Meten van carbonatie in beton kan leiden naar de overgang van CO₂-uitstoot naar CO₂-opvang

Naarmate het klimaat blijft opwarmen, neemt ook de vraag naar technologieën die CO₂-uitstoot kunnen verminderen en/of CO₂ efficiënt uit de atmosfeer kunnen verwijderen toe. Voorgestelde oplossingen voor het vastleggen van CO₂ zijn er veel, maar er zijn verschillende inzichten met hoe de claims van deze innovaties geverifieerd kunnen worden. 

Carbonaide, een Fins bedrijf dat de betonindustrie bedient, heeft een antwoord op deze uitdaging. Carbonaide heeft een koolstofbindingstechnologie ontwikkeld waarbij beton tijdens de uithardingsfase wordt blootgesteld aan CO₂ om een carbonaatmineraal te produceren. Het proces maakt gebruik van een gepatenteerde procedure die hoge niveaus van carbonatatie bij normale atmosferische druk mogelijk maakt - waarbij volledig gebruik wordt gemaakt van de natuurlijke neiging van cement om te carbonateren. Met ondersteuning van het meettechnologiebedrijf Vaisala, wordt de techniek van Carbonaide ondersteund door continue nauwkeurige CO₂-monitoring. “Het carbonisatieproces vindt plaats in een afgesloten ruimte, wat betekent dat we het proces zeer nauw kunnen monitoren,” legt Tapio Vehmas, CEO van Carbonaide, uit. “Dit is belangrijk, niet alleen om proces- en controle redenen, maar ook omdat koolstof nu een kostenpost vertegenwoordigt, dus nauwkeurige verificatie van vastlegging is essentieel.”

CO₂ uitdagingen vragen om slimme oplossingen

CO₂-uitstoot door klimaatverandering komt van vele bronnen, maar alleen de cement -en betonindustrie stoot al 7% van de wereldwijde CO₂ uit, voornamelijk in de vorm van emissies van de standaard Portlandcementproductie. Als een belangrijke wereldwijde bijdrager aan de uitstoot van broeikasgassen staat de betonindustrie onder druk om de footprint te verlagen. Een enkele ton Portlandcement creëert 800-900 kilogram CO₂-uitstoot, en met steeds strengere regelgeving rond de emissies van betonproductie, zijn efficiënte technologieën om de CO₂-uitstoot van beton te verminderen zeer gewild. De uitdagingen zijn veelvoudig: Hoe verwijder je CO₂? Waar sla je het op? Hoe doe je dit betaalbaar? En, net zo belangrijk, hoe meet je de prestaties nauwkeurig?

CO₂ opslaan tijdens de levensduur

Eenvoudig gezegd is de expertise van Carbonaide in de transformatie van beton van een grote uitstootbron naar een koolstofopslag. Tapio Vehmas is van opleiding een analytisch chemicus met meer dan 20 jaar ervaring in de betonsector. Hij is een van de medeoprichters van Carbonaide, samen met COO Jonne Hirvonen. Zoals Vehmas het stelt, “Ons doel is vrij helder, om een duurzamere toekomst te creëren met geavanceerde technologie die niet alleen de koolstofuitstoot van beton vermindert, maar ook meer CO₂ opslaat dan het uitstoot gedurende zijn levensduur.” Wanneer carbonisatie optimaal wordt geïmplementeerd, worden aanzienlijke hoeveelheden CO₂ opgeslagen in het beton; effectief gebruikmakend van CO₂ als een bindmiddel om gedeeltelijk cement te vervangen, wat aanzienlijke kostenbesparingen oplevert naast ongeveer 50% reductie in de footprint.

Nauwkeurige CO₂ monitoring

De milieu impact van een betonproduct is afhankelijk van de hoeveelheid gemineraliseerde CO₂ die wordt vastgelegd. Het carbonaide-proces vindt plaats in een afgesloten ruimte, zodat nauwkeurige CO₂-monitoring effectieve gesloten-luscontrole van mineralisatie mogelijk maakt om optimale decarbonisatie te waarborgen. Continue CO₂-metingen met de hoogwaardige CO₂-sensoren bieden ook verificatie van CO₂-vastlegging, wat de kosten en vertragingen die gepaard gaan met bemonstering voor analyse in een laboratorium aanzienlijk vermindert. Vehmas zegt: “Verificatie van CO₂-vastlegging is altijd een uitdaging geweest voor alternatieve technieken vanwege de moeilijkheid om een werkelijk representatief monster te verkrijgen. “In tegenstelling tot onze continue CO₂-metingen, kan laboratoriumanalyse het procesbeheer/optimalisatie niet informeren vanwege de tijdvertragingen die ermee gemoeid zijn. Het partnerschap met Vaisala was belangrijk, niet alleen om nauwkeurige metingen te garanderen, maar ook om implementatie op grote schaal mogelijk te maken.”

Bron: Industrial Measurements, Vaisala en Envirotec magazine. Met dank aan Graham Meller.