Research and Development Centre Research and Development Centre

Transkript

1 Beton optager CO 2 Har det betydning for miljøet? Jesper Sand Damtoft Aalborg Portland Group 1

2 1 ton cement =,8 ton CO 2 Cement: 5% af verdens CO 2 emission CO 2 indhold i atmosfæren 2

3 CO 2 indhold i atmosfæren 3

4 CO 2 -kredsløbet CO 2 -kredsløbet Baggrund Baggrund 4

5 CO 2 emission fra cementproduktion? CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6? Baggrund Baggrund Karbonatisering Kalcinering El Brændsel 5

6 CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6? CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6? Karbonatisering Kalcinering El Brændsel Baggrund Baggrund Karbonatisering Kalcinering El Brændsel 6

7 CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6 CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6 Karbonatisering Kalcinering El Brændsel Baggrund Baggrund Karbonatisering Kalcinering El Brændsel 7

8 CO 2 emission fra cementproduktion kg CO2/kg cement 1,2 1,8,6,4,2 -,2 -,4 -,6?? Karbonatisering Kalcinering El Brændsel Baggrund Mål Dokumentere miljøeffekten af betons karbonatisering, dvs. CO 2 -optag i de Nordiske lande. Budget 2,6 mill. kr. Projektperiode December 23 december 25 Mål 8

9 Teknologisk Institut, DK Aalborg Portland A/S, DK Betonindustriens Fællesråd, DK Cement och Betong Institutet, S Cementa AB, S Byggforsk, NO Norcem A/S, NO Elkem ASA Materials, NO Icelandic Building Research Institute, IS Partnere Delprojekt 1 Modellering af CO 2 binding Delprojekt 3 CO 2 uptag efter nedrivning Delprojekt 4 Syntese og dokumentation Delprojekt 2 Betonproduktion og anvendelse før, nu og i fremtiden Projektplan 9

10 CO 2 -optag Karbonatiseringsdybde d c = k (t).5 k - Hastighedsfaktor t - Tid CO 2 -optag.75 C CaO (M CO2 /M CaO )(kg/m 3 ) C - masse af Portland-cement klinker pr. m 3 beton CaO andel af CaO i cement-klinkerne (masse) M - molmasse af hhv. CO 2 og CaO Eksponeret Beskyttet Indendørs Vådt Begravet Hastighed af CO 2 -optag < 15 MPa MPa MPa Modeller Modeller > 35 MPa mm/year.5 1

11 Betonproduktion i Norden Mængde beton produceret i 195 og 23 Betontyper Gennemsnitlig tykkelse af hver betontype Eksponering Statistik Betonproduktion i Norden Mængde beton produceret i 195 og 23 Betontyper Gennemsnitlig tykkelse af hver betontype Eksponering Statistik Ready-mixed concrete Pre-cast elements Pre-cast products Thickness (mm) Thickness (mm) Walls 18 Hollow-core slabs 3 Paving 6 Slabs 2 Other slabs 12 Blocks 16 Foundations 24 Roof 12 Elements 12 Civil eng. structures* 4 Walls 22 Pipes and others 6 Facades 7+15 Columns/Beams 3x3 Other 15 Thickness (mm) 11

12 Affald fra nedrivning Betonaffald (tons) Norge Danmark Sverige Island Finland Klik Genanvendelse for at redigere af beton Genanvendelse af beton % af betonaffald, der genanvendes Partikelstørrelsesfordeling af nedknust beton Eksponering Klik Genanvendelse for at redigere af beton 12

13 Genanvendelse af beton % af betonaffald, der genanvendes Partikelstørrelsesfordeling af nedknust beton Eksponering Recycled concrete rubble (%) DK NO IS SE current by 21 Klik Genanvendelse for at redigere af beton Betydning af partikelstørrelse 12. surface area (m 2 ) RCA concrete rubble,1,1,1 1 1 size (m) wall Klik Genanvendelse for at redigere af beton 13

14 Beregnet CO 2 -optag i nedknust beton Particle sizes % Volume (m3) <1mm mm mm >3mm mm Total carbonation by ~1.1 years Total carbonation by ~11 years 1 mm 1 mm Volume carbonated after 5 years (m3) Beregning: 75% karbonatiseret efter 5 år Accelereret prøvning Total carbonation by ~1 month Klik Genanvendelse for at redigere af beton Genanvendelse af beton 14

15 Accelereret prøvning g CO2 / kg cement clinker N1-21: w/c =,44 2. N2-211: w/c =,6 3. N3-212: w/c =,6 4. N4-213: w/c =,6 5. N5-214: w/c =,6 6. N6-69: w/c =,75 7. N7-7: w/c =,75 8. DK-3: w/c =,72 9. DK-4: w/c =, Time (h) 1. Genanvendelse af beton Nedknust beton, oplagret 1 år Genanvendelse af beton 15

16 Total beregnet karbonatisering 4.. NO - 23 m 3 carbonated m 3 carbonated % carbonated year concrete produced 23 life time after demolition NO % carbonated 58% carbonated Total beregnet karbonatisering 58% carbonated year concrete produced 23 life time after demolition Sammendrag Sammendrag 16

17 Total beregnet karbonatisering NO m 3 carbonated m 3 carbonated % carbonated year concrete produced 23 life time after demolition SE % carbonated year NO - 23 concrete produced 23 life 4.. time after demolition m 3 carbonated 57% carbonated % carbonated 58% carbonated Total beregnet karbonatisering m 3 carbonated % carbonated year concrete produced 23 life time after demolition DK % carbonated Sammendrag Sammendrag 86% carbonated years concrete produced 23 life time after demolition 17

18 CO 2 -optag over 1 år 1.4. DK - 23 CO2 (tonnes) Cementeksport Kun CO 2 der er optaget i Danmark years emitted - calcination - 23 life time after demolition concrete uptake = 26% of CO2 emitted Hvad viser undersøgelsen? Betons CO 2 cyklus svarer til biobrændsler, med undtagelse af at kun en andel af CO 2 emissionen optages i løbet af de første 1 år Sammendrag Konklusion 18

19 Hvad viser undersøgelsen? Betons CO 2 cyklus svarer til biobrændsler, med undtagelse af at kun en andel af CO 2 emissionen optages i løbet af de første 1 år Denne andel varierer fra land til land afhængig af hvorledes beton håndteres efter nedrivning Hvad viser undersøgelsen? Betons CO 2 cyklus svarer til biobrændsler, med undtagelse af at kun en andel af CO 2 emissionen optages i løbet af de første 1 år Denne andel varierer fra land til land afhængig af hvorledes beton håndteres efter nedrivning Man bør derfor tage effekten af karbonatisering med i vurderingen af de samlede CO 2 emissioner fra cementproduktionen specielt når betonen genanvendes efter nedknusning Konklusion Konklusion 19

20 Andre har tilsvarende ideer! Men DETTE ER FORELØBIGE RESULTATER! Vi er sikre på, at CO 2 -optag i beton har en positiv miljøeffekt, men vi kender ikke det eksakte tal Det er nødvendigt at underbygge resultaterne: Alle antagelser skal underbygges Flere feltstudier af nedknust beton er nødvendige Konklusion Konklusion 2

21 CO 2 -optag ved genanvendelse Feltstudier af genbrugsprocessen Studier af CO 2 -optag ved anvendelse af nedknust beton Kvantificering af CO 2 -optag i nuværende situation og potentiale ved nye procedurer Undersøgelse af andre miljøeffekter NOx-optag Udvaskning af tungmetaller Anvisning for genanvendelse af beton, der sikrer størst og hurtigst muligt CO 2 -optag Opfølgning Danmarks CO 2 -udledning Klik for Betyder at redigere det noget? 21

22 Danmarks CO 2 -udledning 2 % 21 % Klik for Betyder at redigere det noget? Danmarks CO 2 -udledning Klik for Betyder at redigere det noget? 22

23 CO 2 optag i beton Ny skov siden 199: 262. tons CO 2 /år CO 2 optag i 1 mio. tons/år nedknust beton: 65. tons/co 2 /år CO 2 optag over 1 år: 35. tons CO 2 /år Klik for Betyder at redigere det noget? 23