Cement je bistven za sodobno družbo, toda kakšni so njegovi vplivi na okolje in kako ga je mogoče zmanjšati?
Cement lahko štejemo za vir, ki je revolucioniral zgodovino inženiringa in način, kako so se mesta začela razvijati. Bivališča, trgi, zgradbe, stadioni in praktično vse vrste zgradb se opirajo na to snov kot na enega izmed osnovnih materialov. A ste se kdaj vprašali, kako poteka postopek proizvodnje cementa in kako zmanjšati njegove vplive?
Izdelava cementa ni enostavna in zahteva veliko energije in različnih mehanizmov. Kot vezivno sredstvo sta glavni surovini v njegovi sestavi apnenec in glina. Oba najdena, še vedno v presežku in pridobljena iz narave.
Tako lahko štejemo, da sta mesti, namenjeni za njegovo proizvodnjo, sestavljeni iz dveh velikih dejavnosti: pridobivanje apnenca in proizvodnja cementa. Tovarniške zmogljivosti so običajno blizu krajev za pridobivanje apnenca, da se olajša prevoz težkih surovin na industrijsko območje.
Dejavnost pridobivanja apnenčastih kamnin se izvaja v velikih odprtih mehaniziranih kamnolomih. Po izvleku se kamnine razstavijo in zmanjšajo z eksplozivi, da imajo primerno velikost delcev.
Faze izdelave
Tehnološki postopek proizvodnje cementa, ki se izvaja v večini brazilskih industrij, je znan kot suh postopek in je sestavljen predvsem iz naslednjih korakov:
- Mletje in homogenizacija surovin (pridobivanje surove moke)
- Klinkerizacija surove moke v rotacijskih pečeh (proizvodnja klinkerja) in nadaljnje hlajenje klinkerja
- Mletje klinkerja in dodajanje ometa za pridobivanje cementa
- Vrečke in odprema končnega izdelka
Najprej surovine - apnenec (94%), glino (4%) in manjše količine železovega in aluminijevega oksida (2%) - zmeljemo in zmešamo, dokler ne dobimo drobnega prahu (surove moke). Ta material se nato vnese v rotacijsko peč, kjer se segreje na temperaturo 1500 ° C, preden ga sunki zraka nenadoma ohladijo. Tako nastaja klinker, osnovni material, potreben za izdelavo cementa. Pridobljeni material (klinker) se zmeša z ometom (mavec) in drugimi dodatki (kot so apnenec, pucolan ali žlindra), zaradi česar nastanejo različne vrste cementa, ki so nazadnje zapakirane v vrečke, da se lahko tržijo.
Ta postopek zahteva veliko porabo energije bodisi v obliki toplotne energije (toplote) z gorivi, ki se uporabljajo za ogrevanje rotacijskih peči za proizvodnjo klinkerja, bodisi v obliki električne energije, porabljene v celotnem industrijskem procesu za premikanje stroji, vrtljive sušilne peči in mlini. Večina te porabe pa se nanaša na porabo toplotne energije med zgorevanjem goriv.
Goriva, ki napajajo peči, so v večini primerov iz neobnovljivih virov, kot sta nafta in premog. Med najpogosteje uporabljenimi gorivi izstopajo nekatere trdne snovi, na primer naftni koks in bencin, in nekatere plinaste, na primer zemeljski plin in drugi derivati mineralnega premoga.
Naftni koks je glavni vir energije v cementni industriji in je glavno gorivo, ki se uporablja v rotacijski klinker peči. Je črn in sijoč zrnat material, sestavljen pretežno iz ogljika (90 do 95%), vendar ima običajno tudi izrazito vsebnost žvepla (približno 5%). Razlog za široko uporabo tega goriva je visoka kalorična vrednost, povezana z nizkimi stroški pridobivanja.
Poleg teh tradicionalnih goriv se lahko za hranjenje pečic uporabljajo tudi ostanki in odpadki iz industrijske in biomase, ostanki oglja in kmetijskih ostankov.
Vplivi na okolje
Tovarne cementa na koncu onesnažujejo okolje in so odgovorne za ustrezne vplive na okolje.
In čeprav v postopku izdelave tega materiala neposredno ne nastajajo trdni odpadki, saj je pepel pri sežiganju goriv v rotacijski peči običajno vgrajen v sam klinker, obstaja velika emisija plinastih onesnaževal in trdnih snovi.
Na ta način glavne učinke povzroča emisija plinov, ki onesnažujejo to gorenje. Primer je velika emisija ogljikovega dioksida (CO2), enega glavnih plinov, ki ne uravnava učinka tople grede.
Pod vodstvom Svetovnega poslovnega sveta za trajnostni razvoj (WBCSD) je Cement trajnostna pobuda (CSI - Cement Sustainability Initiative ) naročila obsežen raziskovalni program o vplivu industrije cementa na po vsem svetu in si prizadeval za razvoj akcijskega načrta za iskanje načinov za izboljšanje trajnosti proizvodnje cementa.
Cementne družbe so odgovorne za približno 5% svetovne emisije ogljikovega dioksida (CO2) iz antropnega vira, ki se letno sprosti v ozračje. Ocenjuje se, da se pri proizvodnji tone klinkerja proizvede tona CO2, kar v veliki meri prispeva k povečanju učinka tople grede.
V procesu izdelave cementa se lahko sproščajo tudi žveplov oksid, dušikov oksid, ogljikov monoksid in svinčeve spojine, ki so vse onesnaževala.
Poleg tega se med prvo fazo pridobivanja surovin lahko pojavijo tudi fizični vplivi, kot so zemeljski plazovi v apnenčastih kamnolomih in erozije zaradi tresljajev na tleh. In pridobivanje gline v rekah lahko povzroči poglabljanje teh vodnih tokov, zmanjša količino vode v strugah in moti tamkajšnje habitate, kar zmanjša biotsko raznovrstnost več regij.
Alternative za zmanjšanje vplivov
Napoved je, da bo proizvodnja cementa v prihodnjih letih še naprej rasla, kar bi posledično povečalo skupne emisije CO2 v svetu. Da bi se temu izognili, je treba, da se proizvodni proces spremeni, saj se povpraševanje po cementu verjetno ne bo zmanjšalo.
Zgoraj omenjeni akcijski načrt CSI navaja nekaj možnosti za doseganje vzdržnosti proizvodnje cementa:
- Sprememba proizvodnih obratov za zajemanje izpuščenega ogljika;
- V proizvodnem postopku uporabite samo suho pot, pri čemer je potrebno manj krme iz pečice;
- Ponovna uporaba industrijskih in kmetijskih odpadkov za napajanje peči, namesto uporabe fosilnih goriv (soobdelava);
- Delna zamenjava cementa v konstrukcijah z drugimi materiali;
- Sprememba formulacije cementa, tako da njegova proizvodnja sprošča manj CO2.
Ta stališča bi morali sprejeti proizvajalci materiala. Izbira cementnih modelov, ki temeljijo na teh praksah, in pritisk na vlado in podjetja, da uredijo trajnostno zakonodajo v tem sektorju, so metode, s katerimi želimo spremeniti trenutno smer. Cement je, kot že rečeno, bistvenega pomena za "konstrukcijo" družbe, ki jo poznamo danes. Zato je ne smemo demonizirati, ampak iščemo obsežne alternative, da bomo zmanjšali njene učinke in razvili bolj trajnostne alternative.
