Se han investigado las mejores formas de reducir las emisiones de dióxido de carbono de la industria del cemento.

Se han investigado las mejores formas de reducir las emisiones de dióxido de carbono de la industria del cemento.

Crédito: Imperial College London

Un nuevo informe de Imperial indica que los materiales y tecnologías alternativos para capturar dióxido de carbono son clave para descarbonizar la industria del cemento.

Anualmente se producen anualmente alrededor de 3,5 mil millones de toneladas de cemento Portland común, un material de construcción crítico en todo el mundo, pero cada tonelada emite hasta 622 kg de dióxido de carbono (CO2) industria del cemento aporta el siete por ciento del CO antropogénico global2 emisiones junto con la cantidad de CO2 liberados dependiendo de las diferencias en los materiales utilizados para la producción, los tipos de hornos de cemento utilizados y los combustibles quemados.

EN nuevo papelLos investigadores del Imperial College de Londres consideraron las formas potencialmente más efectivas de descarbonizar la industria. Dicen que después de la intervención, las emisiones pueden oscilar entre el 80% y menos el 50% de las emisiones actuales de CO2 se elimina activamente de la atmósfera.

Esto se puede lograr mediante el uso de una combinación de captura y almacenamiento de carbono (CCS) y combustibles y sustitutos de productos intermedios. Sin embargo, argumentan que la solución más sensata sería combinar la combustión residuos sólidos urbanos con CCS, que podría reducir las emisiones a menos 20 por ciento de su nivel actual.

El autor principal, el profesor Paul Fennell, del Departamento de Ingeniería Química de Imperial, dijo: “CO2 es un gas de efecto invernadero clave para el cambio climático y se libera de varios aspectos de la producción de cemento. Las emisiones relacionadas con el proceso y el combustible constituyen una proporción significativa de las emisiones totales de cemento, por lo tanto, tanto la modificación del proceso como la eficiencia energética son importantes para reducir las emisiones de dióxido de carbono. Al identificar estas fuentes y sugerir intervenciones factibles, esperamos ayudar a descarbonizar la industria del cemento ”.

Informe publicado en Joule, proporciona una descripción general de las principales opciones de descarbonización y su interdependencia en términos de emisiones directas del proceso de fabricación de cemento. Se identificaron las tres intervenciones clave con el mayor impacto potencial.

CCS

La química inherente detrás de la producción de cemento es responsable de hasta el 60 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono del cemento, por lo que es difícil prevenir su liberación. Para hacer cemento, la piedra caliza en polvo se calienta y se combina con varios componentes para producir un producto intermedio llamado clínker. El cuarenta por ciento del peso de la piedra caliza es CO2que se libera durante este proceso.

Se han investigado las mejores formas de reducir las emisiones de dióxido de carbono de la industria del cemento.

Proceso de producción de cemento. Crédito: Imperial College London

Las instalaciones de CCS conectadas a hornos de cemento pueden capturar el carbono liberado y almacenarlo donde no ingrese a la atmósfera. Los investigadores dicen que CCS tiene un potencial significativo, con numerosas demostraciones piloto y de mayor escala planeadas.

Biomasa y residuos urbanos

La producción de cemento consume mucha energía y requiere 3,3 gigajulios de energía térmica por tonelada de clínker, por lo que otra fuente de carbón industrial es la forma en que se alimentan las centrales eléctricas. En lugar de utilizar combustibles fósiles neutrales en carbono, los productores podrían utilizar biomasa neutra en carbono.

Sin embargo, la biomasa es un recurso limitado y los costos de usarla en tal escala podrían ser prohibitivos, por lo que debe combinarse con los desechos municipales. Esta puede ser una forma rentable de reducir uso de combustibles fósilesademás de ser un método de gestión de residuos relativamente respetuoso con el medio ambiente, especialmente si se tiene cuidado de desviar todos los materiales reciclables antes de usarlos en el horno.

Alternativas al clinker

La producción de clínker requiere una gran cantidad de carbón debido a carbón liberado por la piedra caliza y debido a la energía requerida por el proceso. En consecuencia, las emisiones pueden reducirse reduciendo la necesidad de clínker, por ejemplo, reemplazándolo con materiales de desecho como escoria de alto horno y cenizas de carbón. Los científicos argumentan que puede reemplazar del 30 al 40 por ciento del clinker sin comprometer la resistencia del cemento.

El profesor Fennell agregó: “Si bien este análisis puede proporcionar información sobre lo que es y no es crítico para las emisiones netas cero o negativas, se necesita un análisis completo y completo del ciclo de vida para cuantificar completamente las emisiones.

“La característica más llamativa de este simple análisis es que es el ingrediente principal del biocombustible, junto con la adición de CCS, lo que produce la mayor reducción en las emisiones de CO.2 posibles emisiones. La sustitución del clínker es valiosa, especialmente cuando no se utiliza CCS, pero una descarbonización muy profunda requerirá más acciones ”.

“Descarbonización cemento producción “de Paul S. Fennell, Steven J. Davis y Aseel Mohammed, publicado el 20 de mayo de 2021 en Joule.


El cemento como asesino del clima: uso de desechos industriales para producir alternativas neutrales en carbono

Más información:
Paul S. Fennell et al., Descarbonización de la producción de cemento, Joule (2021). DOI: 10.1016 / j.joule.2021.04.011

Información de la revista:
Joule


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