Fremtidens cement og cementproduktion

Transkript

1 Fremtidens cement og cementproduktion 1 Jesper Sand Damtoft Supernovae have the right stuff to mix cement in space New Scientist 16 May 2014

2 Har cement en fremtid? 2

3 Bør cement erstattes af ny materialer? 3 BioMason North Carolina US, 2012

4 Beton - et naturprodukt 4

5 Lav miljøpåvirkning per ton 5

6 5 km 3 produceres årligt - 12 milliarder tons 6

7 Cement og beton vil fortsat være uundværlige, fordi.. 7 Na Mg K Ca Fe rest Sammensætning af jordskorpen Al O Si Scrivener, 2007

8 .består af de mest almindelige grundstoffer 8 S Mg Na K rest Sammensætning af cement O Ca Si Fe Al Scrivener, 2007

9 ..er nemt at producere 9

10 Price ($/t).er billigt Titanium Polyamide Aluminium Steel Metals Ceramics Polymers 10 2 Polyethylene Wood Bricks / Masonry Concrete Annual production (t/yr) Source: INTRODUCTION à LA SCIENCE DES MATÉRIAUX, Mercier, Zambelli, Kurz

11 ..er ekstremt holdbart og veldokumenteret 11

12 10 9. tonnes Cement er et globalt produkt i vækst Resten af Verden Indien Kina 0 OECD osv

13 10 9. tonnes.. men også en udfordring % af den globale CO 2 -udledning Resten af Verden Indien Kina 0 OECD osv

14 Udviklingstendenser inden for cement 14 Cement og beton skal fortsat være samfundets foretrukne bygningsmateriale, der sælges til en konkurrencedygtig pris Cementen skal bidrage til at brugeren er konkurrencedygtig Cement tilpasset anvendelsen Cement skal produceres med mindre klimapåvirkning Cement med lavere CO 2 -udledning per tons

15 Udviklingsmulighed: Kan cement målrettes anvendelsen? 15 Betonelementer Høj tidlig styrke Optimeret glittetid Lavere produktionsomkostninger for elementproducenten Betonvarer Holder på vandet Reduceret risiko for brune misfarvninger Øget sikkerhed for producenten

16 Cementer med særlige egenskaber 16 Cement, der begrænser algebegroninger Selvlysende cement Støvfri cement Gode ideer?

17 Spørgsmål 17 Er der nogen, der vil betale for grøn cement? Har grøn cement nogen merværdi i dag?

18 Menneskets aktiviteter ser ud til at ændre klimaet og samfundet forlanger at udledningen af CO 2 reduceres 18 CO 2 skal reduceres 80% inden 2050 for at holde temperaturstigning under 2 o C Paris-aftalen International aftale Mål: temperaturstigning skal holdes under 2 o C og helst under 1.5 o C Landene skal fremlægge klimaplaner EU har bundet sig til at reducere udledning 40% in 2030 sammenlignet med 1990

19 Handel med CO 2 -kvoter i EU 19 EU anvender handel med CO 2 kvoter som middel til at nå reduktionsmål Man skal købe kvoterne på auktion Industri, der er udsat for konkurrence fra lande uden for EU får tildelt en vis mængde gratiskvoter Pga. krisen er produktionen faldet og prisen for kvoter er derfor lav, ca. 40 kr. per tons CO 2 EU vil derfor ændre ordningen, så prisen stiger Mål: mindst 240 kr. tons CO 2 CO 2 reduktion i ETS: 43% I 2030 sammenlignet med 2005 Kan koste Aalborg Portland et 3-cifret millionbeløb per år i næste årti!

20 Kilder til CO 2 -udledning i cementproduktionen 20 CO 2 kan mest effektivt reduceres ved brug af brændsler med indhold af biomasse. Kan tilføres ved brug af brændbart affald som brændsel Kridt nedbrydes til brændt kalk og CO 2. Ingen reelle muligheder for at begrænse denne udledning pr. tons klinker

21 CEMBUREAU 2050 road map 21

22 Cementindustriens bud på 80% mindre CO 2 i % Ukendt teknologi!! The role of cement in the 2050 low carbon economy, CEMBUREAU 2013

23 Er der ny, revolutionerende cementtyper på vej?? 23 Slide fra 2011 Hvor mange af disse har I hørt om siden? Möller, Schwenk Zement, 2011

24 Har franskmændene løsningen? 24 FRENCH COMPANY CREATES CLAY-BASED CEMENT PUBLISHED ON: 23 MAY 2016 New cement is much environmental friendly than Portland cement (CW GROUP) The French company HP2A is working on a new clay-based cement type that could be a environmentally friendly alternative for Portland cement, reports Batiactu. This new type of cement results from an alkaline activation, instead of coming from recristalization like what happens with Portland cement. This means that, at the molecular level, cement is produced through a natural reaction that does not need a petrochemical process or any kind of energy or heat. Argyle is transformed but not cooked. The result is a brown-colored cement. For one ton of Portland cement produced, the plant emits one ton of CO2, while for HP2A that value drops to just 50 kilograms, 20 fold less.

25 De ny cementtyper har lang vej endnu.. 25 Råstoffer Forekommer ikke så udbredt som kalksten Fremstillingsproces Uprøvet og dyr Typisk højt tryk eller tilsætninger Holdbarhed Skal dokumenteres Karbonatisering Langsomstyrkeudvikling ph lav: armeringskorrosion Robusthed Skal kunne anvendes af alle

26 .så måske er løsningen CO 2 -fangst.. 26 European Cement Research Academy

27 .og lagring i undergrunden? 27 European Cement Research Academy

28 Dyr og energikrævende proces 28 Elforbrug: +100% Energiforbrug: % Investering: I samme størrelsesorden som cementovn Meromkostning: kr./t CO 2

29 Danmark er et af de bedste steder at lagre CO 2, men. 29

30 .hvem vil bo oven på deponiet? 30

31 Kan CO 2 nyttiggøres? 31 Solidia

32 How do we do differentiate from the competition? 32

33 CO 2 -let cement 33 Mineraliserede klinker Høj styrke Grå Mikrofiller baseret på kridt Reagerer med klinker Brændt ler eller lignende Brændt ved ca. 800 o C Synergi mellem Grå Mikrofiller og brændt ler Giver højere styrke end Rapid Cement! Patenteret

34 Forsøg i stor skala 34 1,0 tons brændt ler 0,8 tons Grå Mikrofiller 4,1 tons Rapid Blanding

35 Støttevæg ved Aalborg Portlands gipslager 35 SCM + Flyveaske Rapid Cement + Flyveaske SCM + Flyveaske Rapid Cement + Flyveaske

36 Grøn Beton II 36 Løbetid Budget: 26 millioner kr. Dokumentation af ny cementtyper og betonløsninger Værdi i betonproduktionen Demonstrationsprojekter Vej- og banebroer Husbyggeri (forhåbentlig)

37 LC 3 - kæmpepotentiale i udviklingslandene 37

38 Vores teknologi kan derfor lukke noget af hullet 38 34% The role of cement in the 2050 low carbon economy, CEMBUREAU 2013

39 CO 2 -reduktion hos Aalborg Portland gennem symbioser med samfundet 39 Øge anvendelsen af alternative brændsler Investering: ca. 100 mio. DKK fordelt på 3 faser. Mål: at øge substitutionen af fossile brændsler fra ca. 40% til 60% ved produktion af grå cement. svarende til en CO 2 reduktion på t pr. år. El fra egne vindmøller. Investering: ca. 100 mio. DKK 18% substitution af elforbruget Reduktion af CO 2 udledningen til fra centrale kraftværker på på tons pr. år Øget varmegenvinding Investeringer: Ca mio. DKK Varme til yderligere husstande Reduktion af CO 2 emissionen fra et centralt kulfyret kraftværk med ca t pr. år.

40 Yderligere muligheder 40 Fjernkøling Vandet på bunden af kridtgraven er altid koldt Kan bruges til fjernkøling Leverancer aftalt til nyt supersygehus Yderligere kapacitet til andre formål Fremstilling af el Varme, der er i overskud efter fjernvarmeproduktion kan også genanvendes Forsøg på Aalborg Universitet med materialer, der kan omdanne varme til el Stadig grundforskning

41 Cement og beton som del af den cirkulære økonomi 41 Alternative brændsler Alternative råmaterialer Flyveaske Fjernvarme Fjernkøling El Cementproduktion Genanvendelse af beton Flyveaske Nedrivning Betonfremstilling CO 2 optag i beton Brug af beton Lang holdbarhed Energibesparelser ved brug af termisk masse

42 42 Cementens egenskaber tilpasses i stigende grad anvendelsen Løbende reduktion af CO 2 -udledning fra cementproduktionen Cementproduktionen integreres i samfundets energi- og ressourcebespareler

43 43 10/06/2016