Nhìn xung quanh bạn. Xi măng có ở khắp mọi nơi, tạo thành khối xây dựng cốt lõi của nhà ở, văn phòng, trường học, bệnh viện, đường, cầu, bến cảng và vô số công trình kiến trúc khác bao quanh chúng ta.
Tuy nhiên, ngành xi măng đang phải đối mặt với một vấn đề. Các quy trình sản xuất sử dụng nhiều carbon của nó tạo ra tới 8% lượng khí thải CO₂ toàn cầu và mặc dù ngành này đã cam kết trung hòa lượng carbon vào năm 2050, nhưng nhu cầu xi măng sẽ tăng với tốc độ khoảng gấp đôi tốc độ tăng dân số toàn cầu vào giữa thế kỷ này.
Trên hết, cường độ phát thải CO₂ trực tiếp trong sản xuất xi măng hầu như không thay đổi trong 5 năm qua. Cần giảm 4% hàng năm để đưa ngành này phù hợp với kịch bản của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) về lượng phát thải ròng bằng 0 toàn cầu vào năm 2050.
Vậy làm thế nào để ngành này trở nên bền vững hơn? Dưới đây là một số công nghệ có thể giúp các nhà sản xuất xi măng đạt được mục tiêu về một tương lai sạch hơn.
Thu giữ lượng khí thải CO₂ của xi măng
IEA đã xác định thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon dioxide (CCUS) là công nghệ chủ chốt giúp sản xuất xi măng khử cacbon.
Tập đoàn Mitsubishi Heavy Industries (MHI) đang lắp đặt hệ thống thu giữ CO₂ thí điểm nhỏ gọn “CO₂MPACT” tại một nhà máy xi măng của Heidelberg Materials ở Edmonton, Alberta, Canada. Dự án dự kiến sẽ trở thành giải pháp CCUS quy mô đầy đủ đầu tiên trên thế giới cho lĩnh vực này.
Cơ sở này dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm 2026 và có thể thu giữ hơn 1 triệu tấn CO₂ mỗi năm từ nhà máy và hệ thống điện và nhiệt kết hợp được tích hợp vào quy trình thu giữ.
Thu hồi nhiệt thải
Thu hồi và tận dụng nhiệt thải từ các nhà máy xi măng giúp giảm lượng nhiên liệu hóa thạch cần thiết để đốt nóng nguyên liệu thô đến nhiệt độ khắc nghiệt trong quá trình sản xuất.
Công ty Turboden thuộc tập đoàn MHI đang lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt thải Chu trình Rankine Hữu cơ (ORC) tại một nhà máy xi măng ở Fujairah ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Nó dự kiến khởi động vào năm 2024 và có thể ngăn chặn 29.000 tấn khí thải CO₂ hàng năm, tương đương với việc giảm 28% lượng khí thải liên quan đến năng lượng.
Lò điện và điện hóa
Những tiến bộ trong công nghệ lò nung điện có thể cung cấp một phương pháp bền vững hơn để sản xuất xi măng cao cấp sử dụng nhiều nhiệt mà không cần dựa vào các nhiên liệu phát thải nặng như than đá và than cốc.
Một số thử nghiệm đang được phát triển ở Mỹ và Châu Âu nhằm mục đích sản xuất xi măng chất lượng trên quy mô lớn bằng cách sử dụng lò nung điện chạy bằng năng lượng tái tạo sạch. Mặc dù điều này có thể yêu cầu lưu trữ pin để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm chi phí trong thời kỳ biểu giá cao điểm, nhưng nó có thể loại bỏ khoảng 45% lượng khí thải carbon liên quan đến sản xuất xi măng.
Trong khi đó, một giải pháp điện hóa mới cho sản xuất xi măng đã được các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts phát triển.
Đối với giải pháp này, các phản ứng điện hóa được sử dụng để sản xuất xi măng thay vì ở nhiệt độ cao, loại bỏ nhu cầu đốt nhiên liệu hóa thạch. Công ty khởi nghiệp cho biết quy trình này có thể giảm 90% lượng khí thải nếu chạy trên quy mô lớn.
Lượng khí thải của ngành xi măng cần giảm 4% mỗi năm để đạt được mục tiêu về một thế giới bằng không vào năm 2050
Bê tông và hệ sinh thái CO₂
Giảm lượng khí thải CO₂ từ sản xuất xi măng chỉ là một phần trong nỗ lực trung hòa carbon của ngành, vì bất kỳ lượng khí thải nào được tạo ra cũng sẽ cần phải được lưu trữ. Đó là lúc bê tông thông minh xuất hiện.
Các nhà khoa học ở California đang nung đá vôi đã nghiền để hấp thụ CO₂ một cách tự nhiên từ khí quyển. Kết hợp điều này với các thành phần bê tông sẽ khiến CO₂ thu được biến thành khoáng chất làm cho bê tông chắc chắn hơn. Điều này làm giảm nhu cầu về xi măng, thành phần của quy trình sản xuất bê tông có lượng khí thải carbon lớn nhất.
Mặc dù giải pháp này vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm nhưng sau khi được mở rộng quy mô, nó có thể cung cấp một cách vừa loại bỏ CO₂ khỏi không khí vừa khắc phục nó lâu dài trong các tòa nhà bê tông và cơ sở hạ tầng khác.
Những công nghệ như thế này có thể là nền tảng quan trọng trong việc tạo ra một ngành công nghiệp xi măng bền vững, có thể đáp ứng nhu cầu của dân số ngày càng tăng trong những năm tới.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
