„Alles zu elektrifizieren“ ist zu einer Schlüssellösung im Kampf gegen den Klimawandel geworden, aber für die Zementindustrie – die stark auf Industriewärme aus fossilen Brennstoffen angewiesen ist – ist die Herausforderung komplizierter.
Makoto Susaki ist SVP und CTO bei Mitsubishi Heavy Industries Engineering; und Leiter der CCUS Business Taskforce bei Mitsubishi Heavy Industries.
Erschwerend kommt hinzu, dass es – wenn überhaupt – nur wenige Alternativen zu dem Kalkstein gibt, den Zementhersteller als Rohstoff verwenden und der ebenfalls CO produziert2 Emissionen.
Die Zementproduktion macht 8 % der weltweiten Produktion aus CO2 Emissionen. Während Net Zero by 2050-Szenario der IEA fordert eine jährliche Reduzierung des direkten CO um 3 %2 Intensität der Zementproduktion bis 2030 stieg diese zwischen 2015 und 2020 um 1,8 % pro Jahr.
Die Eindämmung der Industrieemissionen bei gleichzeitiger Produktion von genügend Zement zur Deckung der wachsenden globalen Nachfrage wird daher wahrscheinlich auf dem Einsatz kohlenstoffarmer Technologien wie Kohlendioxidabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) beruhen.
Testzeiten
CCUS kann die Emissionen aus der Zementherstellung nutzen, um der Industrie dabei zu helfen, ihre Ambitionen zur Dekarbonisierung zu verwirklichen. Während die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, werden Anstrengungen unternommen, um den Einsatz von CCUS-Systemen für die Zementherstellung zu erweitern.
Mitsubishi Heavy Industries Engineering, ein Unternehmen der Mitsubishi Heavy Industries (MHI) Group, hat vereinbart, mit der Tokuyama Corporation, einem der führenden Chemikalien- und Zementhersteller Japans, ein Demonstrationstestprogramm in einem bestehenden Zementwerk durchzuführen. A Eine kompakte Testeinheit zur CO2-Abscheidung wird im Tokuyama-Werk in Shunan installiertPräfektur Yamaguchi, und die Tests sollen ab Juli 2022 neun Monate dauern.
Der CO2 Die Abscheidungs-Testeinheit – ungefähr so groß wie zwei übereinander gestapelte 20-Fuß-Schiffscontainer – wird CO nutzen2 Emissionen aus den Rauchgasen der Anlage, wodurch die Verunreinigungen im Gas analysiert werden können.
Obwohl es nicht Teil dieses Demonstrationsprogramms ist, komprimieren CCUS-Systeme zu diesem Zeitpunkt abgeschiedenes CO2, das dann entweder gelagert oder in einer Reihe von industriellen Anwendungen verwendet wird. Zu Testzwecken wird das abgeschiedene CO2 wird nach der Analyse wieder auf den Stapel gelegt.
Was passiert als nächstes?
Neun Monate angesammeltes Know-how und Erfahrungen aus der Praxis werden dazu beitragen, Pläne zur Skalierung dieser Technologie und zum Einsatz von CCUS-Systemen in der gesamten globalen Zementindustrie zu entwickeln.
Wie die IEA feststellt, CCUS spielt eine Schlüsselrolle dabei, der Welt dabei zu helfen, bis 2050 Netto-Null zu erreichen. Und nirgendwo ist diese Technologie wichtiger als in der Zementindustrie.
Während einige schwer zu reduzierende Schwerindustrien auf sauberere Brennstoffquellen wie Wasserstoff umsteigen können, ist die Abhängigkeit der Zementindustrie von CO2– Kalkstein als Rohstoff emittiert, lässt ihn sozusagen in Stein gemeißelt, was CCUS zu einem unverzichtbaren Werkzeug macht.
Sobald CCUS-Systeme in großem Maßstab betrieben werden, wird der Großteil des abgeschiedenen CO2 aus der Zement- und anderen Industrie werden tief unter der Erde sicher gelagert. Aber ein wachsendes CO2 Wertschöpfungskette entwickelt, die dieses Abfallprodukt von einer Belastung in einen Vermögenswert verwandelt.
Eingefangenes CO2 aus der Zementindustrie können Rauchgase in den Rohstoff Beton eingeblasen werden. Es ist ermutigend, diese Beispiele der Kreislaufwirtschaft in Aktion zu sehen.
Was soll das sein Der weltweit erste CO2-negative Beton wurde in Japan hergestellt. CO genannt2-SUICOM, ist es in der Lage, CO zu absorbieren2 im Aushärtungsprozess. Verflüssigtes CO2 wird während des Aushärtens mit Beton vermischt, wodurch ein starkes Produkt entsteht, das eine große Menge Kohlendioxid speichert. Wir könnten eine Zukunft sehen, in der unsere Wände und Bausteine auch CO₂-Speicher sind.
Eingefangenes CO2 kann auch in einer wachsenden Zahl anderer industrieller Anwendungen eingesetzt werden, von der chemischen Herstellung bis hin zum Sprudeln von kohlensäurehaltigen Getränken.
Lösungen wie CO2NNEX digitale Plattform — ein Joint Venture zwischen MHI und IBM — Werden entwickelt zur Analyse, Aufzeichnung und Verifizierung von Mengen an abgeschiedenem, gespeichertem, transportiertem, genutztem und gehandeltem CO2die Kohlenstoffemittenten mit Abnehmern in verschiedenen Branchen verbindet.
Vorausschauend
Abgeschiedenes CO₂ zu einem handelbaren Gut zu machen, könnte dazu beitragen, das Haupthindernis zu überwinden, das mit der Anwendung von CCUS-Systemen in der Zement- oder jeder anderen Industrie verbunden ist, nämlich die Kosten. Während der globale Markt für nachhaltig hergestellten Beton sicherlich wachsen wird, könnten viele Verbraucher zögern, eine „grüne Prämie“ für mit CCUS hergestellten Beton zu zahlen.
Aber die Einstellungen ändern sich, da das Bewusstsein für den Klimawandel zunimmt. Dies zeigt sich in den Bemühungen der Industrie, Emissionen einzudämmen: wie z. B. die Steigerung der Effizienz von Brennöfen, die Umstellung von stark emittierenden Brennstoffen wie Kohle auf Erdgas oder Biomasse und Reduzieren des Klinkers auf Zement Verhältnis (einschließlich einer stärkeren Fokussierung auf Mischzemente).
Parallel zu kohlenstoffarmen Technologien wie CCUS können diese Bemühungen der Zementindustrie helfen, den Betrieb zu dekarbonisieren und eine kohlenstoffneutrale Welt zu verwirklichen. Aber die Frage bleibt, geht es schnell genug?