Kohti nollapäästöistä tehdasta: Sementin valmistuksen päästöihin huomattava pudotus uudella teknologialla
24.10.2021 11.11
VTT on kehittänyt yhdessä yrityskumppaneiden kanssa ratkaisun sementin ja poltetun kalkin valmistuksen hiilidioksidipäästöjen merkittävään vähentämiseen. Sementti on betonin osana maailman eniten käytetty rakennusmateriaali ja suuren käyttömäärän takia tuottaa noin 7 % maailman hiilidioksidipäästöistä.
Kun sementin valmistuksessa keskeinen kalsiumkarbonaatin hajottaminen toteutetaan polttoprosessin sijaan vähäpäästöisesti tuotetulla sähköllä ja valmistuksessa syntyvä hiilidioksidi kerätään talteen, voidaan päästä lähelle hiilidioksidipäästötöntä sementtitehdasta. Tämän mahdollistaa kaasutiivis sähkökuumenteinen rumpu-uuni.
Sementin pääraaka-aine on kalkkikivi. Poltettua kalkkia tarvitaan valtavia määriä myös muun muassa sellu- ja terästeollisuudessa. Sementin ja poltetun kalkin valmistuksessa päästöjä syntyy kahdesta syystä. Valmistus tapahtuu nykyisin polttamalla yli tuhannen asteen lämpötilassa, mistä aiheutuu päästöjä ilmakehään. Mutta jopa vaikeampi ongelma ilmaston kannalta on kalkkikiven sisältämä karbonaatti, joka hajoaa prosessissa hiilidioksidiksi ja kalkiksi. Tätä raaka-aineperäistä päästöä ei voi välttää korvaamatta yhtä maailman eniten käytetyistä raaka-aineista.
”Polttoprosessien korvaaminen sähköön perustuvilla ratkaisuilla ja päästöttömän sähköntuotannon huomattava lisääminen on tehokas keino hillitä ilmastonmuutosta. Tällä teknologialla kalkkikivestä irtoava hiilidioksidi saadaan puhtaana talteen, ja se voidaan varastoida tai hyödyntää esimerkiksi vähäpäästöisten tuotteiden valmistukseen. Tuotekaasuna hiilidioksidille on jo nykyisin markkinat ja kehitteillä on useita hyötykäyttövaihtoehtoja, joiden mittakaava on nykymarkkinaa valtavasti suurempi”, hankkeen projektipäällikkö, johtava tutkija Eemeli Tsupari VTT:ltä kertoo.
”Teollisuuden päästöjen vähentäminen on avainasemassa ilmastonmuutoksen pysäyttämisessä ja Pariisin sopimuksen ilmastotavoitteiden saavuttamisessa. Tutkimus- ja kehitystyöllä on tärkeä tehtävä uusien ratkaisujen eteenpäin viemisessä. Sementin ja poltetun kalkin valmistuksen hiilidioksidipäästöjen merkittävään vähentämiseen kehitetty ratkaisu on erinomainen esimerkki tällaisesta työstä. Tämän tyyppisten ratkaisujen skaalaaminen teolliseen kokoluokkaan ja monistaminen ovat avainasemassa teollisuuden ja myös rakentamisen ilmastopäästöjen vähentämisessä”, ympäristö- ja ilmastoministeri Krista Mikkonen sanoo.
VTT:n vetämässä Decarbonate-projektissa rakennettiin tutkimuslaitteeksi 12 m pituinen sähkökuumenteinen rumpu-uuni, jota testataan sementin raakajauheen esikalsinointiin sekä poltetun kalkin ja sellutehtailla tarvittavan meesan tuotantoon yhdessä yrityspartnereiden kanssa. Hankkeessa ovat mukana aiheen kannalta keskeiset suomalaiset toimijat, muun muassa Finnsementti, Nordkalk ja UPM. Koeuunille voisi olla käyttöä myös muiden teollisuuden alojen päästöjen vähennystyössä, esimerkiksi akku- ja asfalttiteollisuudessa.
”Finnsementti on tehnyt ilmastotyötä jo pitkään, ja meneillään on useita päästövähennyshankkeita. Finnsementin strategia tähtää hiilineutraalisuuteen, joka on saavutettavissa vain uudella teknologialla. Fossiilisen energian osuuden minimointi ja hiilidioksidin talteenotto tulevat olemaan olennainen osa sementtiteollisuuden tulevaisuutta”, Finnsementin ympäristöpäällikkö Ulla Leveelahti kertoo.
EU:ssa päästökauppa ohjaa teollisuutta päästöjen vähentämiseen. Päästöoikeuden nykyisellä hintatasolla jokainen vältetty hiilidioksiditonni tarkoittaa yrityksille 60 euron säästöä. Keskikokoiselle sementtitehtaalle esimerkiksi kolmanneksen päästövähennys tarkoittaisi useiden miljoonien eurojen säästöjä vuositasolla. Lisäksi sähköuunista saadaan uusi tuote: puhdistettu hiilidioksidi. Sähköllä tehtävä kalsinointi voi siis olla taloudellisesti kannattavaa jo nykyisillä hinnoilla, mutta toteutettavuus teollisessa mittakaavassa ja tarvittavat investoinnit edellyttävät lisäselvityksiä.
Lue lisää Decarbonate-hankkeesta
|
