コンクリートは 地球上で最も消費されている人工資源、毎年生産される 14 億立方メートルは、 20 年までに 2050 億立方メートルに達すると予測されています、人間社会が都市化し、インフラストラクチャの需要が高まるにつれて。 橋や病院から集合住宅、オフィス、学校に至るまで、コンクリート構造物は地域社会を結びつけ、私たちが働き、勉強し、眠っているときに私たちを守ってくれます。
熟練した建築家の手によって、コンクリートは次のような畏敬の念を起こさせる美しさの作品を生み出すことができます。 ル・コルビュジエのシャペル・ノートルダム・デュ・オー, メキシコシティのロス・マナンチャレス・レストラン or インドネシアのメラプティ橋. しかし、気候変動運動家にとって、コンクリートは地球上で最も醜い物質の XNUMX つです。 世界の二酸化炭素排出量の 7%.
したがって、地球温暖化を摂氏 1.5 度に抑えるには、コンクリートの主要成分であるセメントの製造過程で脱炭素化する方法を早急に見つける必要があります。 この記事では、世界経済フォーラムの ファーストムーバーズ連合 (FMC) は、企業の購買力を利用して、世界の排出量の XNUMX 分の XNUMX を占める「最も削減が難しい」産業部門を脱炭素化することを目指しています。
クリンカーの二酸化炭素排出量の削減
コンクリートの人気は、その多様性に由来します。 流し込んで無数の形に成形することができ、鋼で補強すると耐久性が高く、比較的安価です。 その多様性の秘密は、セメントに入るクリンカーの結合能力にあります。 クリンカーは、通常、石炭、天然ガス、または工業用化石燃料の使用による廃棄物を燃料とするキルンで、石灰岩を華氏 2,552 度以上で焙焼することによって作られます。 問題は、このプロセスが大量の CO2、セメント 622 トンあたり約 XNUMX キログラム 生産。
低排出セメントへの XNUMX つのルートは特に有望であり、それぞれクリンカーの二酸化炭素排出量を約半分に削減します。 XNUMX つはクリンカーの生産を脱炭素化することであり、もう XNUMX つはクリンカーを完全に使用しないことです。 両方のプロセスが必要になりますが、現在、テクノロジーは実行可能性の異なる段階にあり、それぞれに克服すべき独自の障害があります。 詳しく見てみましょう。
クリンカーを脱炭素化するには、化石燃料の代わりに熱源として電気などの代替熱源を使用して石灰岩を焙煎する必要があります。 このプロセスの新技術には、再生可能エネルギーを利用したプラズマ トーチが含まれます。
クリンカーを脱炭素化するもう 2 つの方法は、その生産によって排出される CO2 を回収し、それを使用および/または不活性な形で永久に安全に保管することです。 二酸化炭素の回収、利用、貯留として知られるこのプロセスは、まだ始まったばかりで、費用がかかり、エネルギーを大量に消費する可能性があります。 これは、クリンカーの生産中に捕捉された煙道ガスに含まれる CO15 の濃度が低い場合 (20 ～ 2%)、その COXNUMX を濃縮するために多くのエネルギーが必要な場合に特に当てはまります。
クリンカー生産の電化や燃焼プロセスでの空気の酸素への置換などの技術革新は、煙道ガス中の CO2 濃度を高める可能性があります。 これによりコストが削減され、持続可能な航空燃料の生産など、産業プロセスでの CO2 排出の直接使用に適したものになります。
低排出セメントへの XNUMX つのルートは特に有望であり、それぞれクリンカーの二酸化炭素排出量を約半分に削減します。 XNUMX つはクリンカーの生産を脱炭素化することであり、もう XNUMX つはクリンカーを完全に使用しないことです。
クリンカーを回避することは、セクターが脱炭素化を進めるためのもう XNUMX つの方法であり、実行可能で効果的な短期的なオプションです。 クリンカーの代替品はすでに存在しており、便利なことに、工業用化石燃料の使用による廃棄物が含まれています。 石炭燃焼の副産物である飛灰は、そのような選択肢の XNUMX つです。 もう XNUMX つは、製鉄の過程で残された厄介な溶融泥が乾燥して、粉砕および粒状高炉スラグ (GGBS) として知られる廃棄物のボールになります。 いずれかのオプションを使用すると、XNUMX つの問題が解決されます。つまり、クリンカーの製造による排出を回避し、環境に危険を及ぼす廃棄物を消費することです。
皮肉なことに、石炭火力が衰退し、鉄鋼生産がより環境に優しいものになるにつれて、フライアッシュと GGBS の供給が枯渇し始めるということです。 しかし、クリンカーに代わる低排出の代替品は他にもあります。
たとえば、焼成粘土は、世界中、特に南半球で見られる天然物質の派生物です。 セメントとコンクリートの製造は非常にローカルなプロセスであるため、その場所は重要です。 それらは非常に重く、移動するのに費用がかかるため、そのほとんどは生産現場から 150 マイル以内で販売されています。 したがって、焼成粘土などの豊富な代替原料を持つことは、特にコンクリートの消費がピークに達すると予測される地域で調達できる場合は、ゲームチェンジャーになる可能性があります. いくつかの推定では、この材料がセメントを作る主要な方法になった場合、 セクターの排出量を 30 ～ 40% 削減します。
クリーナーコード
これらの代替クリンカーを使用してセメントを製造する — 業界では補助セメント系材料 (SCM) として知られている — 通常、通常のポルトランド セメント (OPC) を製造するよりもはるかに多くの費用がかかりません。 では、なぜそれはあらゆる規模で起こっていないのでしょうか? その「ポートランド」という言葉が問題の一部です。 これはセメントのゴールド スタンダードであり、クリンカーを必要とし、地球上のほぼすべての建築基準に組み込まれています。
これらのコードを作成するエンジニアは、建設会社とその不動産クライアントと共に、通常、リスクを嫌う傾向があります。 それには正当な理由があります。建物が居住者の上で崩壊することは誰も望んでいません。 懸念事項の XNUMX つは、SCM がクリンカーほど性能を発揮しない可能性があることです。 もう XNUMX つは、これらの新しいタイプのコンクリートを現場で流し込んで硬化させるには、より多くのスキルとトレーニングが必要になることです。 現状を変えるのは難しいですが、ネットゼロの道筋とは完全に相容れません。 建築技術と規範は進化する必要があり、政策立案者と民間部門の両方による規制と業界規範への対応が必要になります。
ソリューションは、バリュー チェーン全体でのコラボレーションと「共同競争」にある
前述のように、セメントとコンクリートのセクターは非常に局地的であると指摘しました。これは、このように重くて利益率の低い商品を移動するためのコストがかかるためです。 この部門は、たとえばアルミニウムのように、世界的な需要に対応するために必要な少数の製錬所や製錬所を脱炭素化したり、再生可能エネルギーが豊富な地域に移行したりできるのとは大きく異なります。 セメントをクリーンアップするには、クリンカーが生産され使用される世界中の何千もの場所で、ローカル レベルで問題を解決する必要があります。
これは、次のようなグローバル企業にとっては困難です。 スウェーデンの国営エネルギー企業であり、FMC の創設メンバーである Vattenfall、2040年までに正味ゼロにするという科学的根拠に基づく目標を考えると、事業を展開するすべての地域でゼロに近い排出量のコンクリートを調達する必要があります。 Vattenfall は、セメント生産の脱炭素化に向けて、完全なバリュー チェーン アプローチを採用しました。 これは、セメント メーカー、セメント サプライヤー、および建設業界と、革新的な技術をスケールアップするための最短経路について話し合うことを意味します。
建築技術と規範は進化する必要があり、政策立案者と民間部門の両方による規制と業界規範への対応が必要になります。
透明性とコラボレーションは、バリュー チェーン全体で排出量を脱炭素化するために不可欠です。 Vattenfall にとっての目標は、業界の二酸化炭素排出量を半分にする可能性のある漸進的な変化ではなく、セメント生産を完全に脱炭素化する変革的な変化です。 このような透過的なバリュー チェーン アプローチには、いくつかの大きな利点があります。
まず、パートナーが互いの要件を理解し、協力できる領域を特定し、互いの資産と能力を活用してソリューションを見つけ、変化を推進するのに役立ちます。
第二に、すべてのバリュー チェーン パートナーがゼロエミッション セメントという同じ目標に沿って調整できれば、セメント生産者とその投資家に、現在、セメントの約 XNUMX 倍の費用がかかる製品を製造する価値があるという強力な需要信号を送ることができます。通常のOPC。
第 XNUMX に、すべてのパートナーがクリーン セメントの需要を調整できれば、グリーン プレミアムのリスクを分散するのに役立ち、単一の関係者が不当な割合のコストを負担することはありません。 このようなアプローチを機能させるには、FMC などのイニシアチブを利用して、さまざまな地域の主要なバリュー チェーン プレーヤーを XNUMX つにまとめ、開かれた環境とコラボレーションを促進してすべての人に役立つソリューションを見つけることを奨励します。
民間部門と公共部門が手を取り合ってダンスフロアを叩く必要がある
この 10 年間で重排出セクターの脱炭素化を開始することが急務であることを考えると、協力はコミットメントをもって迅速にフォローアップする必要があります。 需要と供給のダンスフロアでは、誰かが最初の動きをする必要があります。そこで FMC の出番です。このセクターでは、建設会社やエンジニアリング会社であれ、開発者や建築家であれ、連合のメンバーはゼロに近い購入または指定を約束する必要があります。 2030 年までに年間排出量の少なくとも XNUMX% のセメントを排出します。
10% のコミットメントの一環として、Vattenfall は、現職の生産者とスタートアップの生産者の両方によって開発された、変革をもたらす可能性のあるゼロエミッションのセメント技術を調査中です。 Vattenfall の見解は、早期に行動することのコストとリスクは高いが、何もしないことのリスクはより高いというものです。 需要が急増すると、供給が追いつくのに時間がかかる場合に備えて、キューの先頭にいる必要があるためです。
たとえば、低炭素鋼を取り上げると、Vattenfall が水素の画期的な製鉄技術への投資を通じて主導的な役割を果たしている別のバリュー チェーン (ハイブリッド）。 スウェーデンの化石燃料を使用しない鉄鋼の供給業者は、20 ～ 25% の価格プレミアムにもかかわらず、近年自社製品の需要が目覚ましい伸びを見せており、ほぼゼロのセメントについても同様の需要が予想されます。
Vattenfall は、再生可能エネルギー供給の短期的な軌道は、今日から 2030 年までに容量が XNUMX 倍になり、風力発電所のコンクリート基礎などのインフラストラクチャを構築する必要があるため、化石燃料を含まないセメントの継続的な需要が確保されると予測しています。 さらに、再生可能エネルギーの大規模な新規設備を建設する権利は、建設方法の持続可能性がますます決定的なパラメータになる競争公売を通じて付与されます。
しかし、これまで見てきたように、企業は解決策の半分にすぎません。 政府は早急に参加する必要があります。政府は、建築基準法を改正し、公開入札や競売でゼロに近い材料のシェアに関する明確な要件を設定するという点で、果たすべき重要な役割を担っています。 政府は、新しい技術を大規模に解き放つためにより大きなインセンティブを提供する可能性があります。 CCUSを取ります。 170ドルもかかる可能性があります 削除します & 店舗 セメント生産からの 2 トンの COXNUMX は、 ヨーロッパでのセメント生産はトンあたり 50 ～ 60 ドル. ノルウェー政府はこの分野をリードしています。 Heidelberg Materials と共同投資して、 セメント工場での世界初の産業規模の炭素回収施設、2024年後半に完全に運用される予定です。政府は、この技術の商業的実行可能性を加速するために、CCUSプラントを建設するための許可プロセスも合理化する必要があります.
政府が果たすべきもうXNUMXつの役割 国が資金提供するインフラストラクチャは、全世界のコンクリート売上高の推定 40 ～ 60% を占めています。 購買習慣と結びついている: セメントをほぼゼロにするための公共調達目標を通じて、より多くの政府が需要シグナルを送る必要があります。
世界経済フォーラム — に関連して 世界セメント・コンクリート協会 そしてミッション・ポッシブル・パートナーシップの 気候変動への具体的な行動 イニシアチブ — を発行しました セメント部門の脱炭素化を政策立案者に呼びかける また、 クリーン エネルギー閣僚会議の産業の大幅な脱炭素化イニシアチブ (IDDI) 政府が最初の公的調達の約束をするよう奨励する。
有望な兆候があります。フランスは最近、35 年までにセメント生産からの排出量を 2030% 削減する政策を策定しました。 日本も独自のロードマップを発表（日本語）. カナダは、セメントとコンクリートに関する画期的なアジェンダを共同で主導することを約束しました。 そして 中国世界のセメントの半分以上を生産する . 一方、ジョー・バイデン大統領の 2023 月のインフレ削減法は、CCUS 技術の潜在的なゲームチェンジャーであり、回収および隔離された二酸化炭素 2024 トンあたり最大 85 ドルの税額控除を提供します。
セメントは、並外れた汎用性、実用性、さらには美しささえ備えた建築材料です。 むしろ、オスカー・ワイルドの有名な小説の主人公のように」ドリアン·グレイの肖像、」その魅力にもかかわらず、セメントには汚い秘密が隠されています。 先進国市場と新興国市場の両方が、これまで以上に深刻化する気候の影響に直面して生き残り、繁栄するために必要なインフラストラクチャを構築できるようにする、より持続可能な未来を作るには、セメントとコンクリートを脱炭素化するために協力する以外に選択肢はありません。緊急の優先事項。
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- 情報源： https://www.greenbiz.com/article/how-decarbonize-concrete-and-build-better-future
