Közvetlen szén-dioxid-kivonás oldja meg a cementgyártás legnagyobb problémáját

A modern civilizáció szó szerint betonra épült: évente nagyjából négymilliárd tonna cementet állítanak elő világszerte, hogy kiszolgálják az építőipar igényeit. Ez az alapanyag azonban hatalmas ökológiai lábnyomot hagy, hiszen a gyártási folyamata a globális szén-dioxid-kibocsátás 5–8 százalékáért felel. A probléma gyökere a mészkő hevítése, amely során elkerülhetetlenül nagy mennyiségű üvegházhatású gáz szabadul fel. Az ETH Zürich szakemberei viszont most egy olyan ígéretes eljárást vizsgálnak, amely nemcsak megállítaná a szennyezést, hanem egyenesen tisztítaná a légkört.

A megoldás kulcsa a közvetlen légköri szén-dioxid-kivonás (Direct Air Capture – DAC) és a hagyományos cementgyártás technológiai ötvözése.

A kutatócsoport az amerikai Heirloom Carbon Technologies vállalattal együttműködve elemezte a „kalcium-hurok” néven ismert kémiai körforgást. Mivel mindkét ipari folyamat ugyanazt az alapanyagot, a mészkövet használja, az integráció lehetősége kézenfekvő.

A módszer lényege, hogy a mészkövet fosszilis tüzelőanyagok helyett elektromos kemencékben hevítik, így elkerülhető a tüzelésből származó emisszió. A folyamat során felszabaduló tiszta szén-dioxidot közvetlenül befogják, míg a keletkező oltott mész a levegővel érintkezve további szén-dioxidot nyel el – még azelőtt, hogy újra cementté vagy mészkővé alakulna.

„Sikerült kimutatnunk, hogy a technológia szén-dioxid-mérlege nettó negatív; vagyis a szén-dioxid-tárolással kombinált, kereskedelmi célú kalcium-hurkos DAC-üzemek a teljes életciklusuk során több szén-dioxidot távolítanak el, mint amennyit termelnek” – hangsúlyozta Vittoria Bolongaro, a tanulmány vezető szerzője.

A hatékonyság nagyban függ a felhasznált energiától. A modellszámítások szerint ha megújuló forrásokra támaszkodnak, a szén-dioxid-eltávolítás hatékonysága 2050-re elérheti a 85–96 százalékot. Ez azt jelenti, hogy minden tonna tárolt gázra mindössze 40–150 kilogrammnyi járulékos kibocsátás jut a teljes ellátási láncban. A kutatás során figyelembe vették a víz- és földhasználati mutatókat is, hogy kizárják az egyéb környezeti károkat.

A gyakorlati alkalmazhatóság bizonyítéka a partnercég Kaliforniában működő, 1000 tonnás kapacitású létesítménye, valamint az, hogy Louisianában egy ennél is nagyobb egység építését tervezik.

Bár a technológia elméletben és kis léptékben is működik, a globális elterjedéséhez még jelentős akadályokat kell leküzdeni. Az integrációhoz hatalmas szellőztető egységekre, teljesen dekarbonizált villamosenergia-hálózatra, illetve ipari méretű, közvetett fűtésű elektromos kalcináló kemencékre van szükség.

A kutatók elismerték, hogy a gazdasági megtérülésről még nincsenek pontos adatok, mivel a mostani elemzés elsősorban a környezeti hatásokra fókuszált. Az eredmények ettől függetlenül jó kiindulópontot jelentenek egy olyan iparág számára, amely a mai napig az egyik legnagyobb környezetszennyezőnek számít.

Gábor János, NEW technology