Sodobni cement bo ključen pri razogljičenju betonskih gradenj

Najpomembnejša usmeritev tudi letos ostaja trajnost, zato so med ključnimi naložbenimi področji čiste, brezogljične in z viri učinkovite tehnologije. Za prehod v nizkoogljično gospodarstvo si prizadevajo v vseh panogah.

Tako se tudi v gradbeništvu trudijo zmanjšati svoj ogljični odtis z razvojem in implementacijo inovativnih rešitev, med katerimi je najpomembnejši prav nizkoogljični cement. To pomeni, da ima ključno vlogo pri prehodu v nizkoogljično gospodarstvo tudi cement. Kot glavna vezivna komponenta betona je namreč temeljni gradbeni material sodobnega časa. Zaradi kombinacije mehanske odpornosti, trajnosti in razpoložljivosti nima primerljive alternative. Njegova uporaba presega skupno porabo vseh drugih gradbenih materialov.

Izzivi razogljičenja

Cement je ključna sestavina betona, najpogosteje uporabljenega gradbenega materiala na svetu. Njegova proizvodnja je tudi eden večjih virov emisij ogljikovega dioksida (CO₂), saj predstavlja okoli sedem odstotkov vseh globalnih emisij omenjenega toplogrednega plina, ki jih povzroča človek. Slednje je posledica dveh najpomembnejših dejavnikov: visokih temperatur, potrebnih za proizvodnjo klinkerja (glavne sestavine cementa), in sproščanja CO₂ med kemično reakcijo kalcinacije apnenca.

»Kar 90 odstotkov emisij ogljičnega odtisa betona je povezanih z ogljičnim odtisom cementa,« je pojasnil dr. Andrej Ipavec, direktor razvoja v podjetju Alpacem Cement, in dodal: »To je material, ki ga v gradbeništvu ni mogoče preprosto nadomestiti, zato je razogljičenje cementa eden ključnih pogojev za razogljičenje celotnega gradbenega sektorja.«

Razogljičenje cementne industrije je zapleten izziv zaradi več dejavnikov. Največji izziv za proizvajalce cementa so tako imenovane procesne emisije: približno 60 do 65 odstotkov vseh emisij CO₂ izhaja iz kemične reakcije, ki se zgodi med predgrevanjem surovine. Teh emisij ni mogoče odpraviti zgolj s prehodom na obnovljive vire toplote ali z izboljšanjem energetske učinkovitosti. Proizvodnja cementa zahteva zelo visoke temperature (do 1450 °C), kar pomeni veliko porabo energije, navadno fosilnih goriv.

Na poti k »zelenemu cementu«

Sogovornik namesto omenjene oznake sicer raje uporablja strokovne termine. »Uradne poenotene definicije tako imenovanega zelenega cementa za zdaj še ni, zato raje govorimo o cementih z nižjim oziroma višjim okoljskim odtisom. Cementi nove generacije – predvsem mešani portlandski cementi vrste CEM II/C-M – imajo lahko tudi do 40 odstotkov nižji ogljični odtis v primerjavi s klasičnimi portlandskimi cementi (CEM I).«

Zaradi zaostrenih okoljskih zahtev in sistema emisijskih kuponov (EU ETS) postajajo nizkoogljični cementi tudi gospodarsko bolj smiselna izbira. Čeprav so mineralni dodatki, ki nadomeščajo klinker, vse redkejši in zato dražji, se prihranki pri emisijskih kuponih pogosto odražajo v bolj uravnoteženih stroških za uporabnike.

Sodobna proizvodnja cementa si prizadeva za zniževanje deleža klinkerja v cementih. Klinker cementarne nadomeščajo z različnimi mineralnimi dodatki, kot so filtrski pepel, granulirana plavžna žlindra, naravni pucolan ali apnenec. Ti materiali ne pripomorejo le k zmanjšanju emisij, ampak lahko izboljšajo tudi nekatere tehnične lastnosti cementa. S takšnimi nadomestki je mogoče zmanjšati ogljični odtis betona za do 70 odstotkov pri nekaterih nizkoogljičnih betonih.

»Poznamo cementne mešanice z zelo majhnim deležem klinkerja – v nekaterih primerih celo nižjim od 50 odstotkov (tako imenovani žlindrini cementi) –, pa vse do tistih, pri katerih delež klinkerja znaša sto odstotkov mase (tako imenovani čisti portlandski cement). Povprečni delež klinkerja v cementih, proizvedenih v EU, sicer znaša okoli 77 odstotkov, medtem ko v Anhovem dosegamo povprečje približno 71 odstotkov, kar pomeni velik prihranek pri emisijah CO₂,« je še poudaril Andrej Ipavec.

V največji slovenski cementarni so v preteklosti z vrsto ukrepov, kot so uporaba alternativnih goriv in surovin ter povečanje energetske učinkovitosti proizvodnje, občutno zmanjšali specifične emisije CO₂ na enoto klinkerja. Hkrati so z nenehnim razvojem cementnih veziv zmanjševali povprečni delež klinkerja, ki je zdaj bistveno pod povprečjem EU.

Inovativne formulacije cementa in betona

Zelo pomemben je razvoj popolnoma novih kemijskih sestav cementa, ki ne temeljijo na klinkerju ali pa ga proizvajajo na precej bolj trajnosten način. Pri geopolimernih cementih se uporabljajo industrijski stranski produkti za ustvarjanje veziva, ki ne potrebuje visokih temperatur za proizvodnjo in ima posledično lahko precej nižji ogljični odtis. Krepi se tudi ponudba cementa z nizkotemperaturno proizvodnjo – nekatere inovativne rešitve omogočajo proizvodnjo cementa brez potrebe po visokih temperaturah, kar precej zmanjša porabo energije in emisije, a je izzivov do tovrstne masovne proizvodnje še veliko.

V Anhovem pa se po vzoru drugih težkih industrijskih panog ozirajo tudi v smer vključevanja emisij ogljikovega dioksida. »Že zdaj iščemo možnosti in pripravljamo izvedljivostne študije za uvajanje tehnologij zajema in rabe CO₂, ki so ključni korak na poti k ogljični nevtralnosti cementne industrije. Delu CO₂ emisij se namreč ne moremo izogniti s predhodno naštetimi ukrepi in te emisije bo treba zajeti,« je dejal sogovornik.

Večdesetmilijonska naložba

Trajnosti pa Alpacem Cement ne dojema le kot izziv, ampak kot jedro svoje poslovne strategije. V podjetju se pripravljajo na izvedbo več deset milijonov evrov vredne okoljske naložbe, s katero bodo uvedli še najnaprednejše tehnologije za zmanjševanje emisij in zagotovili skladnost z novimi zahtevami okoljske zakonodaje. »Te rešitve nam bodo posredno omogočile tudi nadaljnje zmanjševanje ogljičnega odtisa naših proizvodov, saj nam bodo odprle vrata k uporabi novih virov alternativnih surovin, s katerimi lahko delno nadomeščamo naravno surovino v kamnolomu. Govorimo o materialih, kot so odpadni gradbeni materiali (beton, opeka, apno, različne ruševine) in odpadni materiali drugih težkotonažnih industrij. Na ta način bomo dodatno okrepili svojo vlogo enega ključnih akterjev v slovenskem krožnem gospodarstvu,« je zaključil Ipavec.

Prehod na nizkoogljično cementno industrijo je ambiciozen, vendar nujen cilj. Povečano povpraševanje po »zelenih gradbenih materialih« skupaj z regulativnimi spodbudami (kot je sistem EU za trgovanje z emisijami – ETS) pospešujejo inovacije, za katere ni imuna niti cementna industrija. Prav razvoj in širša uporaba nizkoogljičnega cementa bosta namreč v prihodnje imela ključno vlogo pri doseganju globalnih ciljev zmanjšanja emisij ter gradnji bolj trajnostnih mest in infrastrukture.