Terra CO2 baut in Texas eine Fabrik für kohlenstoffarmen Beton

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Beton ist einer der am häufigsten verwendeten Baustoffe auf der Erde. Traditionell wird Portlandzement verwendet, dessen Hauptbestandteil aus Kalkstein gewonnenes Kalzium ist. Zunächst wird der Kalkstein mithilfe fossiler Brennstoffe auf eine hohe Temperatur erhitzt, wodurch viel Kohlendioxid entsteht. Zweitens wird beim Zerfall des Kalksteins in Kalzium eine große Menge Kohlendioxid freigesetzt. Aufgrund der Kohlenstoff-Doppelbelastung ist Zement für etwa 8 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich.

Es gibt Alternativen, und einige davon haben wir hier besprochen CleanTechnicadarunter C-Crete, ein Unternehmen, das im Bundesstaat Washington zementfreien Beton herstellt, und Sublime Systems, gegründet vom berühmten Materialwissenschaftler Yet-Ming Chiang am MIT, das Zement mithilfe von Elektrizität herstellt.

Terra CO2-Betonfabrik in Texas

Jetzt hat sich ein weiteres innovatives Unternehmen dem Wettbewerb zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei der Betonherstellung angeschlossen. Terra CO2 gab diese Woche bekannt, dass es seine erste vollwertige Fabrik in Texas baut. Die Arbeit wird teilweise von Breakthrough Energy Ventures finanziert, die auch mehrere andere alternative Zement- und Betontechnologien finanziert.

Warum Texas? In einer E-Mail an CleanTechnicaNach Angaben des Unternehmens verbraucht die Region Dallas Fort Worth jedes Jahr etwa 26,3 Millionen Kubikmeter Beton und ist damit der größte Betonmarkt in Nordamerika. Ein Großteil dieses Betons ist derzeit auf Flugasche aus Kohlekraftwerken angewiesen. Da die Zahl der Kohlekraftwerke zurückgeht, steht weniger Flugasche zur Verfügung.

Ein weiteres häufig verwendetes Material ist Schlacke aus Stahlwerken. Wieder einmal verändern neue Technologien die Art und Weise, wie Stahl hergestellt wird, wodurch die Menge der verfügbaren Schlacke begrenzt wird. Knappheit treibt natürlich immer die Preise in die Höhe.

OPUS SCM Beton

Im Gegensatz zu anderen nachhaltigen Zementlösungen, von denen sich viele noch in der Laborphase befinden, kann Terras OPUS-Ergänzungszementmaterial (SCM) entsprechend der Marktnachfrage skaliert werden, wodurch dekarbonisierter Beton eine praktikable, erschwingliche Alternative für die Industrie darstellt. Diese erste Anlage wird in der Lage sein, bis zu 240.000 Tonnen OPUS SCM von Terra pro Jahr zu produzieren, das bis zu 40 % des in gewöhnlichen Betonmischungen verwendeten Portlandzements ersetzen kann, was zu einer Reduzierung des Kohlendioxids um 70 % und 90 % führt. der NOx-Emissionen pro Tonne Verbrauch.

Bill Yearsley verfügt über 40 Jahre Erfahrung in der Baustoffindustrie und ist CEO von Terra CO2 Technology mit Hauptsitz in Golden, Colorado. Er sagt, sein Unternehmen habe eine Methode gefunden, um einige der weltweit am häufigsten vorkommenden und am häufigsten verwendeten Mineralien – Silikatgesteine ​​wie Granit, Basalt, Schwemmsand und -kies, Gletscherflutkies und Ton-Sand-Mischungen – in einen Ersatz zu verwandeln für die bei der Zementherstellung verwendeten Zusatzstoffe.

„Wir haben uns aus zwei Gründen auf Silikatgestein konzentriert“, sagte Yearsley. ​„Erstens enthält Quarzgestein größtenteils kein verkörpertes CO2. Der andere Grund, warum wir uns für Silikatgestein entschieden haben, ist, dass es nahezu 90 Prozent der Erdkruste ausmacht. In den meisten Fällen können wir mit bestehenden Bauzuschlagstoffminen arbeiten – den Sand- und Steinbrüchen, die es in den meisten städtischen Umgebungen gibt.“

Terra CO2 gibt diese Gesteine ​​in einen Reaktor, der sie auf ihren Schmelzpunkt erhitzt, wodurch glasartige Pulver entstehen, die 25 bis 40 % des Portlandzements ersetzen können, der für verschiedene Betonmischungen benötigt wird. Das Unternehmen schätzt, dass jede Tonne Zement, die durch Terras SCM ersetzt wird, im Vergleich zu reinem Portlandzement zu 70 % geringeren Kohlendioxidemissionen führt.

Das erste, was am meisten CleanTechnica Den Lesern wird auffallen, dass es sich hier um die Verwendung derselben Hitze handelt, die normalerweise für die Umwandlung von Kalkstein verwendet wird. Das stimmt, außer dass bei diesem Verfahren die Kohlenstoffemissionen vermieden werden, die beim Erhitzen von Kalkstein entstehen. Außerdem müssen die Temperaturen nicht so hoch sein wie in einem herkömmlichen Kalksteinofen.

Yearsley geht davon aus, dass erneuerbare Energien – von denen es in Texas eine ganze Menge gibt – die fossilen Brennstoffe ersetzen können, die derzeit zum Erhitzen des Silikatgesteins verwendet werden, wodurch der Prozess völlig emissionsfrei würde.

Kostengünstig

Er sagt auch, dass die Materialien, die Terra CO2 verwendet, lokal weit verbreitet sind: „Zum größten Teil sind wir zum gleichen Preis – und in einigen Fällen sogar billiger – als die traditionellen SCMs wie Flugasche, und das ohne grüne Anreize.“ Beton ist ein Geschäft mit geringen Margen. Um die Marktakzeptanz eines neuen Prozesses zu erreichen, ist es von entscheidender Bedeutung, die Kosten niedrig zu halten.

Ian Hayton, Leiter der Material- und Chemieforschung bei Cleantech-Gruppe in Großbritannien, erzählt Kanarische Medien Die Schlüsselfaktoren für erfolgreiche SCMs sind die Einhaltung staatlicher und industrieller Standards für Festigkeit und Haltbarkeit des von ihnen hergestellten Zements sowie dessen breite und kostengünstige Verfügbarkeit.

Auch wenn diese traditionellen SCMs verfügbar bleiben, seien sie in bestimmten Regionen immer schwerer zu finden, was Zement- und Betonanwender dazu zwinge, höhere Kosten für den Transport dorthin zu zahlen, wo sie benötigt werden, stellte er fest. ​„Diese Produkte werden alle tonnenweise verkauft, und mit jeder Meile, die Sie zurücklegen, werden Sie weniger wettbewerbsfähig und haben weniger Gewinn“, sagte er. ​„Heute schleusen sie Flugasche aus einer Entfernung von 1.000 Meilen nach Denver.“ Im Gegensatz dazu können Terra-CO2-Anlagen in der Nähe von Quellen für Silikatmineralien und in der Nähe von Anbietern von Betonfertigmischungen liegen, die regionale Baumärkte bedienen, sagte er.

Erfüllt die ASTM-Standards

Die Schlüsselfaktoren für erfolgreiche SCMs sind erstens die Einhaltung staatlicher und industrieller Standards für Festigkeit und Haltbarkeit des von ihnen hergestellten Zements und zweitens die breite und kostengünstige Verfügbarkeit.

Erstens hat Terra CO2 die Zulassung von ASTM International, einer gemeinnützigen Organisation zur Festlegung von Standards, für verschiedene SCMs erhalten, die das Unternehmen aus verschiedenen Gesteinsrohstoffen herstellt. Terra CO2 hat auch Zement und Beton mit unterschiedlichen Anteilen seiner SCMs an Standorten getestet, von Straßen in Minnesota bis hin zu Gebäuden in Texas.

Zweitens sind die Silikatgesteine, die Terra CO2 zur Herstellung von SCMs verwendet, bereits weiter verbreitet und kostengünstiger erhältlich als herkömmliche Materialien, sagte Yearsley – und das wird immer deutlicher.

„Die Versorgung mit Flugasche ist jetzt schon knapp“, sagte er. ​„Am Ende des Jahrzehnts wird es verschwinden. Und auch die Hochofenschlacke verschwindet. Die Art und Weise, wie wir Stahl herstellen, verändert sich schnell. Wenn wir kein skalierbares und tragfähiges SCM für die Zukunft finden können, ist die einzige Alternative für die Betonherstellung die Rückkehr zu reinem Portlandzement – ​​und das wird den CO2-Fußabdruck der Branche erheblich erhöhen.“

Terra-CO2-Anlagen könnten in der Nähe von Quellen für Silikatmineralien und in der Nähe von Anbietern von Betonfertigmischungen liegen, die regionale Baumärkte bedienen, sagte er. Das Unternehmen betreibt derzeit einen Testreaktor in Vancouver, Kanada, und einen größeren Reaktor in Golden, Colorado.

Erste Fabrik ist vorverkauft

Terra CO2 hat eine verbindliche Vereinbarung mit Asher Materials, einer Tochtergesellschaft von Instar Holdings, geschlossen. Diese Vereinbarung sieht vor, dass Asher nach ihrer Fertigstellung die erste Terra CO2-Fabrik in Texas kauft. ​„Wir müssen es bauen und kommerzialisieren – da besteht ein technologisches Risiko – aber sobald wir es gebaut haben, haben wir eine endgültige verbindliche Vereinbarung mit einem Käufer. Dadurch konnten wir beim ersten Projekt Bankschulden einbringen, was normalerweise nicht möglich ist“, sagte Yearsley.

Jonathan Green, Gründer von Instar Holdings, sagte diese Woche in einer Erklärung, dass diese erste Anlage seiner Meinung nach den Grundstein für den „Aufbau eines fortschrittlichen Netzwerks dieser fortschrittlichen Verarbeitungsanlagen in ganz Texas“ legt.

Terra CO2 ist nur eines von vielen Unternehmen, die versuchen, Zement und Beton auf neue Weise herzustellen, die weniger Kohlenstoffemissionen verursachen, aber Yearsley sagte, sein Unternehmen habe einen deutlichen Vorteil. „Viele der anderen neuen Technologien sind Wissenschaftler, die versuchen, in Laboren zu arbeiten und sie schließlich zu kommerzialisieren.“ Leser werden sofort die Parallelen zu neuen Batterietechnologien erkennen, die im Labor gut funktionieren, von der kommerziellen Produktion aber noch weit entfernt sind.

Yearsley sagt, sein Produkt sei jetzt fertig; Kein Warten erforderlich. Niedrige Kosten + geringe Emissionen + sofortige Verfügbarkeit? Das klingt nach der Formel für einen kommerziellen Erfolg, der nur darauf wartet, einzutreten.