水泥產業的二氧化碳排放量佔全球的 6% 至 8%。
研究如何改善這種情況的研究人員在比利時的水泥廠設計並建造了一個實驗工廠,試圖找到解決方案。
該廠佔地約 70 公頃,僱用約 180 名工人,採用一種常見原料:石灰石,估計可生產 140 萬噸 15 種不同品種的水泥。
但這會帶來環境成本:
「如果我們生產一噸水泥,就會產生 0.6 噸二氧化碳。這些二氧化碳主要來自我們的原料,」海德堡水泥替代資源總監 Jan Theulen 說。
因此,我們需要開發技術來捕獲二氧化碳,使其不會排放到環境中。
該工廠與歐洲研究計畫的研究人員合作,萊拉克(低排放強度石灰和水泥)尋找此類技術。
其成果是一座 60 公尺高的工廠,配備一個中試反應堆,已經能夠吸收工廠總二氧化碳排放量的 5%。
「有一個大金屬管,外部加熱溫度約為 1,000 度。原料被放入頂部,然後慢慢落下。當這種材料受熱時,它會釋放出二氧化碳。而這種純碳二氧化碳可以簡單地在頂部捕獲,”Leilac 項目協調員Daniel Rennie 解釋道。
研究人員表示,該技術只需要對工廠的傳統水泥生產鏈進行最小程度的改變,而無需額外的化學物質即可捕獲二氧化碳。
但仍有不同的挑戰需要解決。
「材料必須能夠流下反應器。它流下反應器,但隨後在底部,需要輸送到現場的其他單元,」Calix 的製程工程師 Thomas Hills 說。
“其他重要的技術參數是確保我們獲得足夠的熱量進入反應堆,並將這些熱量放在正確的地方。”
目的是能夠以最安全、最節能的方式吸收盡可能多的二氧化碳。
研究人員需要不斷評估受控實驗室環境和反應器本身整個過程的安全性和效率。
「我們在粉末進入之前取出並測量其中的二氧化碳量,」希爾斯說。
“然後我們在通過反應器後進行測量,並測量粉末中二氧化碳的含量。差異就是我們捕獲的量。”
研究人員目前正在努力擴大該技術的規模,以捕捉工廠全球二氧化碳排放量的 95%,以期開發其他循環經濟商業模式。
「因為我們期望捕獲非常純淨的二氧化碳,通過一些純化步驟,它可以用於食品工業,它可以用於種植植物,它可以用於幫助製造新燃料,它甚至可以用於幫助製造新產品的材料, 」丹尼爾雷尼說。
研究人員相信,該技術有助於實現歐洲到 2050 年二氧化碳排放量減少 80% 的目標。