Rácz Attila: Az iparág törekvései és fejlesztési lehetőségei a fenntartható fejlődés és a dekarbonizáció jegyében
A globális felmelegedés és éghajlatváltozás negatív hatásainak felerősödésével összefüggésben egyre többször és egyre többet kerül célkeresztbe a beton. Ráadásul a negatív hírek és bélyegek mindig sokkal gyorsabban terjednek és jobban tapadnak, mint a pozitívak, így az ezekkel kapcsolatos cáfolatok és szemléletformálás hatalmas erőfeszítést, illetve erőforrást igényel az iparágban tevékenykedő vállalkozásoktól és kommunikációs szakemberektől.
Ezen írásomban szeretnék eloszlatni jó néhány – az elmúlt években egyre jobban terjedő – tévhitet és dezinformációt az iparág károsanyag-kibocsátásával és környezeti lábnyomával kapcsolatban, valamint rávilágítani arra a tényre, hogy az iparágnak és közte a betonnak igenis komoly szerepe, valamint létjogosultsága van a fenntartható építésben és a körforgásos gazdaságban.
Először is tegyük egy kicsit helyre az iparág CO2-kibocsátását. Mennyi is az annyi?
Az ENSZ (UN environment programme) 2018-as [1] és a Zöld Épületek Világtanácsának (WGBC – World Green Building Council) 2019-es [2] kutatásai szerint az épített környezet a világ bruttó éves szén-dioxid-kibocsátásának 39%-áért felelős. Ebből a 39%-ból 28% az épületek üzemeltetéséből (fűtés, hűtés és energiaellátás) származó kibocsátás, és csak a fennmaradó 11% az, ami az építőanyagok előállításához, valamint magához az építési tevékenységhez köthető.
Óriási tévhit és dezinformáció tehát az, hogy mind a 39% a cement- és betongyártás – így a beton, mint építőanyag – számlájára lenne írható. Nagyon sok „szakértő” keveri össze (akár szándékosan, akár nem) ezeket a számokat (39%-ot a 7–8%-kal), amivel hatalmas károkat okoznak iparágnak. Az USA-beli Princeton Egyetem kutatása (2021) [3] szerint a cement- és betonipar a világ CO2-kibocsátásának mindössze 8%- áért felelős világszinten. Persze ez is sok, de azért mégsem 39%!
Az Európai Bizottság Közös Kutatóközpontja, a JRC (Joint Research Centre) kutatása (2023) [4] szerint a cementipar a világ CO2-kibocsátásának 7%-áért felelős, az EU-ban ez viszont 4%.
Természetesen ezekkel a számokkal sem lehet dicsekedni, ezért fontos lenne, hogy mielőbb nullára, vagy annak közelébe szorítsuk az iparág károsanyag-kibocsátását, de azért mégsem olyan elkeserítő a helyzet, mint ami ezzel kapcsolatban a közhiedelemben terjed.
Mindemellett azt is nagyon fontos hangsúlyozni, hogy a betonszerkezeteket a vonatkozó Eurocode és iparági szabványok szerint 50–100 évre tervezzük, azonban a legtöbb szerkezet valós élettartama ezt a kort is bőven meghaladhatja. Ráadásul a beton- és vasbeton szerkezetek az egyéb építőanyagokkal – például a fa vagy acél - szemben nem feltétlenül igényelnek utólagos felületkezelést, korrózióvédelmet vagy éppen festést (természetesen bizonyos speciális eseteket – pl. só- és olvasztósó elleni védelem, vagy különböző extrém korróziós hatásnak kitett környezeteket – kivéve). Így a megvalósítást, építést követően már nem nő tovább a beton CO2-lábnyoma. Sőt, mint ahogyan azt már korábban említettem, az addigi környezetterhelés minimum 50–100 évre (nevezzük életciklusnak) oszlik el.
1. ábra: Globális CO2-kibocsátás kategóriánként (forrás: psci.princeton.edu) [3]
Az iparág törekvései a CO2- kibocsátásának csökkentésére és dekarbonizációjára
A gyártáshoz szükséges hatalmas energiaigény miatt az iparág egyik legnagyobb CO2-kibocsátása a cement- és acéliparhoz köthető. Nagyon fontos lenne, hogy ezen termékek gyártásához szükséges energiaigény kielégítése – a fosszilis energiahordozókkal előállított energia helyett – minél nagyobb arányban megújuló energiával történjen, amelyekre már szép számmal akadnak előremutató példák és kezdeményezések világszerte, így hazánkban is.
Például Svédországban már működik olyan acélmű, amely energiafelhasználás terén a fosszilis energia helyett teljes egészében zöld hidrogénre támaszkodik a gyártás, termelés során, ezáltal minimálisra, vagy akár nullára redukálva környezeti lábnyomát és CO2-kibocsátását. [5]
A cementiparban is vannak nagyon biztató projektek és kezdeményezések, bár ott azért kicsit bonyolultabb a helyzet annál, hogy elegendő lenne a gyártási folyamatok dekarbonizációja. A világ legnagyobb cementgyártói, köztük a magyarországi cementgyártók anyavállalatai (Heidelberg Materials és Holcim) is világszerte (Észak-Amerika, Dél-Amerika, Afrika, Ázsia és Európa is ezek közé sorolható) kísérleteznek a gyártási folyamataikhoz szükséges energiafelhasználásuk minél nagyobb arányú zöldítésével, de itt elsősorban még a napenergia dominál, legalábbis egyelőre. Azért érdemes megjegyezni azt is, hogy zöld hidrogén felhasználására is vannak példák, amely technológiában elsősorban a Cemex jár az élen.
A megújuló energiaforrások felhasználása mellett fontos kiemelni az alternatív tüzelőanyagok szerepét is. Az európai cementgyárak – így természetesen a magyarországiak is – ma már 80-100%-ban alternatív tüzelőanyagokat használnak (biomassza, előválogatott ipari, lakossági és mezőgazdasági hulladék, stb.) energiaigényük kielégítésére a fosszilis energiahordozók helyett. Ráadásul a szigorú előírásoknak és a legmodernebb technológiáknak köszönhetően ezeket az alternatív tüzelőanyagokat sokszor hatékonyabban és kevesebb környezetterheléssel, valamint károsanyag-kibocsátással égetik el, mint az erre szakosodott hulladékégetők. Részben ennek is köszönhető, hogy az európai iparági CO2 kibocsátás (4%) jóval kevesebb, mint a világátlag (7%).
A fentiektől függetlenül a cementgyártás CO2-kibocsátásának csökkentése egy kicsit összetettebb és bonyolultabb feladat annál, hogy a fosszilis energiahordozókkal előállított energiát kivonjuk a rendszerből. Ugyanis, habár a cementgyártás folyamata során a CO2-kibocsájtás mintegy 40%-a a gyártáshoz szükséges energia előállításához felhasznált fosszilis energiahordozók elégetéséből származik, a maradék 60% – ami ráadásul a nagyobb arány – viszont kémiai folyamatok eredménye, amellyel szintén kezdeni kell valamit. [6]
2. ábra: Szén-dioxid-leválasztás, hasznosítás és tárolás (CCUS)
Maga az ominózus kémiai folyamat: CaCO3 (mészkő) + hő (~1 400 °C) → CaO (mész) + CO2 (szén-dioxid). [7]
A jó hír azonban az, hogy ezzel kapcsolatban is már több lehetőség áll rendelkezésünkre. A leginkább említésre méltó ilyen jellegű kezdeményezés, vagy nevezzük inkább technológiának, a CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage), azaz a CO2 leválasztása, hasznosítása és tárolása. [8]
A technológia lényege nagyon röviden, hogy a gyártási tevékenység (iparágtól függetlenül) során keletkező CO2-t – lehetőség szerint – még a kibocsátás helyén „megfogják” és/vagy visszasajtolják a föld alá (pl. kimerült földgázmezők üregeibe), vagy felhasználják CO2-t igénylő, netán elnyelő termékek (pl. beton, műanyag, szénsavas üdítőitalok) gyártásához, esetlegesen egyéb más módon kötik meg vagy tárolják. Természetesen ezen a merőben új technológián is van még bőven mit fejleszteni, de az irány és a kezdeményezés mindenképpen előremutató.
A CCUS technológiával részletesebben, továbbá az iparág további dekarbonizációs törekvéseivel és lehetőségeivel a cikk folytatásaként a következő lapszámban foglalkozunk.
Hivatkozások:
[1] UN Enviroment programme – Global Status Report 2018 (unep.org)
[2] WORLD GREEN BUILDING COUNCIL - Bringing embodied carbon upfront (worldgbc.org)
[3] PRINCETON STUDENT CLIMATE INITIATIVE – CEMENT AND CONCRETE: THE ENVIRONMENTAL IMPACT (psci.princeton.edu)
[4] JRC Publications Repository – Decarbonisation options for the cement industry (publications.jrc. ec.europa.eu)
[5] h2green steel (h2greensteel.com)
[6] MIT Technology Review – How electricity could help tackle a surprising climate villain (technologyreview.com)
[7] MIT Technology Review – The climate solution beneath your feet (technologyreview.com)
[8] Indiana Office of Energy Development- Carbon Capture, Utilization, and Storage (in.gov)
[9] Canadian Association of Petroleum Producers (capp.ca)