Ekspert til læserne: Sådan vil vi nedbringe CO2-udledningen
Cementfabrikken Aalborg Portland står for tre procent af Danmarks samlede CO2-udledning. Med ny teknologi skal det nu være slut.
Aalborg Portlands direktør: Jesper Sand Damtoft
Læs også
Aalborg Portland lancerer nu en helt ny type cement, som fremstilles på en ny måde og som har specielle egenskaber. Målet er at nedbringe CO2-udledningen fra cementproduktionen - som er et af de største enkeltudslip i Danmark.
Ålborg Portlands udviklingsdirektør Jesper Sand Damtoft har lovet at svare på læsernes spørgsmål i den forbindelse - fra CO2 til tekniske egenskaber.
Jesper Sand Damtoft er uddannet geolog fra Århus Universitet og blev kort efter ansat ved Aalborg Portland. Han har de seneste år ledet udviklingen hos Aalborg Portland Group med at udvikle løsninger i cement og beton, der reducerer samfundets udledning af klimagasser.
Læs alle Jesper Sand Damtofts svar til læserne nedenfor.
Det er ikke længere muligt at stille spørgsmål til Jesper Sand Damtoft
Peter Boalth
Hej Jesper:
Kan du nævne 3-5 ting i cementen / betonen der gør at CO2 udledningen er nævneværdig
vh
Peter
Jesper Sand Damtoft
Egentlig er udledningen af CO2 fra cement og dermed beton lav pr. masseenhed, sammenlignet med andre materialer. Det, der gør at udledningen er nævneværdig er de store mængder, der produceres på verdensplan.
De vigtigste kilder til CO2 fra cementproduktionen er:
1) Energiforbruget i cementovnen. Typisk fører det til udledning af ca. 0,3 kg CO2 pr. kg cement fra de kul og olieprodukter, der anvendes. Vi kan reducere udledningen ved at erstatte en del af de fossile brændsler med biomasse.
2) Den kemiske nedbrydning af kalk/kridt (CaCO3) til CaO og CO2. CaO går i for-bindelse med de øvrige råmaterialer og danner cementens komponenter. CO2 frigøres til atmosfæren, typisk ca. 0,5 kg CO2 pr. kg cement. Før eller siden optages denne mængde atter i betonen, men det regnes ikke med i CO2-regnskabet fra produktionen.
Mellemproduktet, klinker, der kommer ud af brændingen i cementovnen formales til cement i store møller. Hertil anvendes elektricitet, som jo kan fremstilles på forskellig vis med mere eller mindre CO2-udledning. Dette indgår i kraftværkernes CO2 regnskab, men er væsentligt mindre end de to andre kilder.
Janus Hillgaard
Har Portland undersøgt muligheden for at producere cement der optager CO2 under hærdningen. Har hørt om cementtyper der er mere end CO2-neutrale, er det korrekt ?
Jesper Sand Damtoft
Fra tid til anden dukker der rapporter i pressen om ny cementtyper, der er mere eller mindre CO2-neutrale. Som vi forstår det er der tale om cement, der er baseret på magnesium. Egnede, meget magnesium-holdige råmaterialer er ikke nær så udbredte som kridt og kalk, og alene af den grund vil denne type materialer ikke kunne erstatte Portland cement til almen brug. Men der vil være områder, hvor egnede råmaterialer kan være til stede, f.eks. i form af mineaffald eller industrielle restprodukter. I de tilfælde kan man ikke udelukke, at denne type materialer kan bruges til bindemidler.
Man skal imidlertid huske på, at ny cementtyper skal gennemgå grundig holdbarhedsprøvning over mange år, og hermed vise at de kan anvendes uden risiko for skader og sågar sammenstyrtninger. Samtidig skal materialerne være robuste i anvendelsen, således at de ikke giver ophave til fejl og problemer i udførelsen på byggepladsen.
Det gør det svært at introducere ny materialer, som kun kan fremstilles i enkelte geografiske lokaliteter.
Men vi holder os løbende orienterede for at afdække om der skulle være ny udviklinger rundt omkring i verden, som kunne være lovende på det danske marked.
Jens Wolf
Der står i artiklen at "cementen fremstilles på en ny måde og har specielle egenskaber", men cementen fremstilles vel på det samme anlæg eller cement ovn ? Hvad er så det nye i det ? og hvilke specielle egenskaber er der tale om ?
Jesper Sand Damtoft
Ideen med projektet er at erstatte en del af klinkerne - det mellemprodukt til cement, der fremstilles ved høj temperatur i cementovnen - med andre materialer, som vi udvikler i projektet. Det er kendt at f.eks. flyveaske fra kraftværkerne har bindemiddelegenskaber, når det kombineres med cement. Et kridtbaseret materiale, som vi fremstiller i Aalborg, har også gode egenskaber. Vi arbejder på at udvikle materialer, der supplerer flyveaske og måske har endnu bedre egenskaber. For at kunne anvende så stor en andel som muligt af disse materialer vil vi gerne optimere klinkerne, så de virker særligt effektivt med disse materialer, og vi således behøver en mindre andel klinker i cementen.
Så ja, de ny klinker kan fremstilles i en cementovn, men vi tilpasser den kemiske sammensætning, så man skal bruge mindre af dem. Det nye i projektet er at vi optimerer og kombinerer de forskellige dele på en måde, der er særlig effektiv til at opnå stor erstatning af klinker med andre materialer, der fremstilles med langt lavere udledning af CO2.
Lasse Tobiasen
Hvordan tænker I at nedbringe Jeres CO2 udledning. Er det via alternative brændsler (fyringssiden)? Eller vil man forsøge at opsnappe CO2'en i røggasen?
Jesper Sand Damtoft
Vi har tre strategier, vi arbejder efter på nuværende tidspunkt:
1) Generelle energibesparelser i produktionen. Da processen allerede er meget energieffektiv, er de lavthængende frugter høstet, men vi finder til stadighed muligheder, som vi går efter.
2) Øget anvendelse af alternative brændsler. Pt. anvender vi ca. 25% alternative brændsler i vores produktion af grå cement, men målet er at nå op på mere end 40%.
3) Reducere indholdet af klinker i cementen, mens vi bevarer den samme høje styrke og kvalitet som nu. Det er det, som vores projekt, Futurecem, går ud på.
Vedr. fangst af CO2, svarer jeg om lidt på et separat spørgsmål om dette.
Peter Kamp Nielsen
Beton optager jo CO2 (undskyld formen) i sin levetid, er det så slemt?
de bedste hilsner
Peter Kamp
Jesper Sand Damtoft
Ja, det er rigtigt. I beton til konstruktionsformål går denne proces særdeles langsomt, mens den i andre cementbundne materialer går hurtigere. Den store effekt er imidlertid når beton nedknuses til genbrug. Herved får betonen så stor overflade at processen går særdeles hurtigt. Et nordisk projekt, der blev færdiggjort for nogle få år siden, tyder på at en meget stor del (op til 80%) af den CO2, der frigøres fra kalk i cementovnen atter optages i den nedknuste beton i løbet af forholdsvis begrænset tid. I Danmark genanvendes mindst 90% af alt bygge- og anlægsaffald, så vi har altså en rigtig god case for at lukke CO2-kredsløbet i dansk beton.
Thorkild Bach
Er du i stand til at skitsere processen - og det specielle i forhold til normale produktioner?
Egenskaberne forventes vel at være som for OPC - eller tilsvarende - men vel ikke på alle punkter. Hvor er der forventede forskelle?
Jeg har forstået, at der (måske) anvendes en dansk termisk behandlet ler. Kan du afsløre, hvilken lertype? Kan du afsløre den termsie behandling? Er der specielle krav til koordinationstal for et eller flere af grundelementerne?
Jesper Sand Damtoft
Grundprincipperne har jeg skrevet i mit svar til Jens Wolf. Du har helt ret i, at egenskaberne gerne skulle være som OPC (CEM I, dvs. cement fremstillet af >95% klinker), da der jo ellers ikke er nogen miljøfordel. Det er en af de centrale udfordringer i projektet: Hvordan fremstiller vi ny cementer med meget lavere indhold af klinker end ”ren” OPC, men med den samme høje styrke og kvalitet som kendetegner dansk cement i dag? Samtidig skal vi sikre, at brugsegenskaberne i den friske beton er tilfredsstillende og at der ikke er uventede holdbarhedsproblemer. Så der er meget at tage fat på, hvilket kræver et tæt samarbejde med vores kunder og de andre aktører i byggeriet. Den ny cement bliver derfor ikke indført uden videre.
Lars Uldall-Hansen
Hvor ligger Danmark (Aalborg Portland) forskningsmæssigt (CO2) i forhold til verdens øvrige cementproducenter?
Er der et samarbejde verden over omkring nedsættelse af CO2 udslip ved cementproduktion?
CO2 udslip er jo ikke et nationalt problem; men internationalt.
Jesper Sand Damtoft
Vi ligger godt. Aalborg Portland var med til at oprette et stort europæisk netværk inden for grundforskning i cement for 7 år siden. Nanocem, som netværket hedder, samler en række cementproducenter og førende europæiske forskningsinstitutioner inden for cement og cementbundne materialer. Vi har herved samlet kræfterne og nået grundlæggende landvindinger, som vi nu kan bruge i vores produktudvikling f.eks. i Futurecem. Danmark er særdeles godt repræsenteret i dette netværk, idet vi ud over Aalborg Portland har deltagelse af Byg.DTU; Teknologisk Institut, Beton og iNANO, Århus Universitet.
Jens Drachmann
Som jeg forstår det, så bruges der meget store mængder af energi til at varme ingredienserne op under processen.
Bliver denne varmeenergi bundet kemisk i cementen?..eller kan/kunne man med fordel udnytte varmen til næste portion, eller evt fjernvarme?
Jesper Sand Damtoft
Processen udnytter energien godt, og de lavthængende frugter inden for energibesparelser er høstet. Fra vore hvide cementovne har vi noget overskudsenergi i røggassen, som vi fanger i et varmegenvindingsanlæg og leverer som fjernvarme til Aalborg.
Hvis man har været på en cementfabrik vil man opleve, at der er meget varmt omkring ovnene. Denne varme er af for lav intensitet til at den kan anvendes i dag. Men der er en række meget interessante udviklinger, bl.a. inden for termoelektriske materialer, der peger på at selv den energi kan genvindes ad åre. Endnu er teknologien dog ikke på plads til, at dette er økonomisk.
Marius Gjerset
Røykgassen fra cementproduksjonen inneholder en høy andel CO2 og er godt egnet for fangst og lagring av CO2.Med CCS kan CO2 utslippene fra cementproduksjonen reduseres med opp 85-90%.Hva gjør dere av utviklingsarbeid for å få til CCS ved Aalbog Portland?
Jesper Sand Damtoft
Vi følger grundigt med i udviklingen og har deltaget i forskelligt udredningsarbejde. Problemet med CO2-fangst er, at teknologien på nuværende tidspunkt er særdeles energikrævende (30-40% af det nuværende energiforbrug) samtidig med at man skal have et sted at bortskaffe den CO2, der er fanget. Endvidere er et anlæg til CO2-fangst meget dyrt - jeg har hørt priser der svarer til, hvad en hel cementfabrik koster.
Så indtil videre prioriterer vi at reducere CO2 på anden vis.
Thomas Bjerre
Har du på basis af dine erfaringer fra Aalborg Portland gode råd til virksomheder, der for første gang overvejer at indlede forskningssamarbejder med forskningsverdenen?
Jesper Sand Damtoft
For det første skal man have en klar strategi for, hvad man vil opnå. Er det kompetenceopbygning, tilgang til ny kandidater, eller en hel konkret opgave, man ønsker løst? Derefter skal man skaffe sig et relevant netværk inden for forskningsverdenen, så man er bekendt med, hvor de rigtige kompetencer ligger. Herefter kan man så indgå i et projektsamarbejde. Vi har haft stor glæde af at deltage i projekter med uddannelses- og forskningsinstitutioner i form af Erhvers-PhD, projekter under Højteknologifonden og innovationskonsortier.
Thorkild Bach
Tak for svar.
Er der specielle krav til anvendete tilsætningsmaterialer - i form af den glas, som nogen på AAU har omtalt - eller termisk behandlet ler? Er der (forventede) krav til elementernes tilstand?
Jesper Sand Damtoft
Materialerne skal give god styrke sammen med cement, ikke give ophav til nedbrydningsreaktioner, ikke give for højt vandbehov osv. Det er de samme krav, som vi f.eks. kender fra flyveaske og andre puzzolaner, og vi afprøver dem på samme måde.
