CO2-afgeleid beton kan een netto-negatieve toekomst opbouwen

Hoe kunnen we, in een wereld met een groeiende bevolking en een snelgroeiende bouwsector, voorkomen dat het bouwen van huizen ons klimaat schaadt? Beton is het op één na meest geconsumeerde materiaal op aarde, maar het belangrijkste ingrediënt, cement, is verantwoordelijk voor 7% van de mondiale antropogene CO2-uitstoot. Het antwoord zou uit het niets kunnen komen – van CO2 afkomstige bouwmaterialen – schrijft Eve Pope, technologieanalist bij IDTechEx

Het nieuwe IDTechEx-rapport ‘Carbon Dioxide Utilization 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players’ onderzoekt vele manieren om afgevangen koolstofdioxide te valoriseren om nuttige producten te creëren. Hiervan bleken de uit CO2 afkomstige bouwmaterialen bijzonder veelbelovend vanwege prestatieverbeteringen en kostenconcurrentievermogen, evenals duurzaamheidsvoordelen. IDTechEx voorspelt dat in 170 ruim 2 miljoen ton afgevangen CO2044 zal worden gebruikt in bouwmaterialen.

Koolstofdioxide kan op drie verschillende manieren worden gebruikt bij de betonproductie: injectie van CO2 tijdens het uitharden van prefab beton, injectie van CO2 tijdens het mengen van stortklaar beton en de vorming van carbonaataggregaten/additieven.

Fasen van betonproductie met gelabelde mogelijkheden voor benutting (CO2U) en koolstofafvang (CC). Bron: IDTechEx

In tegenstelling tot sommige andere routes voor het gebruik van koolstofdioxide, zoals de omzetting naar e-brandstoffen, waarvoor grote hoeveelheden energie en groene waterstof nodig zijn (vaak onbetaalbaar), heeft de fundamentele mineralisatiechemie die ten grondslag ligt aan de opname van CO2 tijdens de betonproductie thermodynamisch de voorkeur en wordt minder energie verbruikt. -intensief omdat er stabiele metaalcarbonaten worden gevormd. Deze carbonaten vertegenwoordigen in feite een permanente opslag van CO2, dus van CO2 afkomstige bouwmaterialen doen dienst als gelijktijdig gebruik van kooldioxide en opslag van kooldioxide. Het proces is compatibel met veel verschillende CO2-bronnen.

Het valoriseren van afval

Naast afval-CO2 kunnen vaste afvalstromen ook worden hergebruikt in nieuw beton met behulp van CO2-mineralisatiechemie om carbonaten te vormen. Tot de spelers op het gebied van CO2-afgeleid beton behoort bijvoorbeeld het Zwitserse bedrijf Neustark, dat de reactie van CO2 met afgebroken beton gebruikt om koolstofdioxide op te slaan en betonaggregaten te produceren. Een andere aggregaatproducent, het Britse OCO Technology, gebruikt in plaats daarvan CO2 en afvalmaterialen van industriële thermische processen. Ondertussen doet bouwmaterialengigant Heidelberg Materials voortdurend onderzoek naar het recyclen van beton met behulp van CO2 om een ​​cementvervanger te vormen. Staalslak wordt onderzocht door bedrijven als Carbonaide en CarbiCrete als cementvervanger tijdens CO2-ondersteunde uitharding. Extra inkomsten kunnen worden gegenereerd via vergoedingen voor de verwijdering van afval, waarbij sommige van CO2 afkomstige concrete spelers melden dat ze al prijspariteit met de gevestigde exploitanten hebben bereikt.

Versnelde adoptie

De betonproductie kent doorgaans een lage marge en de bereidheid om een ​​groene premie te betalen is laag. Daarom zal de wijdverbreide inzet van CO2-afgeleid beton afhankelijk zijn van spelers op het gebied van CO2-gebruikstechnologie, waardoor gemakkelijk te implementeren oplossingen ontstaan ​​die de bestaande productieprocessen minimaal verstoren. Bij CO2-ondersteunde uitharding hebben sommige spelers zich gericht op achteraf inbouwbare uithardingskamers. Elders worden ook plug-and-play- en mobiele unit-oplossingen op de markt gebracht.

advertentie

In 2023 werden verschillende ASTM-normen rond CO2-ondersteunde uitharding geïntroduceerd, waardoor het vertrouwen in de veiligheid en kwaliteit van CO2-afgeleid prefab beton toenam. Hoewel veel uit CO2 afkomstige bouwmaterialen de prijs nog niet op hetzelfde niveau hebben gebracht als conventioneel beton, zijn sommige klanten bereid een premie te betalen vanwege de verbeterde prestaties (zoals hogere sterkte en verbeterde esthetiek).

Verder gaan dan netto-nul

De directe opname van CO2 in beton kan een netto-nulproces zijn als de kooldioxide afkomstig is van een fossiele puntbron (zoals een kolencentrale) of een netto-negatief proces als biogeen of direct door de lucht opgevangen CO2 wordt gebruikt. In 2023 sloeg een samenwerking tussen het directe luchtafvangbedrijf (DAC) Heirloom en de CO2-afgeleide betonspeler CarbonCure voor het eerst CO2 uit de omgevingslucht op in beton.

Maar is uit CO2 afkomstig beton nog steeds netto negatief als we kijken naar de CO2 die vrijkomt bij de cementproductie? De vorming van metaalcarbonaten tijdens CO2-mineralisatie kan de betonsterkte vergroten en de benodigde hoeveelheid cement verminderen. Als alternatief kunnen sommige carbonaatadditieven fungeren als aanvullende cementachtige materialen en cement vervangen. Volgens IDTechEx's analyse van spelers kunnen er daarom meerdere koolstofnegatieve betonproducten produceren. De permanente opslag van CO2 in beton stelt spelers in staat hoogwaardige credits voor de verwijdering van koolstofdioxide te verkopen op de vrijwillige koolstofmarkt.

Gegevens over de CO12-voetafdruk van 2 COXNUMX-afgeleide concrete spelers. Bron: IDTechEx

De weg vooruit

Hoewel de productie van CO2-afgeleid beton duurder is dan conventioneel beton, kunnen inkomsten worden gegenereerd via afvalverwerkingsvergoedingen en de verkoop van koolstofkredieten, waarbij sommige spelers al melden dat ze prijspariteit bereiken. In de toekomst zal sterkere steun van de regelgeving (bijvoorbeeld hogere koolstofbeprijzing) de acceptatie verder versnellen, waarbij IDTechEx voorspelt dat tegen 170 meer dan 2 miljoen ton afgevangen CO2044 zal worden gebruikt in bouwmaterialen. Nu oplossingen voor koolstofafvang voor cementovens zich blijven ontwikkelen, CO2 zou afkomstig kunnen zijn van de cementproductie, waardoor een circulaire oplossing ontstaat.

Voor meer informatie over het nieuwe IDTechEx-rapport "Carbon Dioxide Utilization 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players", inclusief downloadbare voorbeeldpagina's, gaat u naar www.IDTechEx.com/CO2U.

Voor meer informatie over de CCUS-marktonderzoeksportfolio (Carbon Capture, Utilization, and Storage) van IDTechEx kunt u de IDTechEx “Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) Markets 2023-2043” en “Carbon Dioxide Removal (CDR) Markets 2023” raadplegen. -2040: Technologieën, spelers en voorspellingen”-rapporten.

Over IDTechEx

IDTechEx begeleidt uw strategische bedrijfsbeslissingen door middel van haar onderzoeks-, abonnements- en consultancyproducten, waardoor u kunt profiteren van opkomende technologieën. Voor verdere informatie contacteer [e-mail beveiligd] of bezoek www.IDTechEx.com.

Deel dit artikel: