Новый процесс производства цемента, не требующий тепла и не зависящий от ископаемого топлива: «зеленый цемент». Это миссия доктора наук по электрохимии Лии Эллис и Йет-Минг Чанга, заслуженного профессора материаловедения Массачусетского технологического института.
Цемент является необходимым компонентом бетона, критически важным для мировой строительной и инфраструктурной отрасли, поскольку он дешев, прочен и долговечен. Согласно отчету консалтинговой фирмы McKinsey за 2023 год, ежегодно производится четыре миллиарда тонн, что эквивалентно 50 000 полностью загруженных самолетов.
читать далее
По данным SkyQuest Technology Consulting, рыночная стоимость цемента составила 323 миллиарда долларов США в 2021 году и, как ожидается, достигнет 459 миллиардов долларов США к 2028 году. Цементный порошок обычно изготавливается путем дробления сырья, включая известняк и глину, смешивания с такими ингредиентами, как железо и летучая зола, и помещения всего этого в печь, которая нагревает ингредиенты примерно до 1500°C.
Как возникла эта идея?
- Создание цемента с помощью электрохимии было идеей Чанга. Они работали вместе в 2018 году, вскоре после того, как профессор основал Form Energy, компанию по производству аккумуляторов с длительным сроком службы.
- «Иногда люди платят за то, чтобы снять энергию с рук. Вместо того, чтобы направлять эту энергию в батарею, что, если мы сможем использовать эту сверхдешевую возобновляемую энергию для чего-то, что в противном случае было бы очень углеродоемким? И первым в списке углеродоемких материалов стоит цемент», — сказал Эллис в интервью CNBC.
- В 2020 году Эллис и Чанг стали соучредителями Sublime Systems для усовершенствования и масштабирования электрохимического процесса, который они создали для производства цемента.
- Компания привлекла 50 миллионов долларов от некоторых ведущих инвесторов в области чистых технологий.
Как работает новый процесс очистки цемента?
- Эллис описывает работу как разработку «электрической машины для производства цемента», которая заменяет двигатель внутреннего сгорания электродвигателем.
- «Думаю, неспециалисту будет легче понять, как мы берем этот высокотемпературный процесс, работающий на ископаемом топливе, и заменяем его чем-то, что работает на электронах. И мы используем электроны, чтобы ускорить эти химические реакции. Это происходит при температуре окружающей среды ниже точки кипения воды», — объясняет Эллис.
Технология предназначена только для производства цемента?
- Процесс, использующий электрохимию для управления реакциями, которые ранее требовали большого количества тепла и ископаемого топлива, является относительно новым, но не уникальным для цемента.
- По словам доктора философии, это «огромный инструмент. Я не думаю, что Sublime — единственный, кто применяет электрохимию к чистым технологиям. Я думаю, что лучший способ обойти ископаемое топливо — это использовать электроны».
- «Электрохимический путь обычно более эффективен. Нагрев вещей, чтобы заставить их работать, часто не так эффективен, как электрохимия, которая немного более хирургична, немного более эффективна — или, по крайней мере, может быть более эффективной с правильными процессами».
Преимущества для окружающей среды
- Традиционный процесс производства цемента генерирует примерно 8% глобальных выбросов углекислого газа, которые являются основной причиной глобального потепления.
- «Декарбонизация производства цемента будет очень сложной задачей. Будет множество подходов, все с проблемами, и большинство из которых стоит протестировать. Я предпочитаю решать наши проблемы, потому что мы видим путь к полной декарбонизации по паритету с сегодняшним цементом, потребляя наименьшее количество энергии. В долгосрочной перспективе обычно побеждает процесс с наименьшей энергией», — говорит профессор Йет-Минг Чанг.
- Новый процесс производства цемента соответствует требованиям борьбы с изменением климата. Сегодня существуют большие стимулы для «зеленых» компаний.
- В Европе, например, налог взимается с выбросов углекислого газа в размере около 80 евро, что эквивалентно примерно 420 реалам за метрическую тонну. Для Марка Муттера, основателя Jamcem Consulting, независимой консалтинговой компании по цементной промышленности, это «большое финансовое наказание для производителей, которое дает им стимул инвестировать» в технологию зеленого цемента.
- «Клиенты выстраиваются в очередь, чтобы стать партнерами Sublime, потому что они могут поставлять цемент без использования ископаемого топлива в то время, когда остальная часть отрасли борется за достижение целей по выбросам и соблюдение тарифов на выбросы углерода», — говорит Клэй Дюма, партнер Sublime.
Следующие шаги
- Sublime завершила свою пилотную установку в конце 2022 года и несколько месяцев работала над мерами контроля качества.
- Теперь Эллис сосредоточен на том, чтобы представить продукт партнерам, и компания рассчитывает завершить свой первый строительный проект к концу года.
- Следующим шагом является переход от 100-тонной пилотной установки к демонстрационной установке мощностью 30 000 тонн в год.
По информации CNBC.
Смотрели новые видео на YouTube от Olhar Digital? Подписывайтесь на канал!