I sistemi sublimi possono aiutare a ripulire le emissioni di carbonio dal cemento

A CleanTechnica, tendiamo a concentrarci sulla rivoluzione dei veicoli elettrici perché le emissioni di automobili e camion rappresentano circa il 30% delle emissioni di carbonio a livello globale. Ridurre tali emissioni è ovviamente vitale per affrontare l’emergenza climatica che abbiamo creato per noi stessi. Ma se da un lato ciò è vero, dall’altro significa anche che circa il 70% di tali emissioni proviene da altre fonti. Il cemento è uno dei più grandi.

Secondo Media delle Canarie, il cemento è responsabile ogni anno di più emissioni di carbonio di quelle attribuibili a qualsiasi nazione sulla Terra ad eccezione di Cina e Stati Uniti. Ogni anno in tutto il mondo viene prodotto quasi un miglio cubo di cemento. Mentre le aziende produttrici di cemento sono al lavoro per cercare di ridurre la quantità di emissioni di carbonio del settore, i fondamenti della produzione del cemento – in particolare del cemento Portland – sono soggetti alle leggi della scienza.

L’input principale del cemento Portland ordinario – che costituisce la stragrande maggioranza del cemento prodotto oggi – è il calcare, un minerale che per composizione chimica è composto per metà da calcio e per metà da carbonio e ossigeno. Quando quel calcare viene convertito in ossido di calcio, immediato precursore del clinker che si trasforma in cemento, la CO2 intrappolata all’interno del minerale viene rilasciata nell’atmosfera.

Eliminare queste emissioni significa trovare modi nuovi e privi di emissioni per creare il cemento Portland ordinario o un equivalente strutturale sicuro, oppure capire come utilizzare in modo economico la tecnologia di cattura, utilizzo e sequestro del carbonio (CCUS) per mantenere la CO2 generata dal processo di produzione dall’entrare nell’atmosfera. Sebbene molte startup, aziende e ricercatori stiano lavorando duramente su entrambi i metodi, nessuno dei due, a questo punto, si è dimostrato praticabile sulla scala necessaria, Media delle Canarie dice.

Immagine gentilmente concessa da Holcim

La svizzera Holcim è uno dei maggiori produttori mondiali di cemento nel mondo. Nel suo ultimo rapporto finanziario, afferma di aver ridotto le emissioni di carbonio del 21% rispetto all’anno precedente, in gran parte utilizzando diversi aggregati che vengono mescolati con il cemento per produrre calcestruzzo. Ma il processo di base per produrre il cemento è molto più difficile da decarbonizzare.

Holcim questa settimana ha annunciato un investimento di 100 milioni di dollari in una fabbrica negli Stati Uniti che produrrà 600.000 tonnellate di cemento all’anno eliminando 400.000 tonnellate all’anno di emissioni di carbonio. Questo è un progresso, soprattutto perché l’azienda afferma che il denaro risparmiato è in realtà superiore a quello speso in strategie di riduzione delle emissioni.

Il cemento sublime raggiunge una riduzione del 90%.

Abbiamo già parlato di Sublime Systems, spinoff del MIT che sta lavorando per decarbonizzare la produzione di cemento. (Il nome è un sottile gioco di parole che solo gli specialisti in chimica organica capiranno.) A settembre, la società ha annunciato che il suo sostituto a basso tenore di carbonio, scalabile e immediato per il tradizionale cemento nel calcestruzzo ha ottenuto la designazione ASTM C1157.

Rispettare questo standard significa che il cemento Sublime può essere utilizzato per produrre calcestruzzo che soddisfi o superi i regolamenti edilizi statunitensi e internazionali applicabili, aprendo la strada alla sostituzione del cemento Portland ordinario su larga scala per ridurre massicciamente la produzione di carbonio delle infrastrutture edilizie globali.

Quella è stata una pietra miliare importante per Sublime. Nessuno specificherebbe il proprio prodotto se non soddisfacesse lo standard ASTM. Ma la resistenza e la durabilità del prodotto finale non sono correlate alle emissioni di carbonio prodotte durante la realizzazione del prodotto. Per questo erano necessari ulteriori test.

Questa settimana, Sublime ha detto CleanTechnica via e-mail i test aggiuntivi sono stati completati. Climate Earth, il principale fornitore di dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) per l’industria del calcestruzzo, ha condotto una valutazione climatica (LCA) a vita secondo un metodo industriale ampiamente accettato, evitando metodologie di compensazione controverse e non comprovate frequentemente utilizzate per consentire la continua combustione di combustibili fossili come la cattura del carbonio, i crediti forestali, la mineralizzazione dei coprodotti e l’assorbimento di CO2 nel corso della vita.

Lo screening LCA dalla culla al cancello sfrutta le stime ingegneristiche del processo di produzione commerciale su vasta scala di Sublime Systems ed è stato condotto in conformità con la norma ISO 21930. I test di Climate Earth hanno convalidato che il processo di Sublime Systems può eliminare oltre il 90% del riscaldamento globale potenziale (GWP) della produzione di cemento, rispetto all’odierno cemento Portland ordinario (OPC).

“Le regole di base stanno cambiando e assistiamo a una rivoluzione nel settore per quanto riguarda il modo in cui progettiamo e specifichiamo gli edifici. Con le EPD al centro delle convalide dei materiali da costruzione a basse emissioni di carbonio, i fornitori che sono i primi ad adottare le EPD vedono le porte aperte e un accesso senza precedenti a sviluppatori e prescrittori”, afferma Don Davies, un ingegnere professionista che è consulente di Sublime Systems e presiede il organizzazione no-profit Costruire Trasparenza.

Verifica di una riduzione del 90% dell’anidride carbonica

I test hanno rilevato che il processo di produzione dei Sistemi Sublime ha prodotto un GWP di 72 kg CO2/ton per una miscela di cemento Sublime al 100%, rispetto al GWP di 922 kg CO2/ton rilevato nell’EPD per l’OPC medio a livello di settore negli Stati Uniti . Le restanti emissioni erano in gran parte legate all’estrazione e al trasporto di materie prime, rifiuti e trattamento delle acque reflue, processi che sono principalmente a monte e a valle delle principali innovazioni produttive dell’azienda.

I test LCA hanno anche mostrato potenziali di acidificazione ed eutrofizzazione drasticamente ridotti (tra gli altri) senza un aumento del consumo di acqua, riflettendo un impatto ambientale inferiore e consentendo una tempistica rispetto all’OPC di oggi.

“Mentre la nostra azienda sviluppava questo processo rivoluzionario, eravamo consapevoli che il settore delle costruzioni non avrebbe risposto bene ai brillanti cavalieri bianchi con vistosi PowerPoint interni che affermavano che stavano salvando il mondo”, ha affermato Leah, CEO e co-fondatrice di Sublime Systems. Ellis. “Vedere per credere e siamo grati di collaborare con Climate Earth, leader in queste analisi critiche per l’industria del calcestruzzo. I confronti tra mele e mele utilizzando rigorosi standard accettati dal settore sono fondamentali per promuovere soluzioni climatiche reali e dare ai nostri stakeholder fiducia in Sublime Cement come potente strumento di decarbonizzazione nel loro arsenale”.

Sublime crea cemento senza combustibili fossili o cattura del carbonio

Sublime Systems sta portando avanti un processo completamente elettrificato per la produzione di cemento senza richiedere l’uso di combustibili fossili o calcare. Questo approccio di riduzione delle emissioni di carbonio sfrutta fonti di elettricità pulite e rinnovabili e un’ampia gamma di materie prime contenenti calcio per produrre la stessa fase finale indurita del calcestruzzo richiesta oggi dal settore edile globale. Sublime Cement non si affida alle infrastrutture di cattura e stoccaggio del carbonio per ridurre le emissioni di CO2, consentendo la parità di costi con l’OPC quando prodotto su larga scala senza dipendenza da crediti di carbonio o penalità sul carbonio.

“Sublime ha dimostrato un rigore incredibile nello specificare il processo di produzione, consentendo al nostro team di quantificare con sicurezza l’impatto ambientale del processo di produzione del cemento elettrochimico”, ha affermato Chris Erickson, CEO di Climate Earth. “Siamo entusiasti di continuare a lavorare con l’azienda sulle future EPD che contribuiranno ad accelerare l’adozione da parte del settore del Sublime Cement come materiale da costruzione di prossima generazione a basse emissioni di carbonio del futuro”.

Sublime Systems sta attualmente collaborando con i suoi partner del settore edile per i suoi primi grandi progetti di costruzione in questo trimestre e sta pianificando attivamente il suo primo impianto commerciale, che produrrà decine di migliaia di tonnellate di cemento a basse emissioni di carbonio all’anno. Sublime Cement funziona oggi come sostituto completo dell’OPC nel calcestruzzo ed è conforme alla norma ASTM C1157, una specifica industriale ampiamente adottata e basata sulle prestazioni per il cemento idraulico.

L’asporto

La componente critica qui è il costo. Tutti vogliono salvare la Terra, ma non se questo danneggia i profitti. COME Media delle Canarie sottolinea, i margini di profitto nel settore del calcestruzzo sono esigui. Ecco perché è così importante che Sublime Cement sia competitivo in termini di costi rispetto ai prodotti in cemento convenzionali, in particolare al cemento Portland originale.

Ogni volta che leggi come la cattura del carbonio risolverà tutti i nostri problemi, ricordalo. È costoso, il che renderà il prezzo dei prodotti che si basano su di esso non competitivo. Inoltre, non è mai stato dimostrato che funzioni semplicemente.

La vera vittoria arriverà quando aziende giganti come Holcim passeranno a Sublime Cement per i loro prodotti in calcestruzzo. Allora sapremo che sono stati compiuti progressi reali verso la decarbonizzazione del cemento e del calcestruzzo. Successivamente viene trasportato tutto quel cemento e calcestruzzo su camion elettrici a batteria. Ehi, possiamo sognare, no?