विद्युत सिमेंटचा कार्बन फूटप्रिंट मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, असे संशोधक म्हणतात

सिमेंटची हवामान समस्या प्रचंड आहे

सिमेंट हे आधुनिक सभ्यतेच्या मूलभूत साहित्यांपैकी एक आहे आणि त्याचबरोबर त्याच्या सर्वात मोठ्या औद्योगिक उत्सर्जन समस्यांपैकीही एक आहे. New Atlas मधील candidate report यामागचे कारण दाखवते: जग दरवर्षी सुमारे 4 अब्ज टन सिमेंट तयार करते, आणि उत्पादन प्रक्रिया जागतिक कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनाच्या अंदाजे 8% साठी जबाबदार आहे.

हा उत्सर्जन भार मुख्यतः सिमेंट कसा बनवला जातो यामुळे येतो. चुनखडी आणि सिलिका-समृद्ध खनिजांसारखी कच्ची सामग्री भट्ट्यांमध्ये जवळपास 1450 अंश सेल्सिअसपर्यंतच्या प्रचंड तापमानावर गरम केली जाते, ज्यातून क्लिंकर तयार होतो, जो नंतर दळून सिमेंट पावडर बनवला जातो. इतक्या तीव्र उष्णतेची गरज हेच उद्योगाचे कार्बनमुक्तीकरण इतके अवघड का ठरले आहे याचे एक कारण आहे.

बेलाइटकडे वेगळा मार्ग

ब्रिटिश कोलंबिया विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे की त्यांनी प्रीहीटिंग इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरण टप्प्यात वीज वापरून हा फूटप्रिंट नाट्यमयरीत्या कमी करणारी पद्धत विकसित केली आहे. स्रोत मजकुरानुसार, हा दृष्टिकोन सिमेंट उत्पादनाच्या अत्यंत गरम करण्याच्या गरजा लक्षणीयरीत्या कमी करतो आणि पुनर्वापरित सिमेंट व काँक्रीट इनपुट्स म्हणून वापरू शकतो.

लेखात विशेषतः बेलाइटवर भर देण्यात आला आहे, जो क्लिंकरमध्ये आढळणाऱ्या कॅल्शियम सिलिकेट खनिजांपैकी एक आहे आणि धरणांसारख्या मोठ्या संरचनांमध्ये अनेकदा वापरला जातो. हे महत्त्वाचे आहे कारण यातून स्पष्ट होते की हे संशोधन केवळ उत्सर्जन कमी करण्याबद्दल अमूर्त पातळीवर नाही. ते आधीच मोठ्या प्रमाणावरच्या पायाभूत सुविधांसाठी संबंधित असलेल्या कार्यक्षम साहित्याच्या निर्मितीवर केंद्रित आहे.

जड उद्योगांमध्ये विद्युतीकरण हा परिचित डिकार्बनायझेशनचा विषय आहे, पण उष्णतेची तीव्रता आणि रसायनशास्त्रामुळे सिमेंट अजूनही कठीण लक्ष्यच राहिले आहे. भट्टी टप्प्यापूर्वी उष्णतेची मागणी कमी करणारी प्रक्रिया, उरलेली प्रक्रिया तशीच ठेवून केवळ इंधने बदलण्यापेक्षा अधिक वास्तववादी मार्ग उघडू शकते.

पुनर्वापरित काँक्रीटही का महत्त्वाचे आहे

अहवालित यशाचा दुसरा भाग वीज जितकाच महत्त्वाचा आहे. ही प्रक्रिया पुनर्वापरित सिमेंट आणि काँक्रीट वापरू शकते, ज्यामुळे कचरा साहित्याला फीडस्टॉक म्हणून पाहिले जाते. औद्योगिक हवामानाच्या दृष्टीने हे शक्तिशाली आहे, कारण यामुळे एकाच वेळी दोन समस्या हाताळल्या जातात: नवीन उत्पादनातून उत्सर्जन कमी करणे आणि अजूनही उपयोगी खनिज मूल्य असलेले जुने साहित्य टाकून देण्याची गरज कमी करणे.

बांधकामातील परिपथीयता अनेकदा चर्चेत असते, पण प्रत्यक्षात कमी दिसते. काँक्रीटला सहसा पाडकामाचा कचरा मानले जाते, पुढील पिढीतील साहित्याचा अर्थपूर्ण घटक म्हणून नाही. जर UBC प्रक्रिया पुनर्वापरित सिमेंटला कमी-कार्बन बेलाइट उत्पादनासाठी व्यवहार्य इनपुट बनवू शकली, तर उद्योग एकमार्गी उत्खनन आणि विल्हेवाटीऐवजी प्रत्यक्ष साहित्य-चक्रांच्या जवळ जाईल.

आव्हान म्हणजे प्रमाण

संशोधनातील प्रगती आपोआप औद्योगिक क्रांती बनत नाही. सिमेंट हे जगातील सर्वाधिक प्रमाण-संवेदनशील व्यवसायांपैकी एक आहे, ज्यात मोठे प्रस्थापित प्लांट, कडक नफा मार्जिन, खोलवर रुजलेल्या पुरवठा साखळ्या आणि सावध कार्यप्रदर्शन गरजा आहेत. नव्या पद्धतींनी केवळ तत्त्वतः त्या काम करतात हे दाखवणे पुरेसे नाही; त्यांना सुसंगत साहित्य तयार करता येते, विद्यमान पायाभूत सुविधांमध्ये एकत्रित होता येते, आणि आर्थिकदृष्ट्या स्पर्धा करता येते हेही सिद्ध करावे लागते.

म्हणूनच पुढची पावले निर्णायक आहेत. स्रोत म्हणतो की हे काम ACS Energy Letters मध्ये मांडले गेले आहे, ज्यामुळे या संकल्पनेला औपचारिक संशोधन आधार मिळतो. पण हे अजूनही स्पष्ट करत नाही की प्रयोगशाळा-स्तर किंवा पायलट-स्तराच्या यशातून ही प्रक्रिया बांधकाम बाजारांना पुरवठा करणाऱ्या विशाल जागतिक उत्पादन व्यवस्थेत सुरळीतपणे जाऊ शकते का.

तरीही, औद्योगिक तर्क आकर्षक आहे. जर वीज सर्वाधिक उत्सर्जन असलेल्या उष्णतेच्या भाराचा काही भाग बदलू शकली, आणि जर पुनर्वापरित काँक्रीट व्हर्जिन इनपुट्सऐवजी वापरता आली, तर संभाव्य फायदे एकत्र वाढतात. फारशा सोप्या विजय नसलेल्या क्षेत्रात, ही जोड विशेष लक्षवेधी ठरते.

ही गोष्ट सिमेंटपलीकडेही का महत्त्वाची आहे

सिमेंटचे कार्बनमुक्तीकरण अनेकदा कार किंवा वीज निर्मितीसारख्या ग्राहक-केंद्रित क्षेत्रांच्या सावलीत राहते, पण जड साहित्यही हवामानाचा प्रवास तितक्याच खात्रीने ठरवतात. रस्ते, पूल, घरे, बंदरे, बोगदे आणि धरणे सर्व सिमेंटवर अवलंबून असतात. औद्योगिक उत्सर्जन कमी करण्यासाठी कोणत्याही विश्वासार्ह मार्गात येथे प्रगती आवश्यक आहे.

म्हणूनच अशा घडामोडींकडे लक्ष द्यायला हवे. त्या नवीन बॅटरी किंवा चमकदार EV लाँचसारखी त्वरित दृश्यता देत नसल्या तरी, त्या दशकानुदशके उत्सर्जन लॉक करणाऱ्या मूलभूत साहित्य प्रणालींना स्पर्श करतात. चांगली सिमेंट प्रक्रिया फक्त काठावरचा कार्बन कमी करणार नाही. ती आधुनिक पायाभूत सुविधांच्या मूळ रचनेलाच हात घालेल.

• UBC संशोधकांचे म्हणणे आहे की इलेक्ट्रोकेमिकल प्रीहीटिंग टप्प्याद्वारे वीज सिमेंटच्या अत्यंत उष्णता गरजा कमी करू शकते.
• ही प्रक्रिया पुनर्वापरित सिमेंट आणि काँक्रीट इनपुट्स म्हणूनही वापरते.
• मोठ्या प्रमाणात लागू झाल्यास, जागतिक CO2 उत्सर्जनाच्या मोठ्या भागासाठी जबाबदार असलेल्या क्षेत्रात हा दृष्टिकोन महत्त्वाचा ठरू शकतो.

हा लेख New Atlas च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.