Zbavit se emisí při výrobě cementu je zatím nadlidský úkol. Přitom je klíčovou příměsí všudypřítomného betonu, takže stavbaři si bez něj neporadí. Cementárny proto zatím počítají s tím, že velký podíl emisí budou muset offsetovat.
Na každého obyvatele planety připadá spotřeba zhruba půl tuny cementu ročně. Polovina veškerého cementu se používá na výstavbu budov, zbytek je potřeba na silnice, železnice či energetická zařízení, jako jsou elektrárny. Výroba cementu měla loni podle odhadů World Cement Association za následek vznik 2,4 gigatuny oxidu uhličitého, což představuje sedm až osm procent celkových globálních emisí. Do roku 2050, kdy má lidstvo dosáhnout uhlíkové neutrality, má z výroby cementu vznikat stále téměř gigatuna emisí.
Plán dekarbonizace výroby Svazu výrobců cementu ČR z roku 2024 uvádí, že dosažení nulových emisí v roce 2050 má sektoru z 20 procent zajistit použití cementů s nižším obsahem slínku, který je pro výrobu klíčový, zlepšení tepelné účinnosti rotačních pecí (10 %), použití alternativních paliv (7%) a použití dekarbonizovaných surovin (3 %).
Šedesát procent emisí však při výrobě vznikne a bude je potřeba následně zachycovat ze vzduchu a ukládat. Tyto technologie ovšem zatím nikde na světě ve velkém měřítku nefungují, byť na nich spousta firem pracuje.
Fosilní paliva nejsou problém
Emise z fosilních paliv odpovídají za zhruba 33 procent celkových emisí skleníkových plynů z výroby cementu. Cementárny nicméně fosilní paliva postupně nahrazují alternativními palivy z průmyslových, jinak nevyužitelných odpadů, navíc s významným podílem uhlíkově neutrální biomasy. V roce 2023 se černé uhlí podílelo na palivech použitých při výrobě cementu necelými 17 procenty, zemní plyn tvořil jedno procento.
Tuhá alternativní paliva (TAP) jsou vlastně drtí pneumatik, textilu, papíru, štěpky či plastových výmětů, což je třeba plast z třídicích linek nevhodný k recyklaci. „Cementárny v České republice patří mezi trojici nejúspěšnější evropských států ve využívání alternativních paliv, průměr náhrady je zhruba 87 procent a některé výrobní jednotky dosahují až 95 procent. Z toho podíl biomasy je okolo 30 procent a je ověřován akreditovanou laboratoří,“ sdělil Ekonews před časem výkonný tajemník Svazu výrobců cementu ČR Jan Gemrich.
Biomasa je důležitá, protože se považuje za uhlíkově neutrální. Při spalování se sice uvolňuje oxid uhličitý, ale absorbovaly ho spalované rostliny během svého růstu. Dosud neodzkoušenou cestou ke snížení emisí z výroby cementu je využití nízkoemisního vodíku a obnovitelné elektrické energie.
Poptávka po TAP roste
Zatímco před dvěma lety byl problém s dostupností TAP, nyní se podle vyjádření cementářů situace zlepšuje. Díky úpravě legislativy přibývá odpad, který se nesmí skládkovat, nebo jsou za jeho skládkování vysoké poplatky, což platí například pro zmíněné plastové výměty.
„Poptávka po TAP stále roste a domácí produkce nepokrývá poptávku. I proto podporujeme vznikající projekty, které se věnují úpravě odpadu. Navázali jsme spolupráci s firmou SUAS, která využívá nejen směsný komunální odpad, ale i zmiňované plastové výměty. Za partnery považujeme velké i malé odpadářské firmy nebo společnosti specializující se na úpravu odpadu,“ píše Nikola Doležalová, marketingová specialistka české pobočky společnosti Holcim, která patří k největším světovým výrobcům cementu.
Společnost aktuálně připravuje novou linku na dávkování alternativních paliv, měla by vzniknout do konce tohoto roku. Umožní téměř stoprocentní provoz na alternativní paliva.
Jak na „slínkový faktor“
Zásadním problémem zůstává, že při produkci cementu vzniká 60 procent emisí CO2 při chemické reakci, která se nazývá kalcinace a jíž se nelze vyhnout. Působením tepla se vápenec rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý. Za teploty 1450 stupňů Celsia a následným ochlazením vznikají slínkové minerály, které po semletí v cementu při smíchání s vodou zajišťují tuhnutí a tvrdnutí cementu. Právě snížení „slínkového faktoru“ při zachování vlastností cementu je teď cílem většiny cementáren.
Podle Svazu výrobců cementu se v Česku vyrábí zhruba pět až osm základních druhů cementu. V popředí jsou zatím cementy s vysokým obsahem slínku, tedy energeticky i emisně nejnáročnější složky.
Emise by měly pomoci snižovat například kalcinované jíly. Výstavba linky na zpracování materiálu, který bude hrát klíčovou roli v nových cementech s nižší uhlíkovou stopou, zahájila společnost Holcim v Čížkovicích letos v únoru. „Nové produkty s kalcinovanými jíly představíme zhruba v polovině příštího roku. Kalcinované jíly mají oproti slínku až 3,5krát nižší uhlíkovou stopu. Nové cementy by tak mohly mít až o 50 procent nižší stopu CO2,“ sdělila Doležalová
Stavbaři testují jíly
Na nové cementy si budou zvykat hlavně stavebníci. Nejčastěji používaným druhem cementu je portlandský cement CEM I, který má nejvyšší uhlíkovou stopu. CEM II (portlandský směsný cement) má o 17,3 procenta nižší uhlíkovou stopu, CEM III (vysokopecní cement) o 37,5 procenta a CEM V (směsný cement) až o 50 procent, uvádí česká stavební společnost VCES, jež je součástí francouzské skupiny Bouygues Construction.
„Je pravdou, že nejekologičtější cement CEM V není možné uplatnit plošně u všech typů stavebních konstrukcí, protože například u stropů narážíme na limity. Při jejich dalším zatížení by totiž mohlo dojít k nežádoucím průhybům a dotvarování stropní konstrukce. Naše zkušenosti nicméně ukazují, že při správném návrhu je lze použít opravdu v řadě případů,“ říká Jakub Škaloud, projektový manažer a vedoucí týmu Building Differently společnosti VCES.
Firma doposud využila beton se sníženou uhlíkovou stopou například během výstavby rezidenčních projektů Nová Tesla v Pardubicích pro sesterskou společnost Linkcity, Tesla Hloubětín v Praze pro Central Group nebo v případě tramvajové vozovny Hloubětín pro Dopravní podnik hl. m. Prahy.
Bouygues Construction také od roku 2019 spolupracuje s firmou Hoffmann Green Cement Technologies na vývoji a testování receptur betonu s využitím nového cementu vyráběného pomocí technologie založené na využití kalcinovaných jílů. „Cílem této technologie je dosáhnout uhlíkové stopy o 70 až 80 procent nižší než u tradičního portlandského cementu. Tato nová receptura byla již úspěšně vyzkoušena na 15 projektech developerské společnosti Bouygues Immobilier v různých částech Francie,“ dodává Škaloud.
Zachytávají jen akademici
Vzhledem k tomu, že většinu emisí nepůjde v cementárnách jen tak odbourat, spoléhá sektor na zatím ne příliš ozkoušené technologie zachycování oxidu uhličitého při výrobě a jeho ukládání do geologických vrstev (anglicky Carbon Capture Storage, pozn. aut.). V Česku se ale téma řeší zatím převážně na akademické úrovni.
„Co se týče České republiky, upřímně tady nevidíme žádný posun směrem dopředu. O žádných reálných větších projektech nevíme ani se na nich nepodílíme. V Evropě naopak vidíme, že se to zajímavě rozjíždí, několik velkých projektů v poslední době získalo finální investiční rozhodnutí, nebo jsou alespoň v pokročilé fázi,“ říká Marek Palička z výrobně-inženýringové skupiny 2JCP. Ta dodala související technologie například pro cementárnu v norském Breviku, což je jeden z prvních projektů zachycování oxidu uhličitého.
V aktuálním Vnitrostátním plánu České republiky v oblasti energetiky a klimatu se píše, že Česko bude muset zajistit zachycení a uložení 8,1 milionu tun oxidu uhličitého ročně. A to po roce 2035. S ohledem na omezené kapacity ukládání CO2 do horninových struktur bude potřeba významné množství zachycených emisí přepravovat do zahraničí, ideálně pomocí plynovodů. Ani v tomto ohledu ale Česko zatím nic nepodniká.
Irena Buřívalová
Irena prošla MF Dnes nebo ekonomickými týdeníky Euro a Czech Business Weekly. Nejradši píše o věčných chemikáliích v oblečení, ekologickém zemědělství, odpadech, rychlé módě a bioplastech.
