Stavebnictví čeká revoluce: jak šetrněji vyrábět cement, který tvoří osm procent skleníkových plynů

Mosty, silnice, tunely ani obytné budovy si bez něj dnes nelze představit a poptávka po něm stále roste. Základní surovinu při výrobě betonu tvoří cement, který je ale mimořádně škodlivý pro klima.

Jednak se při jeho výrobě drcením vápence spotřebuje mnoho energie, jež často pochází z fosilních zdrojů. Navíc se při zahřívání materiálu uvolňuje oxid uhličitý, který je v hornině uložen.

Místo vody CO2

Americká firma Solidia Technologies z New Jersey prezentovala letos v červenci v Paříži stavitelům i architektům novou technologii pro výrobu cementu, jež má být ekologičtější.

Směs byla nalita do forem připomínajících cihly a pak byla ve speciální peci vytvrzena. Demonstrovala tak nový přístup k výrobě tradičního betonu, na kterém stojí současná civilizace.

Solidida Technologies doufá, že vyladěním chemického procesu výroby betonu dojde k
výraznému omezení produkce skleníkových plynů, ale také spotřeby energie a vody. Místo vody se do směsi přidává právě oxid uhličitý.

Škodlivá urbanizace

V roce 2015 výroba cementu produkovala globálně osm procent oxidu uhličitého. Sektor se tak umístil na třetím místě za Čínou a Spojenými státy. Rychlá urbanizace jihovýchodní Asie i subsaharské Afriky bude znamenat vysokou poptávku po cementu a betonu.

Mezinárodní energetická agentura (IEA) odhadla, že by výroba cementu mohla být do roku 2050 zodpovědná za 23 procent globálních emisí CO₂.

Produkce emisí souvisejících se stavebnictvím by měly do roku 2030 klesnout o 16 procent, aby bylo možné dosáhnout klimatických cílů konference z Paříže a udržet oteplování Země pod dvěma stupni Celsia.

Proto bude nezbytné začít využívat alternativní formy cementu, který bude „zelenější“.

Není zájem něco měnit

Web Fastcompany ale napsal, že ve stavebnictví velcí nadnárodní výrobci stavebních materiálů nemají zájem, aby se dosavadní obchodní modely měnily.

Na politické úrovni navíc neexistuje tlak na změnu jako v případě energetiky a používání obnovitelných zdrojů. Sektor je konzervativní a lpí na používání osvědčených postupů i materiálů.

„Dnešní společnost by nemohla bez betonu existovat,“ tvrdí Robert Courland, jenž napsal knihu Concrete Planet (Betonová planeta, pozn. red.).

Jedná se o nejvíce používaný uměle vyráběný materiál na světě, který se bez cementu neobejde. Při jeho výrobě se musí nejprve rozdrtit vápenec, pak se plní do pecí a zahřívá se na 1 450 stupňů Celsia. Vyrobený slínek se opět rozemílá s dalšími příměsmi a pak vzniká cement.

Těžba písku a štěrku má navíc také obrovské negativní dopady na životní prostředí. Na každého člověka ročně připadá výroba tří tun nového betonu. Větší spotřebu má pouze voda.

Výroba jedné tuny portlandského cementu (nejvíce používaný druh cementu při výrobě betonu a malty, pozn. red.) znamená produkci 450 kilogramů ekvivalentu CO₂.

Dvě stě let stejná výroba

Proces výroby betonu se za posledních dvě stě let prakticky nezměnil. Gaurav Sant z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA), jenž je profesorem udržitelného stavebnictví, zdůraznil, že přechod na obnovitelné zdroje při výrobě vyřeší jen část problému.

Je potřeba zajistit technologii, která bude uvolňovaný oxid uhličitý z vápence zachytávat.

„To, co stavební průmysl potřebuje, je investovat více peněz do alternativní výroby cementů, nejlépe bez použití slínku. To je jediný způsob, jak vyřešit problém emisí při výrobě cementu,“ vysvětlil.

Alternativy na obzoru

Firma bioMason používá například bakterie, které spojují materiál při výrobě betonových cihel.

Společnost CO2Concrete, jež je spin-offem Kalifornské univerzity, vyvinula technologii odebírající oxid uhličitý z tepelných elektráren. Z něho vyrábí materiál, který může nahradit právě tradiční portlandský cement.

Jiné firmy, britská Banah UK a australská Zeobond, se snaží z odpadních průmyslových produktů vyrábět geopolymery, jež nahrazují slínek v cementu.

O 70 procent méně emisí

Technologie Solidia Technologies, kterou vyvinuli odborníci už v roce 2008 na Rutgers University v New Jersey, má být jednou z nejslibnějších. Místo vody se pro vytvrzení betonu používá právě CO₂.

„Nový postup snižuje uhlíkovou stopu až o 70 procent ve srovnání s běžným betonem na bázi portlandského cementu a při nižších nákladech,“ slibuje Tom Schuler, generální ředitel firmy z New Jersey.

VÍCE K TÉMATU:

Ondřej Wachal (VW Wachal): Kvalita staveb je kvůli tlaku na cenu a rychlost stále horší

Dušan Kunovský (Central Group): Stát musí fungovat jinak! Miliardy z nové výstavby musí jít tam, kde se staví

Proč je Kodaň ekologickým „zázrakem“? Třeba proto, že staví domy ze sutin

Na rozvoj získali peníze od fondů rizikového kapitálu Kleiner Perkins a Bright Capital. Podporuje je i švýcarská firma LafargeHolcim, jež patří mezi největší výrobce cementu na světě.

Schuler nicméně přiznal, že dosáhnout významného podílu na trhu výroby cementu a betonu bude obtížný úkol, protože stavební branže je velmi konzervativní. I proto udělala společnost prezentaci v Paříži, aby přesvědčila nové stavební firmy a projektanty, že má smysl používat alternativní metody při plánování nových projektů.

„Pokud jde o zajištění bezpečnosti v nových konstrukcích, musíte si být jistí, že to funguje,“ vysvětlil Sant opatrnost firem při používání nových materiálů při stavbě silnic, mostů nebo budov.

Problém je i v zastaralých bezpečnostních normách, jež nepodporují inovace. Často také panují obavy, že alternativní materiály budou dražší, což je v případě použití geopolymerů pravda.

Kanadské řešení

Podobné řešení jako firma z New Jersey má i kanadská společnost CarbonCure z Halifaxu v Novém Skotsku. Pumpuje kapalný CO₂ přímo do tekutého betonu. Tím se snižuje spotřeba klasického cementu během mísení.

„Proces mineralizace CO₂ snižuje uvolňování uhlíku, který se rovná ročnímu ekvivalentu zachyceného uhlíku tisíců akrů lesů,“ tvrdí Christie Gambleová, jež má ve firmě na starosti udržitelnost.

Pokud by se jejich produkt používal celosvětově, došlo by ke snížení produkce oxidu uhličitého o 550 milionů tun. To je stejné množství CO₂, jako vyprodukuje 150 milionů automobilů. V Severní Americe tuto technologii používá už 150 výrobců betonu.

Gambleová zdůraznila, že používání nových technologií musí podpořit také jednotlivé státy, jako je tomu v případě podpory obnovitelných zdrojů v sektoru energetiky. „Možná to bude trvat dvacet třicet let (než se začne používat ve velkém nízkouhlíkový cement, pozn. red.), ale už vidíme první vlaštovky na této cestě,“ doufá.