Recykling betonu. Naukowcy wiedzą, co robić

Brytyjscy naukowcy odkryli nową metodę recyklingu betonu. Ma być ona ekologiczna m.in. dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Niskoemisyjny cement może odegrać istotną rolę w budownictwie.

Według doniesień "Nature", naukowcy z Wielkiej Brytanii odkryli nową metodę recyklingu betonu z wyburzanych budynków, wykorzystując proces, który jest stosowany podczas produkcji stali.

Beton, który jest produkowany poprzez połączenie cementu, kruszywa (takiego jak piasek lub żwir) oraz wody, jest obecnie najczęściej używanym materiałem budowlanym. Jest on niezbędny w dużych projektach inwestycyjnych, takich jak budowa elektrowni jądrowej, która wymaga około miliona metrów sześciennych betonu, wraz z towarzyszącą jej infrastrukturą. Jednak produkcja cementu, który jest kluczowym składnikiem betonu, wiąże się z emisją ogromnych ilości gazów cieplarnianych.

Głównym źródłem tych gazów są reakcje chemiczne, które zachodzą podczas podgrzewania wapienia do temperatury 1450 stopni Celsjusza w ogromnych obrotowych piecach zasilanych paliwami kopalnymi. Wysoka temperatura powoduje, że z wapienia uwalnia się dwutlenek węgla. W sumie z paliw kopalnych i wapienia uwalnia się około tony dwutlenku węgla na każdą tonę wyprodukowanego cementu. Globalna produkcja cementu wynosi cztery miliardy ton rocznie i odpowiada za 7,5 proc. całkowitej emisji CO2 generowanej przez człowieka.

Jednak naukowcy z Cambridge University opracowali nową metodę recyklingu, która pozwala na odzyskiwanie cementu ze starego betonu poprzez jego podgrzewanie. Według nich, ta metoda znacznie zmniejszyłaby ślad węglowy związany z produkcją cementu. Jeśli zamiast paliw kopalnych zaczęlibyśmy korzystać z pieców zasilanych energią elektryczną, pochodzącą na przykład z energii wiatru i słońca, moglibyśmy całkowicie wyeliminować emisję gazów cieplarnianych związanych z produkcją cementu.

Kluczowe dla tej metody może być wykorzystanie ciepła generowanego podczas recyklingu stali. Chemikalia dodawane do złomu podczas przetapiania stali, takie jak wapień, unoszą się na powierzchni stopionego metalu jako żużel, zapobiegając reakcji z powietrzem i powstawaniu zanieczyszczeń.

Naukowcy z Cambridge zauważyli, że skład betonu jest bardzo podobny do składu żużla w elektrycznych piecach łukowych. Do tej pory metodę przetwarzania starego betonu przetestowano z powodzeniem w małym piecu łukowym w Materials Processing Institute w Middlesbrough.

Cyrille Dunant, główny naukowiec zaangażowany w projekt, powiedział BBC, że ta metoda mogłaby umożliwić produkcję cementu bez emisji dwutlenku węgla. "Wykazaliśmy, że wysokie temperatury w piecu reaktywują beton, a ponieważ piece łukowe korzystają z energii elektrycznej, mogą być zasilane energią odnawialną, dzięki czemu cały proces produkcji cementu ulega dekarbonizacji" - wskazał Dunant.

Dzięki połączeniu z recyklingiem betonu, również recykling stali staje się mniej szkodliwy dla środowiska, ponieważ produkcja topników używanych obecnie również wiąże się z wysoką emisją dwutlenku węgla.

Hiszpańska firma Celsa planuje przeprowadzić próbę odtworzenia tego nowego procesu w swoim pełnowymiarowym elektrycznym piecu łukowym w Cardiff w tym tygodniu.

Naukowcy z Cambridge twierdzą, że ich niskoemisyjny cement mógłby do roku 2050 zaspokoić aż jedną czwartą zapotrzebowania Wielkiej Brytanii na ten materiał. W przyszłości, wraz z szerszym wykorzystaniem pieców elektrycznych, mogłoby to stanowić jeszcze większą część globalnego zapotrzebowania na cement.