От бремени к ценному ресурсу: преобразование выбросов CO2

Oct 17, 2023

Сохранить для чтения. Опубликовано Дэвидом Бизли, редактором World Cement, понедельник, 5 июня 2023 г. 10:30

Клаус Бернталер, ANDRITZ, рассказывает о разработке первого в европейской цементной промышленности пилотного завода CCUS.

Химические процессы, используемые в производстве цемента, делают его одним из наиболее значительных источников выбросов углекислого газа (CO2) в мире. Согласно отчету Имперского колледжа за 2021 год, каждая тонна клинкера выделяет около 0,6 тонны CO2 в процессе обжига. Фактически, Глобальная ассоциация цемента и бетона (GCCA) сообщает, что на долю цементной промышленности приходится около 7–8% мировых антропогенных выбросов CO2. Это ставит цемент впереди авиационной промышленности и за пределы выбросов любой отдельной страны, кроме Китая или США.

Очевидно, что сокращение выбросов CO2 при производстве цемента будет иметь решающее значение, помогая миру достичь своих целей по ограничению глобального потепления. Существуют возможности для сокращения всей цепочки создания стоимости, например, за счет замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии и экологически чистым водородом, разработки более энергоэффективных печей и внедрения инновационных цементов с низким содержанием клинкера. Однако эти меры не могут полностью устранить выбросы CO2. Это связано с тем, что большая часть выбросов CO2 обусловлена ​​карбонатом кальция (CaCO3), содержащимся в клинкере, который вступает в реакцию с образованием оксида кальция (CaO) и выделяет CO2 в атмосферу. Таким образом, существует значительный пробел, который необходимо устранить с помощью технологии улавливания и хранения углерода (CCS).

Проблема заключается в том, что CCS все еще находится в зачаточном состоянии, особенно в цементной промышленности. Согласно отчету об отслеживании цемента, опубликованному Международным энергетическим агентством (МЭА) в сентябре 2022 года, сегодня улавливается лишь около 0,1 мегатонны (Мт) выбросов цемента. Это означает, что развертывание CCS должно резко увеличиться в течение этого десятилетия и должно быть способно уловить почти 180 Мт в 2030 году.

Одним из производителей цемента, который принимает вызов CCS, является компания Rohrdorfer Zement, которая производит высококачественные строительные материалы для удовлетворения регионального спроса на предприятиях в Германии, Австрии, Италии и Венгрии. Компания уже применила новаторский подход к достижению производства с нулевым выбросом CO2. Например, она была одной из первых, кто применил каталитический нейтрализатор промытого газа для денитрификации (удаления NOx – оксидов и диоксида азота) из печных выбросов и с помощью электростанции преобразовывать отходящее тепло от производства цемента в электричество.

На заводе в Рордорфе в Баварии (Германия) уже произошли значительные изменения в области декарбонизации. В 2022 году компания производила цемент с выбросами CO2 на 45% меньше, чем в 1990 году. Это было достигнуто за счет оптимизации типов цемента и использования топлива. Цель состоит в том, чтобы добиться сокращения на 65% к 2030 году. Остальные 35% можно сократить только за счет захвата.

По собственной инициативе компания Rohrdorfer инвестировала около 3 миллионов евро в первую в Европе установку по улавливанию углерода для цементной промышленности. Эта пилотная установка была разработана совместно с компанией ANDRITZ в качестве подрядчика по проектированию, закупкам и строительству (EPC). Основываясь на инновациях и технологиях, ANDRITZ поддерживает устойчивые решения, выходящие далеко за рамки улавливания углерода. Завод, который начал работу осенью 2022 года, в настоящее время улавливает 2 тонны CO2 в сутки, который используется в качестве ценного товара химической промышленностью региона.