サブライムセメントは、業界の性能基準を満たし、化石燃料炉の代わりに室温の電解槽に依存し、さまざまなゼロカーボン投入材料を使用する「世界で最もクリーンなセメント」のスケールアップを開始する準備ができていると述べた。従来のコンクリート製造プロセスでは、セメントが 1 トン製造されるごとに 1 トンの二酸化炭素が生成されます。 2022年の世界の二酸化炭素排出量は約41億トンとなり、中国だけで半分以上を占める。
したがって、これは大きなチャンスでもあります。脱炭素化義務と炭素税が発効する中、コスト競争力があり、セメントに代わる完全に炭素ゼロの代替品を世界規模で最初に生産できる企業が巨額の印刷機に座ることになる可能性がある。
低炭素で炭素を捕捉する具体的な代替品には事欠きませんが、MIT からスピンアウトした Sublime Systems は、新しい電気化学的方法を使用して、「ネットゼロカーボン」や「炭素隔離」ではなく「真のゼロカーボン」のセメントを製造するため、特に興味深いです。なぜなら、通常製造される生産プロセスの 2 つの重要なポイントで炭素排出を完全に排除できるからです。
従来のセメント製造では、純粋な石灰を製造するために化石燃料を燃焼させることにより、最初の主要な排出源である石灰石を約 1400°C (2552°F) まで加熱します。しかし、石灰石には重量比で約50％の二酸化炭素が含まれており、炉が加熱されて二酸化炭素が放出されると、二酸化炭素が排ガスと混合するため回収が困難です。
Sublime のアプローチはまったく異なり、電気分解を使用します。同社の共同創設者であるLeah Ellis博士とJiang Yiming博士がMediumにこの手法を詳しく解説した記事を掲載しているが、基本的なプロセスは以下の通りである。
水は中性に近い pH で分解し、2 つの電極間に pH 勾配を形成しながら水素と酸素を生成します。カルシウムを含むミネラルは、アノードで生成された酸と反応して溶解したカルシウムイオンを形成し、その後カソードに向かって移動します。それらの pH が少なくとも 12.5 に達すると、カソードによって生成されるアルカリと反応し、固体の水酸化カルシウムとして沈殿します。これは建築用石灰または消石灰としても知られています。
この石灰は従来のセメント生産を直接置き換えることができます。創設者らによると、サブライム社はこの方法を開発し、エネルギー効率が向上し、水素の製造を必要とせず、酸素と二酸化炭素のガス流を分離でき、反応器から石灰を継続的に抽出でき、既製の電気分解装置を使用して製造できるという。
このプロセスは非常に柔軟であり、さまざまな原材料を使用できます。低品位の石灰石しか入手できない場合にも使用できます。このプロセスでは二酸化炭素の生成を避けることはできませんが、少なくとも純粋な低温状態で生成され、10 bar にプレプレスされているため、捕捉と保存が容易です。通常のセメント製造と比較して、エネルギー消費量と排出量が大幅に削減されます。
真のゼロカーボンセメントを実現するには、このプロセスによりシリカ、マグネシウム、鉄、アルミニウムなどの不純物から純粋なカルシウムを抽出し、製造中にそれらをより高品質の材料に精製できます。何よりも素晴らしいのは、バーナーや電気加熱を必要とせず、すべて室温で行われることです。
Sublime は、これが「化石燃料を使用せず、拡張性があり、従来のセメントのドロップイン代替品となり得る唯一のコンクリート」であると主張しています。
数日前、Sublime は自社製品が ASTMC1157 認証を取得したと発表しました。これは純粋に性能要件に基づいた業界標準であり、強度発現、耐久性、収縮、保水、空気含有量、硬化時間、密度、早期硬化および亀裂などの試験パラメータが含まれます。これは、サブライム セメントが米国および国際の主要な建築基準に準拠して使用できることを意味します。
ハーバード大学ベルファーセンターの2022年の政策概要によると、セメント生産における炭素回収には二酸化炭素1トン当たり19ドルから205ドルの費用がかかる。したがって、Sublime が話しているスケールの両端がわからない限り、同社の最初のクリーン セメント製品の価格は、汚れた競合他社の店頭価格より 15 ～ 158% 高い可能性があります。
コンクリート生産は世界の総 CO2 排出量の約 8% を占めています。これは巨大な産業であり、2050 年までに炭素ゼロを達成する競争において、脱炭素化された代替手段が大きく貢献するでしょう。