2024 vasario 22 d. ketvirtadienis, 6:25
Reklama  |  facebook

Geresnio pasaulio statymas naudojant „žaliąjį“ cementą

Irmantas BARAUSKAS, KTU Cheminės technologijos fakulteto docentas      2021-04-13 10:23
Cemento gamybos apimtis visame pasaulyje 2019 m. jau siekė apie 4,2 mlrd. tonų, kai 1995 m. – tik 1,39 mlrd. Tai rodo labai spartų ir globalų statybos pramonės augimą. Šiandien pasaulyje yra vienintelė medžiaga, kurios žmonės sunaudoja daugiau nei betono, tai – vanduo.
nuotrauka
KTU (unsplash.com) iliustr.


Minimos įmonės
KTU Cheminės technologijos fakultetas,

Betonas yra nebrangus ir lengvai eksploatuojamas, nes tik pagamintas teka, o vėliau tampa kietas kaip uola (todėl gali būti vadinamas dirbtinu akmeniu). Tačiau svarbu pripažinti, kad pagrindinis betono komponentas – cementas yra „nešvarus“.

Nešvarus – ne ta prasme, kad ištepa drabužius (nors ši problema statybininkams irgi labai gerai žinoma), tačiau dėl to, jog cemento gamybos metu yra išmetamas milžiniškas CO2 kiekis. Pagaminus 1 toną įprastinio cemento, į aplinką išskiriama apie 1 tona anglies dioksido.

Pagrindinė cemento gamybos žaliava yra kalkakmenis (klintis), kurio didžiausią dalį sudaro kalcio karbonatas. Degant žaliavų mišinį, kalcio karbonatas skyla išskirdamas CO2. Cemento klinkerio degimas vykdomas apie 1500 °C, todėl šiam procesui reikia daug iškastinio kuro, kurio degimo metu išskiriama dar daugiau COdujų. Dėl šių priežasčių, cemento gamyba lemia 5–7 % viso pasaulio išmetamo anglies dioksido kiekio.

Jungtinėse Amerikos Valstijose tik iškastinio kuro naudojimas (transporto, elektros, chemijos gamybai ir kitoms reikmėms) ir geležies bei plieno pramonė išskiria daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų.

Išskiria, bet ir sugeria

Bet ar tikrai cementas yra vien tik COemisijos šaltinis? Atsakymas – laiko trukmės klausimas, nes pagamintas betonas ar jo gaminiai COsugeria!

KTU nuotraukoje – teksto autorius 
Irmantas Barauskas, Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto docentas

Betonas absorbuoja anglies dioksidą ir jį „suriša“ į akmenį (kalcio karbonatą). Šis procesas paprastai vadinamas karbonizacija. Tai gali būti vertinama tiesiog kaip papildomas anglies (tame tarpe ir CO2) gyvavimo ciklas.

Anglies dioksidą betonas gali absorbuoti būdamas įvairių formų: pvz. kaip pastatų, tiltų ar šaligatvių dalis. Kad šis procesas vyktų, betonas nebūtinai turi būti tiesiogiai veikiamas atmosferos. Požeminiai betoniniai vamzdynai ir pamatai gali absorbuoti COiš dirvožemio, o požeminiai ir povandeniniai įrenginiai gali absorbuoti ištirpusį anglies dioksidą, esantį požeminiame, gėlame ir sūriame vandenyje.

Šiame tvarumo amžiuje daugelis žmonių taip pat pakartotinai naudoja betoną antrinėms reikmėms. Trupintas betonas naudojamas kaip pagrindas kelių statyboje arba kaip užpildas betoninių konstrukcijų, asfalto dangoje. Kiekvienas iš šių antrinių panaudojimų taip pat gali būti įtrauktas į anglies gyvavimo ciklą.

Taigi, kiek anglies dioksido gali absorbuoti betonas ir kiek tai trunka? Deja, atsakymai nėra paprasti. Betonas yra labai sudėtinga ir dinamiška medžiaga. Jis sudarytas iš daug skirtingų cheminių junginių, kurie laikui bėgant keičiasi ir skiriasi priklausomai nuo žaliavų mišinių ir aplinkos poveikio.

Labai sunku įvertinti karbonizacijos greitį ir dėl skirtingo betonų poringumo. Yra manoma, kad tokį pat COkiekį, kuris išsiskiria cemento gamybos metu, betonas gali absorbuoti, tačiau tai gali trukti net kelis dešimtmečius. Svarbiausia yra suprasti, kad betonas yra anglies dvideginio „surinkėjas“ ir turi didelę įtaką COgyvavimo ciklui.

Norint, kad cemento gamyba taptų COneutrali, tai būti sprendžiama kompleksiškai. Taip įmanoma pasiekti, kad cemento, o dėl to ir betono, gamyba taptų ne tik neutrali, tačiau net ir (ilgesnio trukmės periodo atžvilgiu) COneigiama!

Du pagrindiniai būdai

Tad, kokiais būdais galime sumažinti COemisija cemento gamybos metu? Pagrindiniai COdujų išmetimo šaltiniai gaminant Portlandcementį yra suskirstyti į dvi grupes – kuro deginimas cemento krosniai (cemento klinkeris degamas apie 1500 °C) ir pats kalcinavimo (degimo) procesas, kurio metu išmetama apie 50% CO2.

Tradiciškai klinkerio degimo krosnis kūrenama akmens anglimi, gamtinėmis dujomis arba mazutu. Alternatyvaus kuro šaltiniai pradėti naudoti tik devintojo dešimtmečio viduryje. Tokie degalai kaip biomasė gali efektyviai sumažinti (apie 20–25%) COkiekį, jei palyginsime ją su akmens anglimi.

Alternatyvus kuras, kurį naudoja cemento pramonė, yra panaudotos padangos, nuotekų dumblas, gyvūninės kilmės, naftos, popieriaus atliekos, plastikas, tekstilė ir panašios medžiagos. Kai kurios gamyklos jau pakeitė net 100 proc. tradicinio kuro alternatyviu.

Tačiau yra keletas praktinių kuro pakeitimo problemų: jų cheminės savybės ir sudėtis skiriasi nuo tradicinių, dėl kurių į cementą patenka skirtingų junginių, o dėl to blogėja ir jo kokybė (pvz., pasiekiami mažesni stiprumai). Kuro keitimo problemas galima spręsti atidžiai kontroliuojant gamybos procesą ir koreguojant sudėtis, tačiau tai reikalauja papildomų tyrimų bei patirties.

Kai kuriose išsivysčiusiose šalyse alternatyvaus kuro naudojimas jau yra perkeltas iš laboratorinių tyrimų į gamybą, o 2050 m. tikimasi pakeisti apie 40–60% naudojamo alternatyvaus kuro. Tačiau besivystančiose šalyse ši dalis sudarys tik 25–35%. Kadangi kuro degimo COišmetimas sudaro apie 40-50 % viso išmetamo kiekio, naudojant alternatyvų kurą galima žymiai sumažinti išmetamų teršalų kiekį.

KTU laboratorijose – molis

Kitas COmažinimo būdas yra cemento kiekio keitimas įvairiais priedais (vad. papildomos cementinės medžiagos – angl. trumpinimas SCM). Šiuo metu cemento gamintojai naudoja įvairias kitų gamybų atliekas (šlakus, lakiuosius pelenai ir kt.) bei natūralius mineralus (klintis, pucolanus ir pan.).

Londono imperatoriškojo koledžo mokslininkas Nikolaos Vlasopoulos sakė: „Nemanau, kad šiandien pasaulyje naudojama statybinė medžiaga, kuri būtų blogiau suprantama nei portlandcementis“, o pagrindinė kliūtis, su kuria susiduria pramoninės įmonės norėdamos įdiegti naujus statybos produktus – laikas ir žmonių baimės.

Naujiems cementams patvarumo įrodymai užtrunka. Pvz., jei statome tiltą ar pastatą naudodami naują cementą, kaip įtikinti žmones, kad jis bus tvirtas? Tai iššūkis. Niekas nenori, kad tiltas griūtų.

Todėl tyrimai su naujais priedais ir medžiagomis vykdomi nesustojant. KTU mokslininkai kuria naujas rišamąsias medžiagas, kurios pakeistų tradicinį cementą (pvz. medžiagą kuri kietėja ne vandenyje, o COaplinkoje, o dėl to COišmetimas į aplinką sumažėja apie 30 %) ir tiria įvairius mineralinius priedus.

Tyrimų rezultatai rodo, kad technologiškai apdorojus vietinę pigią žaliavą – molį ir sumaišius su naftos perdirbimo metu susidarančiomis katalizatoriaus atliekomis gaunama stipresnė rišamoji medžiaga. Šiuo metu tiriamos šio cemento gaminių eksploatacines savybės.

Pasaulyje ieškoma įvairių būdų

Gera žinia ta, kad didžiausias pasaulyje cemento gamintojas „LafargeHolcim“, nepaisant visų iššūkių, planuoja padidinti „žaliųjų“ (t.y. ekologiškų) statybinių medžiagų naudojimą iki 100 mln. tonų per metus ir pasiekti COneutralią cemento gamybą jau 2030 m.

Kompanijos vadovybė teigia, kad turi 52 projektus, skirtus padidinti alternatyvių degalų naudojimą, o planuojamų investicijų atsipirkimo trukmė grindžiama ne tik pigesniu kuru, bet taip pat ir mažesniais COmokesčiais.

Tuo tarpu cemento gamintoja milžinė kompanija „Cemex“ COneutralią cemento gamybą tikisi pasiekti 2050 m. „Cemex“ šiuo metu dalyvauja 20-yje COmažinimo projektų visame pasaulyje, įskaitant partnerystę su Šveicarijos kompanija „Synhelion“.

Pastarieji kuria saulės energijos technologiją, kuri visiškai ar iš dalies pakeistų iškastinio kuro naudojimą. Šios įmonės nuolat didina žaliųjų cementų gamybą. Kaip prognozuoja analitikai, pasaulinė žaliųjų cementų rinka nuo 2016–2024 m. išaugs iki 11,3%.
Statybunaujienos.lt



Žaliasis kursas

nuotrauka
2024-02-21 15:07
Antradienį, vasario 27 d., gyventojai sulauks naujo paramos kvietimo nuosavoms saulės elektrinėms iki 10 kW savo gyvenamajame būste įsirengti ir tapti gaminančiais vartotojais. Šiam kvietimui Energetikos ministerija skyrė 12 mln. Eur.
nuotrauka
2024-02-21 07:52
Lietuvos statybos sektorius, pakėlęs pastatų energinio efektyvumo lygį, vis daugiau dėmesio skiria, kad būtų sumažintas anglies dvideginio pėdsakas. Nors šalyje tai dar nėra reglamentuota, rinka nelaukia ir remiasi tarptautiniais standartais. Objektyviai palyginti skirtingų medžiagų ir gaminių povei...
nuotrauka
2024-02-19 10:37
Turto banko valdomuose pastatuose įsikūrusios valstybės įstaigos praėjusiais metais suvartojo 13 proc. mažiau elektros ir šilumos energijos. Mažinti sąnaudas energijos ištekliams valstybės pastatuose leido kompleksinės Turto banko investicijos į energinio efektyvumo priemones bei aktyvus pačių organ...
nuotrauka
2024-02-14 14:28
Aplinkos ir energetikos ministrai patvirtino Modernizavimo fondo finansavimo nacionalines kryptis 2024-2025 m. Parama numatyta daugiabučių, savivaldybių bei centrinės valdžios pastatams atnaujinti, pramonės dekarbonizacijai, elektros energijos saugojimo pajėgumams sukurti, kurie reikalingi iš atsina...
nuotrauka
2024-02-13 15:21
Naudojant medienos gaminius vietoje betono statybų sektoriuje per visą pastato gyvavimo etapą (nuo medžiagų gamybos iki pastato eksploatavimo) į aplinką patektų maždaug 50-75 proc. mažiau CO2. Tai atskleidė Aplinkos ministerijos parengta studija apie atliktus tyrimus dėl CO2 išmetamo kiekio statybos...
nuotrauka
2024-01-29 15:04
Nuo metų pradžios nemaža dalis verslų Europos Sąjungoje įgijo naują prievolę – teikti kasmetines tvarumo ataskaitas, atskleidžiančias įmonės poveikį aplinkai. Vadinamąsias ESG (angl. Environmental, Social and Governmental) ataskaitas privalės teikti daugiau nei 40 tūkst. ES bendrovių, dar daugiau ne...
nuotrauka
2024-01-29 09:41
Nuo 2023 m. rugsėjo 20 d. Aplinkos projektų valdymo agentūra (APVA) kviečia vidutines ir dideles šalies įmones teikti paraiškas subsidijai gauti pagal Klimato kaitos programos priemonę „Iškastinio kuro naudojimo mažinimas įmonėse“.
nuotrauka
2024-01-26 07:48
Pradėjus svarstyti apie nuosavą atsinaujinančios energetikos šaltinį – saulės elektrinę, gyventojų žvilgsnis paprastai krypsta į gaminančio vartotojo modelį. Šiuo metu gyventojai, įmonės ir įstaigos turi ir dar vieną galimybę – burtis į Atsinaujinančių išteklių energijos bendrijas arba Piliečių ener...
nuotrauka
2024-01-25 15:36
Nesprendžiami globalaus atšilimo iššūkiai atneš liūdnų pasekmių mūsų, ypač ateities kartų, aplinkai bei gyvenimo kokybei. Todėl tvarus transportas yra viena iš pagrindinių Europos Sąjungos Žaliojo kurso susitarimo dalių.
nuotrauka
2024-01-18 13:03
Pasaulį lydintys iššūkiai dėl vis gilesnės klimato krizės verčia išteklius naudoti tikslingai, sąmoningai ir efektyviai. Veiksmų klimato tikslams įgyvendinti ėmėsi ir miestų ir infrastruktūros plėtros bendrovė „YIT Lietuva“. Tvarumą iškėlusi strategijos prioritetu, ji buvo sertifikuota pagal ISO 500...
nuotrauka
2024-01-17 13:54
Didžiausia Lietuvoje vandentvarkos bendrovė „Vilniaus vandenys" iš nuotekų dumblo pernai jau pasigamino beveik ketvirtadalį – 23 proc. įmonės veiklai reikalingos elektros energijos, o siekdama apsisaugoti nuo elektros ir gamtinių dujų kainų šuolių, bendrovė iki 2032 m. ketina tapti nepriklausoma nuo...
nuotrauka
2024-01-16 14:22
Daugiau nei 2 mlrd. eurų vertės Norvegijos sostinėje Osle kylantis Vyriausybės kvartalas savo šalyje sulaukia ne mažiau dėmesio ir diskusijų nei A. Goštauto kvartalo transformacijos projektas Lietuvoje. Iššūkiai ir klausimai, kuriuos sprendžia norvegai panašūs: susisiekimas, saugumas, siekis kurti n...
nuotrauka
2024-01-16 14:11
Gyventojai, ketinantys modernizuoti savo individualų gyvenamąjį namą, nuo kovo 1 d. galės kreiptis į Aplinkos projektų valdymo agentūrą (APVA) ir gauti finansinę paramą. Iš Klimato kaitos programos šiai priemonei iki 2025 m. skirta 44 mln. eurų. 2024 m. kovo mėn. kvietimui bus skirti 22 mln. eurų. S...
nuotrauka
2024-01-15 14:22
Aplinkos projektų valdymo agentūra (toliau – APVA) primena, kad dar vyksta kvietimas teikti paraiškas daugiabučiams atnaujinti, kurio pagrindinė sąlyga – po renovacijos pasiekti ne mažesnę kaip A pastato energinio naudingumo klasę ir šiluminės energijos sąnaudas sumažinti ne mažiau kaip 40 proc. Kvi...
nuotrauka
2024-01-08 09:53
Nuo sausio 8 d. ūkininkai, pripažinti žemės ūkio kooperatyvai ir įmonės, norinčios įsirengti biodujas ar biometaną naudojančias grūdų džiovyklas, galės teikti paraiškas ir gauti subsidijas.
nuotrauka
2024-01-05 10:03
Šiandien būtinybę puoselėti tvarią, darnią, aplinkai draugišką ir dėmesingą kiekvieno mūsų kasdienybę suvokia visi. Aukštojo mokslo institucijos atsakingos visuomenės ugdymo kontekste vaidina itin svarbų vaidmenį, tad nenuostabu, kad ir aukštąsias mokyklas vertinantys reitingai šiai temai ima skirti...
nuotrauka
2024-01-04 10:05
Europos dujų perdavimo sistemos operatoriai „Gasgrid Finland“ (Suomija), „Elering“ (Estija), „Conexus Baltic Grid“ (Latvija), „Amber Grid“ (Lietuva), „GAZ-SYSTEM“ (Lenkija) ir „ONTRAS“ (Vokietija), dalyvaujantys tarptautiniame Šiaurės ir Baltijos šalių vandenilio koridoriaus projekte pasirašė sutart...
nuotrauka
2023-12-21 14:10
Inovacijų agentūra pasirašė bendradarbiavimo sutartis su trimis Lietuvos universitetų suburtais konsorciumais. Jie įgyvendins misijomis grįstas mokslo ir inovacijų programas, kurios svariai prisidės prie aktualių visuomenės problemų sprendimo. Bendra trijų projektų vertė siekia 94,7 mln. eurų, didži...
nuotrauka
2023-12-20 10:30
Besikeičiantis klimatas neišvengiamai paliečia tiek asmenis, tiek valstybines institucijas, tiek verslą. Tačiau kai kurioms ekonomikos šakoms kylanti grėsmė yra didesnė nei kitoms. Konsultacijų bendrovės „Deloitte" vertinimu, šiuo metu yra penki verslo sektoriai, kurie yra pažeidžiamiausi dėl klimat...
nuotrauka
2023-12-11 11:52
Lietuva pagal energijos intensyvumo progresą 2022 m. buvo tarp penkių geriausių Europoje, rodo Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) ataskaita „Energijos efektyvumas 2023“. Lietuvos energijos intensyvumo pagerėjimas 2022 m. buvo beveik 12 proc. ir lenkė Europos Sąjungos vidurkį (8 proc.).

Statybunaujienos.lt » Žaliasis kursas