Нови открития помагат дори на цимента и стоманата да станат "зелени"

Ако днес хората трябва да изградят съвременна цивилизация от нулата, няма как да не използват цимент и стомана. Въпреки това, ние бихме предпочели да не използваме примитивните методи за производство на тези материали. За щастие, редица нововъведения през последните години вероятно ще направят тази мечта възможна.

В продължение на хиляди години циментът и стоманата са били произвеждани по един и същи начин. Взема се руда от мините и се изгаря в пещ с въглища. В този процес се генерират огромни количества емисии на парникови газове и много минни отпадъци.

С нарастването на необходимостта от намаляване на емисиите политиците се фокусират върху подобряването на електрическата мрежа, транспорта и дори селското стопанство. Не се обръща голямо внимание на индустриалния сектор, който е отговорен за повече от 20 % от годишните емисии на газове, които затоплят планетата, като по-голямата част от тях се падат на цимента и стоманата.

Обикновено се приема, че намаляването на емисиите от промишления сектор ще бъде една от най-трудните задачи. Циментът и стоманата "не са били обект на значителни научни изследвания", казва Ерик Тун от Breakthrough Energy Ventures.

Като се има предвид, че циментовите и стоманените заводи могат да работят 50 и повече години, консултантите, привлечени да се справят с проблема с емисиите, често стигат до заключението, че ще трябва да се използват скъпи технологии за улавяне и съхранение на въглероден диоксид. Този подход започва да се променя.

През последните няколко години редица иновации позволяват използването на чиста електроенергия за производството на цимент и стомана. Резултатът обикновено е: никакви емисии на парникови газове, по-ниско потребление на енергия, по-малко производство на отпадъци, а често и липса на горене.

Да разгледаме примера с Electra, стартъп от Колорадо, който е разработил нов начин за производство на желязо без емисии. Процесът на производство на желязо е причина за 90% от емисиите на стомана, а Electra произвежда желязо при едва 60 градуса по Целзий - или температури, по-ниски от тези на кафето - вместо при 1600°C в пещ, захранвана с въглища.

"Това, което е супер интересно за нискотемпературното производство, е, че то не просто прави процеса екологичен, а изисква по-малко енергия", казва Патриша Уекслър, съосновател на Starlight Ventures. Тези технологии сега са "по-малко научно предизвикателство и повече задача за изпълнение".

Друг пример е Chement, стартъп, базиран в Илинойс, който е изобретил начин за производство на цимент при стайна температура. Макар че химията е такава, че дори без изгаряне на въглища процесът произвежда въглероден диоксид, той се получава като чист газ. По този начин разходите за улавяне са незначителни в сравнение с улавянето на тези емисии от съществуващите циментови пещи.

"Ден след ден ние вземаме материали и ги трансформираме", казва Венкат Вишванатан, доцент в университета Карнеги Мелън и съосновател на Chement. "Обикновено тази трансформация се извършва при висока температура с топлина, генерирана от изкопаеми горива. Но сега можем да го направим с електричество при ниска температура."

Има и други идеи, които все още разчитат на висока температура, но се отървават от въглищата. През последното десетилетие компанията Boston Metal разработва метод за превръщане на желязна руда в желязо с помощта на електричество. Той прави това, като разтопява рудата при 1400°C и след това пропуска през нея огромни количества електроенергия. Ако електроенергията идва от безвъглеродни източници, желязото, което се произвежда, също е без емисии.

Друг пример е този на Sublime Systems, стартъп от Бостън, който произвежда цимент в две стъпки. И на двата етапа може да се използва безвъглеродна електроенергия, но един от етапите изисква нагряване на материала до 1400°C. Подобно на Chement, при химическия процес неизбежно се отделя въглероден диоксид, но като чист газ той може да бъде уловен и погребан под земята по-евтино.

"Ако инерцията, която имаме в момента, се запази, а аз вярвам, че ще се запази заради геополитическите и институционалните сили, тогава след пет години ще започнем да виждаме големи ангажименти за преразглеждане на начина, по който произвеждаме нещата", казва Уекслър.