Denk je aan grote klimaatvervuilers, dan denk je al snel aan kolencentrales, zware industrie, vliegtuigen, containerschepen en ander gemotoriseerd verkeer. Maar er is nóg een grote boosdoener die letterlijk overal om ons heen opdoemt: cement.
Zonder cement geen huizen, bruggen, tunnels, wolkenkrabbers of dammen. Maar de ecologische voetafdruk is flink: de productie ervan is verantwoordelijk voor maar liefst 8 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Het zou geweldig zijn als er een oplossing komt voor dit klimaatprobleem. Onderzoekers van de University of British Columbia zetten nu een flinke stap in die richting door cement te maken met behulp van elektriciteit. Dit nieuwe productieproces zorgt voor 70 procent minder energieverbruik en tot wel 98 procent minder CO2-uitstoot vergeleken met traditionele cementproductie.
Verborgen klimaatvervuiler
Cement is het bindmiddel in beton, een van de meest gebruikte bouwmaterialen ter wereld. Voeg water toe aan cement en het zorgt ervoor dat zand en grind veranderen in keihard beton. Het probleem zit echter in de productie ervan. Het begint allemaal met kalksteen, dat grotendeels bestaat uit calciumcarbonaat. Dit materiaal wordt samen met silica verhit tot extreme temperaturen van zo’n 1450 graden Celsius. En daar gaat het mis. Dit proces kost gigantisch veel energie, vaak afkomstig uit fossiele brandstoffen. En dat is nog niet alles: bij het verhitten valt kalksteen chemisch uiteen, waarbij grote hoeveelheden CO2 vrijkomen in de atmosfeer.
Onderzoeksleider Curtis Berlinguette en zijn team besloten om het productieproces compleet anders te benaderen. “We stelden onszelf ten doel om het probleem bij de bron aan te pakken, in plaats van de uitstoot achteraf op te ruimen”, zegt Berlinguette. “Het is ons gelukt om elektriciteit en gerecycled cement te gebruiken om grondstoffen te maken voor een cementsoort die bij veel lagere temperaturen ontstaat.”
Leestip: Dit vervelende onkruid is mogelijk goudmijn voor de bouw als duurzaam alternatief voor cement
Die cementsoort heet belietcement en wordt vaak gebruikt voor enorme constructies zoals dammen. Via een elektrochemisch proces lieten de onderzoekers kalksteen en silica al reageren bij slechts 60 graden Celsius. Daarna hoefde het materiaal nog maar te worden verhit tot 650 graden om bruikbaar cement te vormen. Dat is nog steeds heet, maar veel minder extreem en energieslurpend dan de gebruikelijke 1.450 graden.
Oud cement krijgt nieuw leven
En daar bleef het niet bij. Het team verving de kalksteen in het proces volledig door oud, afgedankt cement. Dat maakt een gigantisch verschil. Bij conventionele cementproductie komt ongeveer 800 kilo CO2 vrij per ton cement. Met de nieuwe methode daalde dat naar slechts 20 kilo CO2 per ton. Dat betekent een verlaging van de uitstoot van maar liefst 98 procent. Oude gebouwen, die in de toekomst gesloopt gaan worden, zijn dus in staat waardevolle grondstoffen te leveren voor nieuwe infrastructuur.
Als klap op de vuurpijl levert het elektrochemische proces nog iets bruikbaars op: waterstofgas. Dit zou gebruikt kunnen worden als brandstof voor de tweede verhittingsstap in het productieproces. Op deze manier wordt de toepassing van fossiele brandstoffen in de productie van cement totaal overbodig. Als het lukt om deze techniek schaalbaar te maken, zal het een grote impact hebben op het klimaat en de leefbaarheid. Want zolang de wereld blijft bouwen, blijft cement onmisbaar.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
