O concreto derivado de CO2 pode construir um futuro líquido negativo

Num mundo com uma população crescente e um setor de construção em rápida expansão, como podemos evitar que a construção de casas prejudique o nosso clima? O betão é o segundo material mais consumido na Terra, mas o seu ingrediente principal, o cimento, é responsável por 7% das emissões antropogénicas globais de CO2. A resposta pode vir do ar rarefeito - materiais de construção derivados de CO2 - escreve Eve Pope, analista de tecnologia da IDTechEx

O novo relatório da IDTechEx “Utilização de dióxido de carbono 2024-2044: tecnologias, previsões de mercado e atores” explora muitas maneiras de valorizar o dióxido de carbono capturado para criar produtos úteis. Entre estes, os materiais de construção derivados do CO2 mostraram-se particularmente promissores devido às melhorias de desempenho e à competitividade em termos de custos, bem como aos benefícios de sustentabilidade. A IDTechEx prevê que mais de 170 milhões de toneladas de CO2 capturado serão utilizadas em materiais de construção até 2044.

O dióxido de carbono pode ser utilizado na produção de concreto de três maneiras diferentes: injeção de CO2 durante a cura do concreto pré-moldado, injeção de CO2 durante a mistura do concreto pronto e formação de agregados/aditivos carbonáticos.

Estágios de produção de concreto com oportunidades de utilização (CO2U) e captura de carbono (CC) rotuladas. Fonte: IDTechEx

Ao contrário de outras vias de utilização de dióxido de carbono, como a conversão para combustíveis eletrónicos, que requer grandes quantidades de energia e hidrogénio verde (muitas vezes proibitivamente caro), a química básica de mineralização que sustenta a absorção de CO2 durante o fabrico de betão é termodinamicamente favorecida e consome menos energia. -intensivo porque são formados carbonatos metálicos estáveis. Estes carbonatos representam um sequestro efetivamente permanente de CO2, de modo que os materiais de construção derivados do CO2 duplicam a utilização simultânea de dióxido de carbono e o armazenamento de dióxido de carbono. O processo é compatível com muitas fontes diferentes de CO2.

Valorizando o desperdício

Além do CO2 residual, os fluxos de resíduos sólidos também podem ser reaproveitados em concreto novo usando a química de mineralização do CO2 para formar carbonatos. Por exemplo, os intervenientes no betão derivado de CO2 incluem a empresa suíça neustark, que utiliza a reacção do CO2 com o betão demolido para armazenar dióxido de carbono e produzir agregados de betão. Outro produtor de agregados, a OCO Technology, sediada no Reino Unido, utiliza CO2 e resíduos de processos térmicos industriais. Enquanto isso, a gigante de materiais de construção Heidelberg Materials está em andamento em pesquisa e desenvolvimento na reciclagem de concreto usando CO2 para formar um substituto do cimento. A escória siderúrgica está sendo explorada por empresas como Carbonaide e CarbiCrete como substituto do cimento durante a cura auxiliada por CO2. Podem ser geradas receitas adicionais através de taxas de eliminação de resíduos, com alguns intervenientes concretos derivados do CO2 a reportar já terem alcançado a paridade de preços com os operadores históricos.

Acelerando a adoção

A produção de concreto normalmente tem margens baixas e a disposição de pagar um prêmio verde é baixa. Portanto, a implantação generalizada de betão derivado de CO2 dependerá dos intervenientes na tecnologia de utilização de CO2, criando soluções fáceis de adotar que sejam minimamente perturbadoras para os processos de fabrico existentes. Na cura auxiliada por CO2, alguns participantes têm como alvo câmaras de cura adaptáveis. Em outros lugares, soluções plug-and-play e de unidades móveis também estão sendo comercializadas.

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2023 viu o lançamento de vários padrões ASTM em torno da cura auxiliada por CO2, melhorando a confiança na segurança e na qualidade do concreto pré-moldado derivado de CO2. Embora muitos materiais de construção derivados de CO2 ainda não tenham alcançado a paridade de preços com o betão convencional, alguns clientes estão dispostos a pagar mais devido ao desempenho melhorado (como maior resistência e estética melhorada).

Indo além do zero líquido

A absorção direta de CO2 pelo concreto pode ser um processo líquido zero se o dióxido de carbono for proveniente de uma fonte pontual fóssil (como uma central elétrica a carvão) ou um processo líquido negativo se for utilizado CO2 biogênico ou capturado diretamente no ar. Em 2023, uma colaboração entre a empresa Heirloom de captura direta de ar (DAC) e a CarbonCure, empresa de concreto derivado de CO2, armazenou CO2 capturado do ar ambiente em concreto pela primeira vez.

Mas o concreto derivado de CO2 ainda é negativo quando se considera o CO2 liberado durante a produção de cimento? A formação de carbonatos metálicos durante a mineralização do CO2 pode aumentar a resistência do concreto e reduzir a quantidade de cimento necessária. Alternativamente, alguns aditivos de carbonato podem atuar como materiais cimentícios suplementares e substituir o cimento. Portanto, de acordo com a análise dos players da IDTechEx, vários podem produzir produtos de concreto com carbono negativo. O armazenamento permanente de CO2 em concreto permite que os participantes vendam créditos de remoção de dióxido de carbono de alto valor no mercado voluntário de carbono.

Dados de pegada de carbono de 12 players de concreto derivados de CO2. Fonte: IDTechEx

O caminho a seguir

Embora a produção de betão derivado de CO2 seja mais cara do que o betão convencional, as receitas podem ser geradas através de taxas de eliminação de resíduos e vendas de créditos de carbono, com alguns intervenientes já a reportarem conseguir a paridade de preços. No futuro, um apoio regulatório mais forte (por exemplo, aumento do preço do carbono) acelerará ainda mais a adoção, com a IDTechEx prevendo que mais de 170 milhões de toneladas de CO2 capturado serão utilizadas em materiais de construção até 2044. Com o contínuo desenvolvimento de soluções de captura de carbono para fornos de cimento, O CO2 poderia ser proveniente da produção de cimento, criando uma solução circular.

Para saber mais sobre o novo relatório da IDTechEx "Utilização de dióxido de carbono 2024-2044: tecnologias, previsões de mercado e participantes", incluindo páginas de amostra para download, visite www.IDTechEx.com/CO2U.

Para obter mais informações sobre o portfólio de pesquisa de mercado CCUS (captura, utilização e armazenamento de carbono) da IDTechEx, consulte o IDTechEx “Mercados de captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS) 2023-2043” e “Mercados de remoção de dióxido de carbono (CDR) 2023 -2040: Relatórios de tecnologias, jogadores e previsões”.

Sobre IDTechEx

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