Cement není moc sexy, ale poptávka po nových technologiích jeho výroby poroste

Bez cementu nemůže náš svět existovat. Protože však při jeho výrobě vzniká velké množství emisí skleníkového plynu oxidu uhličitého, vědci hledají možnosti, jak jej získat ekologičtěji. Kdo se chytí byznysových příležitostí, které nový vývoj nabízí?

Z Tchaj-wanu pocházející Yet-Ming Chiang vypadá přesně tak, jak se na šestašedesátiletého profesora materiálových věd na slovutném Massachusettském technologickém institutu (MIT) v americké Cambridgi očekává. Věk by mu nikdo nehádal, je usměvavý, svižný a samozřejmě chytrý. Kromě toho, že získal vědecké úspěchy v oboru elektrochemie a pokročilých materiálů, je také zakladatelem několika technologických startupů.

Jeho podstatně mladší, čtyřiatřicetiletá kolegyně Leah Ellisová pocházející z Kanady ovšem v džínách a v brýlích s růžovými obroučkami přece jen nevypadá jako typická generální ředitelka nově vznikající cementárny. Ostatně ještě před získáním doktorátu projela na kole napříč Afrikou z Káhiry do Kapského Města. Ale ředitelkou je.

Tato dvojice před čtyřmi lety založila startup Sublime Systems, který si klade za cíl zavést do praxe nový způsob výroby cementu, tedy nejvýznamnější a ekologicky vysoce problematické součásti betonu.

Teplota vyšší než v nitru sopky

Cement je jedním z nejpoužívanějších materiálů na planetě, ročně se jej vyrobí asi čtyři miliardy tun. Jeho výroba zpravidla zahrnuje pálení vápence a dalších přísad v cementářských pecích při vysokých teplotách kolem 1 500 stupňů Celsia, tedy ještě o něco vyšších, než bývá teplota rozžhavené lávy vychrlené ze sopky. To ovšem také znamená obrovskou spotřebu energie, jež dnes obvykle pochází z fosilních paliv. Navíc při reakcích v cementářské peci vzniká nežádoucí oxid uhličitý, který se obvykle uvolňuje do atmosféry.

Cement je nezbytnou součástí betonu, tvoří asi desetinu jeho objemu a drží tuto hmotu pohromadě. Při přepočtu na hmotnost dnes lidstvo spotřebuje víc betonu než jakéhokoli jiného materiálu kromě vody. Přestože se vylepšují možnosti jiných stavebních materiálů, bez betonu si prostě nedokážeme stavebnictví představit.

Dřevostavby naberou výšku i v Česku. Ta přesáhne dosud limitní čtyři patra

Reality

Bariéra dvanácti metrů výšky, která nyní limituje dřevostavby v České republice, má od příštího roku padnout. Odborníci již přichystali nové normy a legislativu, která má umožnit jejich výstavbu až do 22,5 metrů, tedy více než čtyři patra. 

Michal Nosek

Přečíst článek

Elektrochemická výroba pro mravence

V této situaci navrhují Yet-Ming Chiang a Leah Ellisová nový postup výroby cementu, a tedy následně i „zelenějšího“ betonu. Namísto zahřívání rozdrcených hornin v peci je jejich technologie ohřívá ve vodě s využitím elektřiny, čímž spouští chemické reakce, při kterých vznikají hlavní složky cementu. Aby byla splněna podmínka ekologičnosti, musí elektřina pocházet z obnovitelných nebo jaderných zdrojů.

Oba vědci postup zkoumali v laboratoři a vyráběli nový cement v dávkách, které se vejdou do hrsti. Dnes mají zkušební závod, kde dokážou vyrobit sto tun ročně, což se samozřejmě nedá srovnávat s produkcí klasické cementárny, která za rok vyrobí i přes milion tun cementu. „Je to pořád taková cementárna pro mravence,“ hodnotí Ellisová. Nicméně teď vědcům jde o prokázání, že elektrochemický postup má smysl. Svoji produkci předávají dalším partnerům k testům funkčnosti.

Do konce desetiletí prý společnost Sublime Systems uvede do provozu nový závod, který už také dokáže dodat milion tun cementu ročně.

Loni získala společnost od investorů 45,86 milionu dolarů. Bude ovšem potřebovat i další investory. V odvětví s celkově vysokými náklady a nízkými maržemi nebude jejich hledání snadné. Pokud však na současnou konkurenci dopadnou regulace kvůli negativnímu vlivu na klima, zájem o nové výrobní postupy poroste a karta se může obrátit.

Beton ze starořímského Pantheonu může prospět i dnešním budovám

Enjoy

Vědci chtějí vnést do současného stavebnictví beton starých Římanů. Vydrží totiž tolik, že se o tom současným stavitelům může jenom zdát v hodně sladkých snech, a dokáže se sám zacelovat. Výzkumníci už založili firmu, která by staré postupy měla modernizovat a dodat do praxe.

Josef Tuček

Přečíst článek

Kandidátských technologií je víc

Zkoumaných možností, které mají změnit výrobu cementu, dnes existuje vícero. Například mexická společnost Cemex spouští pilotní technologii elektrických cementářských pecí, které místo fosilních paliv používají elektřinu (ideálně z nefosilních zdrojů).

Další výrobci zkoušejí novými přísadami do cementu snížit energetickou náročnost jeho výroby.

Špičkový materiál pro elektroniku bude časem i v obyčejném betonu. Vyztuží ho líp než železo

Enjoy

Tohle by opravdu nikoho jen tak nenapadlo: grafen, „zázračný“ materiál pro elektronické aplikace, se teď začíná přidávat do betonu, který je díky tomu pevnější. Cesty vědy do praxe jsou prostě nevyzpytatelné, píše pro Newstream vědecký novinář Josef Tuček.

Josef Tuček

Přečíst článek

Kanadská společnost CarbonCure Technologies zase společně s americkou Heirloom Carbon Technologies vyvíjí technologii, při níž se do cementových směsí vstřikuje oxid uhličitý zachycený z průmyslových procesů. Plyn se tak nedostane do ovzduší, ale ve směsi mineralizuje, čímž ještě zvýší pevnost materiálu, takže je ho zapotřebí méně.

Americká společnost Brimstone zase místo vápence používá křemičitany. Ty neobsahují uhlík, z něhož by vznikal nechtěný oxid uhličitý.

„Dali jsme se na byznys, který je technicky i kapitálově velmi náročný a není ani moc sexy,“ připouští Leah Ellisová ze Sublime Systems. I tak však věří, že zájem o nové cementářské technologie nevyhnutelně poroste.

Použitý beton, cihly i suť jsou cenné. V zahraničí už to pochopili, říká první dáma zeleného stavebnictví

Reality

Opatrně zbourat a pak kostičky použít zase na další stavbu. Tak funguje nejen lego, ale i cirkulární ekonomika v praxi. V Česku je zatím v plenkách. I pro odborníky je těžké se orientovat v této problematice. Přínosné by určitě bylo, pokud by celý proces podpořil i stát, říká v rozhovoru pro newstream.cz letos nově zvolená předsedkyně České rady pro šetrné budovy Iveta Králová.  

Věra Tůmová

Přečíst článek