NEW SCIENTIST ⟩ Heitmevaba tsement - kas see võibki päästa planeedi?

Teadlased tegid materjaliteaduste instituudis esimese proovisulatuse, et välja selgitada võimalus toota tsemendi jaoks vajalikku klinkrit ringlusse võetud terasetootmise protsessi osana. Kõik kokku annab nullemissiooni ehk süsinikuheide niimoodi puudub. Foto: kaader videost / Cambridge´i ülikool

Tsementi saab nüüd toota lammutatud hoonete jäätmetest, mis teadlaste sõnul võiks 2050. aastaks säästa miljardeid tonne süsinikku.

«Me oleme kindlalt tõestanud, et tsementi saab taaskasutada tsemendi tootmiseks,» ütleb Julian Allwood Cambridge'i ülikoolist, «oleme niimoodi teel nullheitmetega tsemendi tootmise suunas, mis tundub üsna hämmastav saavutus.»

Tsemendi tootmine põhjustab 7,5 protsenti kogu Maa kasvuhoonegaaside heitmest, kuid seni ei olnud teada viisi, kuidas seda oleks võimalik suures ulatuses toota ilma kliimat mõjutamata.

Tsemendi tootmiseks on vaja «klinkrit», mis valmistatakse toorainete segu, sealhulgas lubjakivi ja savi kuumutamisel 1450 °C-ni. Klinkri tootmise soojusvajadused ja keemilised reaktsioonid põhjustavad suurt süsinikuheidet ning klinkri tootmine moodustab 90 protsenti tsemendi süsinikujalajäljest.

Allwood ja tema kolleegid on nüüd välja töötanud uue viisi, kuidas valmistada klinkrit, kasutades lammutatud hoonetest pärit nii-öelda tsemendipastat. Sellel on sama keemiline koostis kui lubja räbul ehk ainesel, mida kasutatakse ringlusse võetud terase puhastamiseks.

Kui teras sulab, moodustab vanast tsemendist valmistatud pasta räbu, mis ujub ringlusse võetud terase peal. Jahvatatuna pulbriks on räbu identne klinkriga. Seda saab seejärel kasutada Portlandi tsemendi ehk kõige tavalisema tsemendiliigi valmistamiseks.

Süsinikuheide langeb nulli

Kui ringlusse võetud terast ja tsementi toodetakse koos elektriahjus, mida toidab taastuvenergia või tuumaenergia, on protsess peaaegu täielikult heitevaba. «Idee on tõesti lihtne,» kommenteerib Allwood.

Laborikatsed on näidanud, et taoline protsess tõepoolest töötab. See pakub valmislahendust, mida saab kasutada tavalise varustusega, ja ülemaailmne üleminek sellele protsessile võiks säästa kuni 3 gigatonni süsinikdioksiidi aastas, on välja arvutatud (vt lähemalt Nature, doi.org/mxg7).

Teadlaste meeskond töötab nüüd tööstuskatsete kallal spin-off ettevõttes Cambridge Electric Cement koostöös ehitusettevõtetega Balfour Beatty ja Tarmac.

«Järgmise paari nädala jooksul alustame katsetusi, mis toodavad partiisid kiirusega 30 tonni tunnis,» ütles Allwood.

Uue tsemendi tootmisprotsessi laiendamine sõltub osaliselt ringlusse võetud terase tootmise kasvust, mis moodustab umbes 40 protsenti kogu maailma terasetoodangust. Allwood lisas, et tootmismahud vähemalt kahekordistuvad järgmise 30 aasta jooksul ja tõenäoliselt kolmekordistuvad, kui tööstus «dekarboniseerub».

Ees ootavad veel paljud uued väljakutsed

Ringlusse võetud tsemendi tootmisprotsess nõuab siiski ahju temperatuure 1600 kuni 1750 °C, mis on veidi kõrgem, kui traditsioonilises tsemenditootmises. See suurendab energiakulusid, ütleb Leon Black Ühendkuningriigi Leedsi ülikoolist.

Teised takistused puudutavad jäätmetsemendi tarneahelate loomist, investorite ligimeelitamist ja tööstuse veenmist uut protsessi laialdaselt kasutama hakkama.

«Nad on ületanud ühe barjääri, kuna nad on loonud materjali, millel on sama koostis kui Portlandi tsemendil,» ütleb Black, «aga saatan peitub detailides: energiavajadus, kasutatud tsemendi logistika, mahtude suurendamine.»

Algselt populaarteaduslikus ajakirjas New Scientist avaldatud artikkel ilmub Postimehes väljaande loal. Inglise keelest tõlkis Kaido Einama.