Taltechis uuritakse võimalusi tsemenditööstuse süsinikujalajälje vähendamiseks
Nii tsement kui betoon on tänapäeval ehituses enimkasutatud materjalid. Paraku ei ole nende tootmine keskkonnasõbralik. Kui süsinikujalajälje tekitamise poolest on esirinnas fossiilkütustel põhinev energeetikatööstus, siis tsemendi- ja betoonitootmine on selles mustas pingerivis teisel kohal.
TalTechi anorgaaniliste materjalide teaduslabor tegeleb põlevkivienergeetika ja tsemenditootmisega seotud CO2 heite püüdmis-, kasutamis- ja ladustamisprotsesside uurimisega. Sellel teemal ilmus neilt möödunud aastal väljaandes Journal of Thermal Analysis and Calorimetry artikkel „CO2 mineralization by burnt oil shale and cement bypass dust: effect of operating temperature and pre-treatment“.
Artikli ühe autori, TalTechi anorgaaniliste materjalide teaduslabori vanemteaduri Mai Uibu sõnul oli uurimistöö laiem eesmärk leida mooduseid süsinikujalajälje vähendamiseks, kasutades tsemendi- ja põlevkivitööstuses tekkivaid tööstuslikke kõrvalsaadusi. Täpsemalt uuriti, kuidas suunata nende toostusharude jäätmeid taaskasutusse, realiseerides samaaegselt ka nende CO2 sidumisvõimet.“
Reaktori prototüüp rajati Itaaliasse
Horizon 2020 projekti CLEANKER (Kaltsiumi ringtsükli kasutamine CO2-vaba tsemendiklinkri tootmiseks) üks eesmärk oli rajada Itaalias Vernasca (Buzzi Unicem) tsemenditehases kaltsiumi ringtsüklil põhineva CO2 püüdmise demosüsteemi juurde CO2 mineraliseerimise reaktor. CO2 mineraliseerimine tähendab antud juhul gaasilise süsinikdioksiidi sidumist termodünaamiliselt stabiilstete karbonaatidena tahkesse vormi, mida saab keskkonnaohutult ladestada või taaskasutada.
Reaktori prototüübi loomisele eelnesid aastatepikkused laborikatsed, et selekteerida parima CO2-sidumispotentsiaaliga tööstusjäätmed ning leida optimaalsed tingimused karboniseerimisprotsessi läbiviimiseks. Laborikatsed viidi läbi nii poolkuiv- kui kuivmeetodil, uurides nii kõrgendatud temperatuuri (400–500oC) kui eeltöötluse (jahvatamine, hüdratiseerimine) mõju. Kuivtöötluse puhul andis peamist efekti eelnev hüdratiseerimine, mis võimaldas madalamatel temperatuuridel CO2 sidumisvõimekust tõsta. Katsed näitasid, et 1 tonni tsemenditolmuga saab siduda kuni 240 kg CO2.
Tekkinud saaduse, ehk karboniseeritud tsemenditolmu või põlevkivituha, saab Mai Uibu sõnul ära kasutada betooni tootmisel. Seega on tegemist ringmajandusega, kuna ei tegelda pelgalt nn CO2 matmisega, vaid selliselt töödeldud tootmisjäätmeid on võimalik uuesti tootmises kasutada.
Järgmise sammuna on uurimisrühmal kavas CO2 mineraliseerimisprotsess siduda otseselt mõne ehitusmaterjali tootmisega.
Ilmunud artikli näol on tegemist Euroopa Liidu HORIZON 2020 raamprogrammi poolt finantseeritud CLEANKER projekti (Grant nr. 764816) hõlmava nelja-aastase ühisprojekti seitsmenda tööpaketi ühe vahekokkuvõttega. Projektis osales 13 rahvusvahelist partnerit (LEAP, CSIC, VDZ, Milaano Polütehnikum, TalTech, Lappeenranta Tehnikaülikool, Stuttgarti Ülikool, Tsinghua Ülikool, Quantis, IKN, Buzzi Unicem, Italcementi-Heidelbergcement Group, Amici della Terra).
Allikas: TalTech
Foto: Rolf Kickuth / Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0
