Ökocement bevezetésével zöldülhet az építőipar

A cementgyártással mindeddig hatalmas mennyiségű üvegházhatású szén-dioxid került a légkörbe. Úgy tűnik azonban, hogy amerikai és brit mérnököknek sikerült olyan technológiát fejleszteniük, amivel a betonozással végső soron nem termelik, hanem megkötik a CO2-t.

A cementipar az emberi eredetű szén-dioxid-kibocsátás 5-6 százalékáért felelős, így az egyik legnagyobb kibocsátónak számat. A szén-dioxid egyrészt a gyárak energiaigényéből, másrészt a mészkő (CaCO₃) dekarbonizációjából, azaz a hevítés során bekövetkező CO₂-vesztésből származik.

Az új, környezetbarát technológia segítségével viszont a cementipar elsődleges kibocsátóból jelentős szén-dioxid-nyelővé válhat. Az ökocement ötlete európai oldalról a londoni székhelyű Novacem kutatócsoportjától ered, amelynek vezető szakembere Nikolaus Vlasopoulos. A környezetkímélő eljárás lehetősége egyaránt felcsigázta az iparág és a környezetvédők érdeklődését, és elnyerte támogatásukat.

A környezetbarát cement kétségtelenül nagy piacra tehet szert, miután világszerte évente mintegy kétmilliárd tonna cementet használ fel az építőipar, s ez rengeteg szennyezőanyag kibocsátásával jár. Az ökocementre való áttéréssel viszont 5 százalékkal lehetne csökkenteni a globális szén-dioxid-emissziót. Ez a mennyiség több mint, ami például a légiközlekedésből származik. A cement iránti kereslet hosszú távon ráadásul egyre inkább növekedni fog: a francia Credit Agricole bank becslései szerint 2020-ra a maihoz képest másfélszeresére nő az igény.

Hagyományos vs. ökocement

A hagyományos, úgynevezett portlandcement gyártása során a mészkövet közel 1500 Celsius-fokra hevítik fel, amelyhez kevés ásványi anyagot, például agyagot adnak. Ezzel az eljárással 1 tonna cement előállítása során 0,8 tonna szén-dioxid kerül a légkörbe. Amikor az anyagot az építkezéseknél vízzel keverik el, az tonnánként 0,4 tonna szén-dioxidot nyel el a levegőből. Csakhogy a gyártás során több szén-dioxid kerül a légkörbe, mint amennyi kikerül belőle a szilárdulás közben, és a nettó kibocsátás végül is 0,4 tonna.

Korábban is voltak már kísérletek környezetbarátabb cement előállítására, de ezek kimerültek abban, hogy több adalékanyagot adtak a betonkeverékhez, így csökkentve a felhasznált mészkő mennyiségét. Ezzel azonban nem tudták oly mértékben csökkenteni az emissziót, hogy a cementipar lekerüljön a legtöbb szennyezőanyagot termelő iparágak képzeletbeli dobogójáról.

A hagyományos beton ugyan megköt valamennyit a légköri szén-dioxidból, de nem eleget

A Novacem magnézium-szilikátokat használ alapanyagként, amelyek a hevítés során nem bocsátanak ki szén-dioxidot. Maga a gyártási folyamat is sokkal alacsonyabb hőmérsékleten, mindössze 650 Celsius-fokon zajlik, azért kevesebb fűtőanyagra van szükség. Így egy tonna cement előállítása kevesebb, csupán 0,5 tonna szén-dioxid-kibocsátással jár - de ami a fontosabb, hogy a szilárdulás közben közel 1,1 tonna szén-dioxidot köt meg a légkörből. Végeredményben tehát az eljárás nem kibocsátással jár, hiszen egytonnányi végtermék életciklusa során körülbelül 0,6 tonna szén-dioxidot köt meg. Ráadásul, a kisebb energiaigénynek köszönhetően, a gyártás során könnyebben hasznosíthatók a tiszta energiák - a víz-, a szél- vagy a napenergia.

Kételyek és bizakodás

A brit cementipari szakmai szervezet, a Concrete Society szóvivője mégis szkeptikusan látja az ökocement jövőjét. Elmondása szerint problémák merültek fel az új cementfajták előállítását célzó laborkísérletek során, és emellett a gyártáshoz nélkülözhetetlen nyersanyagok csak meghatározott helyeken elérhetők a Földön. Mindezeken túlmenően az új építőanyagot komoly terhelési vizsgálatoknak kell alávetni, mielőtt piacra kerülhetne, ami hátráltathatja betörését a piacra.

Vlasopoulos ezzel szemben azt állítja, hogy a magnézium-szilikátok világszerte nagy mennyiségben megtalálhatók, és becslések szerint közel 10 ezer milliárd tonna hozzáférhető. Ráadásul a Novacem által kifejlesztett gyártási folyamat során egyéb magnéziumtartalmú ipari alapanyagok is megfelelnek e célra. Vlasopoulos biztos benne, hogy az új cement elegendően erős lesz ahhoz, hogy az építkezéseknél alkalmazhassák, de természetesen az engedélyek megszerzéséig még néhány éves tesztelési időszaknak kell eltelnie.

Tengerentúli versenytársak

A Novaceméhez hasonló fejlesztésekbe kezdtek a kutatók az amerikai kontinensen is. A kaliforniai partvidéken található a Moss Landing erőmű, amelynek turbinái több mint 1000 MW elektromos energiát termelnek. A keletkező 370 Celsius-fokos gázok és gőzök legalább 30 ezer ppm szén-dioxidot tartalmaznak, azaz egymillió légrészecskéből minimum 30 ezer CO₂-molekula. Emellett persze egyéb szennyezőanyagok is kikerülnek az erőműből.

Jelenleg ezek a gázok a kéményekből közvetlenül az atmoszférába kerülnek, azonban a Kaliforniában nemrégiben megalapított Calera cég szerint, ha a füstgázt átáramoltatnák a környező tengervizen, a benne lévő szén-dioxid 90 százalékát cementté lehetne alakítani. Az eljárás alapvetően a korallok által előállított tengeri cement képződéséhez hasonlít: a korallok a tenger vízében lévő kalciumot és magnéziumot alakítják karbonátokká normál hőmérsékleti és nyomási viszonyok mellett. Jelen esetben is erről van szó, a szén-dioxidból előbb szénsavat, majd karbonátokat, és végül cementet állítanak elő. A Calera mellett más vállalatok is dolgoznak hasonló eljárásokon Santa Barbarában és Halifaxben.

A klímaváltozás elleni küzdelemben a környezetbarát cement igen kecsegtetőnek ígérkezik, és talán a leginkább megvalósíthatónak tűnik a számos, olykor futurisztikusnak hangzó ötlet közül, amellyel a szakértők a felmelegedést kívánják mérsékelni.