Pro 1.000 Kilogramm Zement, die die Welt produziert, werden 600 Kilogramm Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben. Wenn das nicht nach viel klingt, denken Sie daran, dass sich die Welt letztes Jahr verändert hat 4,2 Milliarden Tonnen Zement, eine Menge, die so groß ist, dass sie für etwa 8 % der gesamten Kohlenstoffverschmutzung verantwortlich ist.
Es ist ein großes Problem, das Gurinder Nagra als Doktorand an der Stanford University beschäftigte. Es war nicht der Schwerpunkt seiner Doktorarbeit – die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung –, aber er konnte nicht aufhören, darüber nachzudenken. Als er in zwei Jahren dreimal an einem Kurs über Energieprojekte teilnahm, „konzentrierte er sich jedes Mal auf Zement“, sagte er gegenüber TechCrunch.
Es war nicht nur die Umweltverschmutzung, die der Nagra zu schaffen machte. „Emissionen sind ein Aspekt. Das andere ist, dass es sich nur um diese übersehene, schmutzige Industrie handelt, die aber für die moderne Zivilisation irgendwie notwendig ist. Es ist überall“, sagte er. Etwas im Zementbereich zu tun, könnte Auswirkungen haben, die weit über den Klimawandel hinausgehen.
„Die Unternehmen, die im Hintergrund die Zementversorgung kontrollieren, regieren fast die Welt. Nicht so sehr wie die Ölindustrie, aber sie haben viel Macht“, sagte er. „Der Bau einer neuen Anlage kostet eine Milliarde Dollar. Wenn ein Unternehmen beschließt, eine Anlage in einer Entwicklungswirtschaft oder einem Entwicklungsland zu bauen, hat dieses Unternehmen die Kontrolle über die weitere Entwicklung dieser Entwicklungswirtschaft.“
Nach Abschluss seines Studiums im Jahr 2020 gründete er die Nagra Furno. Das Ziel war klar, aber ehrgeizig: die Zementindustrie auf den Kopf zu stellen.
Viele Entwicklungsländer sind nicht in der Lage, ein neues Werk zu finanzieren oder ein Unternehmen zum Bau eines solchen zu bewegen, sodass sie am Ende Zement importieren und dafür teuer bezahlen müssen. „Man stellt fest, dass in vielen Entwicklungsländern tatsächlich mehr für Zement bezahlt wird als in Industrieländern, manchmal drei- bis viermal so hoch wie der Marktpreis.“
Furnos Antwort bestand darin, einen Zementofen zu entwickeln, der kleiner, effizienter und flexibler ist als die riesigen, von der Industrie heute bevorzugten Brennöfen. Jede Einheit produziert zwar weniger als die heutigen Industriestandarddesigns, verspricht aber, kostengünstiger zu bauen und weniger Energie im Betrieb zu verbrauchen.
Die kleineren Öfen von Furno widersprechen den heutigen Trends in der Zementindustrie, die auf der Suche nach immer größeren Anlagen ist. Große Drehrohröfen können die Betriebskosten drücken, obwohl neue Anlagen dabei so groß geworden sind, dass es sich bei jeder einzelnen Anlage im Wesentlichen um eine maßgeschneiderte Anlage handelt, deren Bau hohe Arbeitskosten verursacht. Durch den Bau kleinerer Öfen hofft Furno, die Investitionsausgaben durch Massenproduktion und die Betriebskosten durch Energieeffizienz zu senken.
So geht’s: Portlandzement, der am häufigsten verwendete Typ, wird durch Erhitzen kalziumhaltiger Mineralien, meist aus Kalkstein, hergestellt. Diese Mineralien werden durch den Ofen geschickt, wo sie auf über 1.110 Grad F (600 Grad C) erhitzt werden, wobei fast immer fossile Brennstoffe zum Einsatz kommen. Beim sogenannten Kalzinierungsprozess entstehen Kalk (Kalziumoxid) und Kohlendioxid. In einem modernen Zementwerk gibt es noch weitere Schritte, aber das ist der wichtigste. Die Rohstoffe gelangen an einem Ende des Ofens, der horizontal liegt, und werden an einer intensiven Flamme vorbei zum anderen Ende geschoben, wo sie als Klinker austreten.
Heutige Öfen sind nicht sehr effizient. A Studie Eine Studie in China zeigte, dass nur etwa 30 % der Hitze im Ofen die Kalzinierungsreaktion antreibt; der Rest ging verloren. „Wenn Sie 40 Fuß von einem Ofen entfernt stehen, können Sie spüren, wie die Wärme an den Wänden des Geräts abfließt“, sagte Nagra.
Der Ofen von Furno hingegen ist weitaus effizienter und reduziert die Emissionen aus fossilen Brennstoffen um 70 % oder mehr. Dies wird erreicht, indem der Ofen vertikal gedreht, mit Zutaten gefüllt wird, die auf vorgeschriebene Abmessungen gemahlen werden, und dann ein brennbares Gas (Erdgas, Biogas oder Wasserstoff) durch den Ofen geleitet und in Brand gesetzt wird. Durch die Variation der Menge an Gas und Sauerstoff, die durch die Säule strömt, kann Furno steuern, wo die Flamme im Inneren auftritt, und so sicherstellen, dass mehr Wärme den Kalzinierungsprozess antreibt, anstatt aus dem Ofen zu entweichen. Weniger Kraftstoff bedeutet weniger Umweltverschmutzung, und die Kohlenstoffabscheidung kann dazu beitragen, die Emissionen weiter zu reduzieren. Rohmaterial fließt kontinuierlich oben in den Ofen und Klinker fällt unten heraus.
Da die Flammenfront im Ofen präziser kontrolliert werden kann, hat das Unternehmen außerdem einen Weg zur Verwendung von recyceltem Zement aus altem Beton, sagte Nagra. Da der recycelte Zement bereits kalziniert ist, müsste der Ofen nicht so viel Brennstoff verbrauchen. Und da die Öfen von Furno kleiner sind, könnten sie die Neuherstellung von Zement direkt auf der Baustelle ermöglichen.
Dieser Ansatz hat Furno dabei geholfen, eine Seed-Runde in Höhe von 6,5 Millionen US-Dollar aufzubringen, wie TechCrunch exklusiv erfahren hat. Die Runde wurde von Energy Capital Ventures unter Beteiligung von Cantos, Neotribe und O’Shaughnessy Ventures geleitet.
Furno hat bereits die Aufmerksamkeit von Transportbetonunternehmen auf sich gezogen, die Zement von vertikal integrierten Unternehmen kaufen müssen. „Sie müssen Zement von der Konkurrenz kaufen, was keinen wirklich fairen Markt darstellt.“ Modulöfen bieten ihnen die Möglichkeit, ihr Schicksal selbst in die Hand zu nehmen.
Furnos Fokus auf Öfen und die Software, die sie steuern, unterscheidet sie von vielen Mitbewerbern, die sich stattdessen auf die Veränderung der chemischen Reaktion selbst konzentrieren. Wenn man den Ofen verbessert und den Rest weitgehend in Ruhe lässt, fällt es Furno möglicherweise leichter, an eine Branche zu verkaufen, die Veränderungen nicht gewohnt ist.