen otettua hiilidioksidia hyödyllisten tuotteiden luomiseksi. Näistä CO2-peräiset rakennusmateriaalit olivat erityisen lupaavia suorituskyvyn ja kustannuskilpailukyvyn sekä kestävän kehityksen etujen ansiosta. IDTechEx ennustaa yli 170 miljoonaa tonnia talteen otettua hiilidioksidia hyödynnetään rakennusmateriaaleissa vuoteen 2 mennessä.

Hiilidioksidia voidaan hyödyntää betonin valmistuksessa kolmella eri tavalla: ruiskuttamalla CO2 betonielementtien kovettumisen aikana, hiilidioksidia ruiskuttamalla valmisbetonin sekoituksen aikana ja muodostamalla karbonaattiaggregaatteja/lisäaineita.

Betonin valmistuksen vaiheet, joissa käyttö (CO2U) ja hiilidioksidin talteenotto (CC) on merkitty. Lähde: IDTechEx

Toisin kuin jotkin muut hiilidioksidin hyödyntämisreitit, kuten e-polttoaineisiin siirtyminen, joka vaatii suuria määriä energiaa ja vihreää vetyä (usein kohtuuttoman kallista), betonin valmistuksen aikana tapahtuvan hiilidioksidin oton perustana oleva mineralisaatiokemia on termodynaamisesti suositeltua ja vähemmän energiaa -intensiivinen, koska muodostuu stabiileja metallikarbonaatteja. Nämä karbonaatit edustavat tehokkaasti pysyvää hiilidioksidin sitomista, joten CO2-peräiset rakennusmateriaalit kaksinkertaistuvat samanaikaisesti hiilidioksidin hyödyntämisessä ja hiilidioksidin varastoinnissa. Prosessi on yhteensopiva monien erilaisten CO2-lähteiden kanssa.

Valorisoiva jäte

CO2-jätteen lisäksi kiinteitä jätevirtoja voidaan käyttää uudeksi betoniksi käyttämällä CO2-mineralisaatiokemiaa karbonaattien muodostamiseksi. Esimerkiksi hiilidioksidipohjaisia ​​betonitoimijoita ovat sveitsiläinen Neustark, joka käyttää hiilidioksidin reaktiota puretun betonin kanssa hiilidioksidin varastoimiseen ja betonikiviaineksen tuottamiseen. Toinen kiviaineksen tuottaja, brittiläinen OCO Technology, käyttää sen sijaan hiilidioksidia ja teollisten lämpöprosessien jätemateriaaleja. Samaan aikaan rakennusmateriaalijätti Heidelberg Materials on jatkanut tutkimusta ja kehitystä betonin kierrättämiseksi käyttämällä CO2:ta sementin korvikkeena. Yritykset, kuten Carbonaide ja CarbiCrete, tutkivat teräskuonaa sementin korvikkeena CO2-avusteisen kovetuksen aikana. Lisätuloja voidaan saada jätteenkäsittelymaksuista, ja jotkut CO2-pohjaiset betonitoimijat raportoivat saavuttaneensa hintatasa-arvon vakiintuneiden toimijoiden kanssa.

Adoption nopeuttaminen

Betonin tuotanto on tyypillisesti matalakatteista, ja halukkuus maksaa vihreää palkkiota on alhainen. Siksi hiilidioksidipohjaisen betonin laaja käyttö perustuu hiilidioksidin hyödyntämisteknologian toimijoihin, jotka luovat helposti käyttöönotettavia ratkaisuja, jotka häiritsevät mahdollisimman vähän olemassa olevia valmistusprosesseja. CO2-avusteisessa kovetuksessa jotkut pelaajat ovat kohdistaneet tavoitteekseen jälkiasennettavat kovetuskammiot. Myös plug-and-play- ja mobiiliyksikköratkaisuja kaupallistetaan muualla.

Mainos

Vuonna 2023 julkaistiin useita CO2-avusteista kovettumista koskevia ASTM-standardeja, jotka parantavat luottamusta CO2-peräisen betonielementtien turvallisuuteen ja laatuun. Vaikka monet CO2-peräiset rakennusmateriaalit eivät ole vielä saavuttaneet hintatasoa tavanomaisen betonin kanssa, jotkut asiakkaat ovat valmiita maksamaan lisähintaa paremman suorituskyvyn (kuten paremman lujuuden ja paremman esteettisen) ansiosta.

Nettonollan yli

Hiilidioksidin suora otto betoniin voi olla nettonolla-prosessi, jos hiilidioksidi saadaan fossiilisesta pistelähteestä (kuten hiilivoimalaitoksesta), tai netto-negatiivinen prosessi, jos käytetään biogeenistä tai suoraan ilmaan talteenotettua hiilidioksidia. Vuonna 2 Direct Air Capture (DAC) -yhtiö Heirloom ja CO2-pohjainen betonipelaaja CarbonCure varastoivat ensimmäistä kertaa ympäröivästä ilmasta talteenotetun CO2023:n betoniin.

Mutta onko CO2-peräinen betoni edelleen negatiivinen, kun otetaan huomioon sementin valmistuksen aikana vapautuva hiilidioksidi? Metallikarbonaattien muodostuminen CO2-mineralisoinnin aikana voi lisätä betonin lujuutta ja vähentää tarvittavan sementin määrää. Vaihtoehtoisesti jotkut karbonaattilisäaineet voivat toimia sementtipohjaisina lisämateriaaleina ja korvata sementtiä. Siksi IDTechExin toimija-analyysin mukaan useat voivat valmistaa hiilinegatiivisia betonituotteita. Hiilidioksidin pysyvä varastointi betoniin mahdollistaa arvokkaiden hiilidioksidinpoistohyvitysten myynnin vapaaehtoisilla hiilimarkkinoilla.

Hiilijalanjälkitiedot 12 CO2-pohjaiselta betonisoittimelta. Lähde: IDTechEx

Tie eteenpäin

Vaikka hiilidioksidiperäisen betonin tuotanto on kalliimpaa kuin perinteisen betonin, tuloja voidaan saada jätteenkäsittelymaksuista ja hiilidioksidin hyvitysten myynnistä, ja jotkut toimijat ovat jo ilmoittaneet saavuttavansa hintapariteetin. Tulevaisuudessa vahvempi sääntelytuki (esimerkiksi korotettu hiilen hinnoittelu) nopeuttaa edelleen käyttöönottoa, sillä IDTechEx ennustaa, että yli 2 miljoonaa tonnia talteen otettua hiilidioksidia hyödynnetään rakennusmateriaaleissa vuoteen 170 mennessä. Sementtiuunien hiilen talteenottoratkaisujen kehitys jatkuu, CO2 voitaisiin hankkia sementin tuotannosta, mikä luo pyöreän ratkaisun.

Lisätietoja uudesta IDTechEx-raportista "Carbon Dioxide Utilisation 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players", mukaan lukien ladattavat näytesivut, on osoitteessa www.IDTechEx.com/CO2U.

Lisätietoja IDTechExin CCUS- (hiilen talteenotto, käyttö ja varastointi) -markkinatutkimusportfoliosta on IDTechExin "Carbon Capture, Utilisation and Storage (CCUS) Markets 2023-2043" ja "Carbon Dioxide Removal (CDR) Markets 2023" -artikkeleissa. -2040: Technologies, Players and Forecasts” raportoi.

Tietoja IDTechExistä

IDTechEx ohjaa strategisia liiketoimintapäätöksiäsi tutkimus-, tilaus- ja konsultointituotteillaan, mikä auttaa sinua hyötymään uusista tekniikoista. Lisätietoja saat ottamalla yhteyttä [sähköposti suojattu] tai käy osoitteessa www.IDTechEx.com.

Jaa tämä artikkeli: