Pabrik semen penyumbang emisi karbon mengapa masuk nomor 3


Green | 17 November 2019

Para ilmuwan sedang mengambil langkah nyata untuk mengurangi jejak karbon besar-besaran dari pabrik semen.

Tidak terasa setiap bangunan mengunakan semen untuk struktur bangunan. Dan dihasilkan dari pabrik yang tidak ramah lingkungan, proses pembuatan semen tidak pernah berubah walau sejak ditemukan 2 abad lalu.

Sekarang proses pembuatan beton baru yang dikembangkan perusahaan Solidia Technologies, diharapkan perusahaan yang berbasis di New Jersey secara dramatis merubah cara pembuatan bahan bangunan semen ramah lingkungan.

Dengan mengutak-atik bahan kimia salah satu bahan penting beton — semen — dan mengubah proses perbaikan. Perusahaan Solidia mengatakan dapat membuat beton lebih murah daripada proses tradisional, sementara pada saat yang sama secara drastis memangkas emisi karbon yang terkait cara memproduksi semen dengan pembakaran.

Semen salah satu industri yang mencemari bumi dengan karbon paling ekonomi global.
Bertanggung jawab sekitar 8% emisi karbon dioksida global (CO2) pada tahun 2015.
Industri semen menjadi penghasil gas rumah kaca terbesar ketiga di dunia setelah total emisi yang dikeluarkan 2 negara di China dan Amerika Serikat.

Jejak yang sudah sangat besar ini diproyeksikan ketika pertumbuhan dalam beberapa dekade mendatang, seiring perkembangan ekonomi dan urbanisasi yang cepat yang sedang berlanjut di seluruh Asia Tenggara dan Afrika sub-Sahara. Menurut Badan Energi Internasional dan Inisiatif Keberlanjutan dengan industri Semen, pada tahun 2050 produksi semen akan terus meningkat sebanyak 23%.

Hal ini menjadi tantangan signifikan untuk memerangi perubahan iklim.
Sejauh ini belum ada cara untuk menganti bahan semen.

Satu studi 2018 memperkirakan bahwa emisi yang terkait dengan produksi semen harus turun setidaknya 16% pada tahun 2030, dan jauh kedepan harus lebih banyak lagi setelah tahun tersebut.
Tentu saja jika negara-negara di dunia ingin memenuhi target Paris Climate Accord 2015 untuk tetap mempertahankan suhu panas tidak melewati 2 derajat Celcius di abad 21 ini.
Bila tidak, bumi akan terus memanas, dan dampaknya kita sudah rasakan sendiri ditahun 2019 ini.



Menurut para pakar industri, salah satu sumber polusi dengan pengurangan pada skala tersebut. Membutuhkan adopsi yang luas dengan alternatif produksi semen agar dapat mengurangi emisi karbon yang sekarang sedang dikembangkan di beberapa laboratorium di seluruh dunia.

Jejak karbon industri beton yang mengejutkan terutama disebabkan skala penggunaan material itu sendiri.
Kombinasi umum antara pasir dan kerikil yang direkatkan dengan semen, batu buatan ini ada di mana-mana. Merupakan bagian dari hampir setiap struktur lingkungan untuk pembangunan modern kita.

"Masyarakat saat ini tidak akan melepas bangunan tanpa beton," kata Robert Courland, penulis buku Concrete Planet. Semen adalah bahan sintetis paling berlimpah yang tersedia, dan menurut Federasi Industri Semen, sebuah kelompok perdagangan Australia, jika membagi semua beton yang digunakan di seluruh dunia setiap tahun, setara tiga ton beton akan diberikan kepada setiap orang di planet ini, menjadikannya sumber daya terbanyak kedua di dunia setelah air.

Karena kebutuhan yang berlimpah, beton juga mengambil korban bagilingkungan.
Proses pembuatan semen Portland, bentuk yang paling umum digunakan untuk menghasilkan beton, misalnya, adalah salah satu proses pembuatan yang paling intensif menghasilkan karbon; memproduksi satu ton semen setara menghasilkan di atas 1.000 pon karbon dioksida.

Proses pembuatan semen belum dapat dirubah.
Dimulai dengan batu kapur yang dihancurkan, dan dicampur dengan bahan mentah lainnya, kemudian dimasukkan ke dalam tungku silinder yang besar, berputar, dipanaskan hingga lebih dari 1.400 derajat Celcius.

Disain tunggu pembakaran cenderung sedikit miring, dan bahan-bahan dituangkan ke ujung yang ditinggikan.
Ketika mereka bergerak ke arah panas api di ujung bawah tungku, beberapa komponen dipanaskan dengan cara dibakar dengan gas, sementara elemen yang tersisa bersatu untuk menghasilkan bola abu-abu yang dikenal sebagai klinker.

Gumpalan material — yang sudah menjadi batu semen seukuran kelereng — di dinginkan dan kemudian kembali ditumbuk menjadi bubuk halus untuk membentuk elemen pengikat utama yaitu semen. Dan semen digunakan untuk beton agar dapat mengeras saat dicampur dengan air.

Proses ini, hampir tidak berubah sejak ditemukan hampir dua abad lalu. Proses produksi semen inilah menghasilkan emisi karbon dalam dua cara.

Pertama, bahan bakar yang digunakan adalah dari fosil, biasanya dibakar untuk memanaskan tungku ke suhu tinggi yang diperlukan untuk memecah material, sehingga memancarkan gas karbon dalam proses.
Kedua selain itu, proses dekomposisi termal itu sendiri menghasilkan emisi, karena karbon yang terperangkap dalam batu kapur bergabung dengan oksigen di udara untuk menciptakan karbon dioksida sebagai produk sampingan.

Sebanyak 66% dari emisi karbon yang terkait dengan semen timbul dari reaksi ini, itulah sebabnya merubah pembuatan semen dianggap sebagai proses yang sangat sulit untuk menurunkan tingkat karbon, kata Gaurav Sant, seorang profesor teknik sipil dan lingkungan di University of California, Los Angeles (UCLA).

Karena emisi karbon dioksida terjadi dan menjadi bagian dari proses kimia itu sendiri, katanya, bahkan peralihan sepenuhnya ke sumber energi rendah atau nol karbon untuk memanaskan kiln hanya akan menyelesaikan sebagian dari masalah pabrik semen.

Produsen semen telah mengambil langkah-langkah untuk mengurangi emisi.
Berkat peningkatan efisiensi energi dan perubahan pada campuran beton, intensitas karbon dioksida rata-rata dari produksi semen telah berkurang 18% secara global selama 20 tahun terakhir.



Beberapa perusahaan telah memasang teknologi untuk mencegah emisi karbon dioksida agar tidak pernah memasuki atmosfer, meskipun sistem seperti itu hanya dapat menangkap begitu banyak tapi mungkin saja tidak terbukti layak pada skala yang diperlukan agar membuat dampak yang signifikan bagi bumi.

Sementara para pemimpin industri baru-baru ini menjanjikan penurunan lebih lanjut, Sant memperingatkan bahwa teknologi yang ada hanya memberikan sebagian dari penurunan emisi gas karbon dioksida yang diperlukan untuk mencapai tujuan Paris.

Pabrik semen penyumbang emisi karbon ada alternatif untuk semen ramah lingkungan

“Apa yang benar-benar perlu dilakukan oleh industri adalah memangkas biaya dan upaya menghasilkan jenis semen baru atau adanya alternatif yang membutuhkan lebih sedikit clinker,” katanya.
"Ini satu-satunya cara mereka dapat mengatasi masalah emisi CO2 hulu dari produksi semen."

Beberapa inovasi baru produksi semen
Perusahaan mencoba berbagai metode untuk mengurangi atau menghilangkan jumlah klinker yang diperlukan untuk membuat beton.

BioMASON yang berbasis di North Carolina, misalnya, menggunakan bakteri secara alami sebagai pengikat untuk membuat batu bata beton.

CO2Concrete, spin-off dari UCLA, telah mengembangkan teknologi yang mengambil karbon dioksida langsung dari cerobong pembangkit listrik untuk menghasilkan mineral padat karbonat yang kemudian dapat digunakan untuk menggantikan semen tradisional Portland.

Yang lainnya, seperti di Inggris dan Zeobond di Australia, difokuskan pada penggunaan produk sampingan dari proses industri lainnya untuk menciptakan apa yang disebut "geopolimer" untuk menggantikan klinker dalam pembuatan semen.

Para ahli mengatakan, Solidia, perusahaan New Jersey yang bergerak di Perancis selama musim panas, mengunakan salah satu teknik yang paling menjanjikan.
Prosesnya, pertama kali dikembangkan pada 2008 di Universitas Rutgers, dengan memanipulasi kimia semen secara signifikan menurunkan suhu klin yang diperlukan untuk memproduksi klinker, kemudian mengaduk menjadi beton yang dibuat dengan semen mereka dengan limbah karbon dioksida.

"Teknologi-teknologi tersebut menggabungkan mengumpulkan pengurangan jejak karbon hingga 70% dibandingkan dengan beton berbasis semen Portland biasa - sekaligus produksinya lebih murah," kata Tom Schuler, presiden dan CEO Solidia, yang telah mengumpulkan dukungan finansial dari modal ventura terkenal. Seperti perusahaan Kleiner Perkins dan Bright Capital, raksasa minyak BP, dan LafargeHolcim yang berbasis di Swiss, produsen semen terbesar di dunia.

Perusahaan CarbonCure yang memproduksi alternatif semen, Halifax, Nova Scotia.
Gagasan insinyur sipil Rob Niven, CarbonCure telah mengembangkan sistem di mana karbon dioksida cair dipompa ke beton basah.
Saat beton mengeras, karbon dari karbon dioksida bereaksi dengan beton menjadi mineral, secara efektif mengurangi kebutuhan semen tanpa mengurangi kekuatan atau harga beton.

"Pada proyek bangunan atau infrastruktur apa pun, proses mineralisasi CO2 ini mengurangi karbon sebanyak ratusan, jika tidak ribuan hektar pohon akan menyerap dalam setahun," kata Christie Gamble, direktur keberlanjutan CarbonCure. Penempatan di seluruh dunia, katanya, dapat mengurangi sekitar 550 juta ton karbon dioksida setiap tahun, setara mengeluarkan emisi 150 juta mobil dari jalanan setahun.

Untuk saat ini, teknologi CarbonCure, yang membutuhkan retrofit kecil yang terdiri dari sistem komputer, tangki untuk menyimpan karbon dioksida, dan tabung untuk pompa ke dalam campuran beton, sekarang dipasang di hampir 150 pabrik beton di seluruh Amerika Utara. Perusahaan mengatakan juga berkembang ke Asia Tenggara dan Eropa.

Demonstrasi nyata dari produk mereka mulai dilakukan di Georgia untuk sebuah gedung perkantoran komersial sedang dibangun di salah satu kawasan paling elite di Atlanta.
Direncanakan akan selesai pada akhir tahun 2019, bangunan ini akan menjadi pengembangan skala besar pertama yang menggunakan beton yang dibuat dari teknik CarbonCure di seluruh struktur.
Menurut Gamble, proyek ini sendiri akan mencegah lebih dari 750 ton karbon dioksida dilepaskan ke atmosfer, jumlah yang setara dengan 800 hektar hutan yang menyerap karbon dioksida selama setahun.

Meskipun perusahaan-perusahaan seperti Solidia dan CarbonCure mulai membuat kemajuan, mereka masih memiliki jalan panjang sebelum meraih pasar.
Schuler mengatakan rintangan utama adalah konservativisme sektor bangunan yang meluas. "Sikap umum industri adalah melihatnya dan memercayainya," kata Schuler.
Perusahaan telah menghabiskan sekitar $ 100 juta untuk penelitian dan pengembangan dan uji coba seperti yang ada di Perancis untuk meyakinkan klien komersial mereka.



Keengganan untuk mengadopsi teknologi baru dapat dipahami. "Ketika datang untuk memastikan keselamatan dalam struktur bangunan, setiap kontraktor harus yakin apa yang dilakukan dapat berhasil," kata Sant.
Tetapi dia juga berpendapat bahwa peraturan keselamatan saat ini belum mampu mengevaluasi proses baru untuk memproduksi beton yang akan diperlukan untuk secara signifikan mengurangi emisi karbon industri.

“Masalahnya adalah bahwa kita terlalu lama mengandalkan tingkat dan standar preskriptif yang memberi tahu kita untuk membuat konkret dengan teknik tertentu, daripada menggunakan kriteria berbasis kinerja yang akan memacu inovasi sektoral,” katanya.

Masalah besar lainnya adalah biaya. "Meskipun solusi baru tidak selalu lebih mahal daripada solusi konvensional, dalam kasus di mana mereka berada, perusahaan pabrik semen hanya memiliki kemauan terbatas untuk membayar biaya tambahan," kata Jeremy Gregory, direktur eksekutif di MIT's Concrete Sustainability Hub, sebuah kelompok riset yang berfokus pada beton berkelanjutan produksi dan penggunaan. Sebuah studi tahun 2015 menemukan bahwa semen berbasis geopolimer, misalnya, biayanya tiga kali lipat dari yang tradisional.

Kebijakan untuk mengimbangi biaya yang lebih tinggi dan mendorong investasi dalam semen ramah iklim menjadi berkurang, Gamble mengatakan, menyarankan, "kemajuan teknologi tidak dengan sendirinya menurunkan emisi semen." Apa yang diperlukan, katanya, "adalah langkah-langkah seperti menutup emisi dan memberikan penalti untuk mengirim sinyal ke pasar dan mendorong adopsi teknologi ramah lingkungan yang lebih luas. "

Pada akhirnya, dia mengakui bahwa semen rendah karbon mungkin masih cukup jauh dari jangkauan adopsi skala besar.
Namun dia tetap positif: “Mungkin butuh 20, 30 tahun, mungkin lebih. Tapi kami mulai melihat kilau pertama dari jalan itu. "

Mengingat skala monumental dari jejak karbonnya, semen saja dapat membuat atau menghancurkan upaya untuk memperlambat pemanasan global. Bagi Gregory, satu-satunya jalan ke depan adalah terus mendorong seluruh industri untuk mempercepat perubahan dengan menganti produksi semen dengan semen alternatif

Heliogen disain pembangkit termal memiliki solusi memanfaatkan cahaya matahari


Selama bertahun-tahun, berbagai macam startup dan kelompok penelitian telah mengingkari janji pembangkit listrik tenaga surya.
Menggunakan sejumlah besar cermin untuk memusatkan sinar matahari dan menghasilkan listrik dari panas yang dihasilkan.
Di lapangan energi harus murah, bahkan ketika persaingan harga panel surya yang anjlok

Hari Selasa Gross, ketua inkubator Idealab dan CEO dari perusahaan termal surya eSolar sebelumnya, mengumumkan sebuah disain yang melewatkan bagian listrik dan menempatkan panas untuk digunakan langsung dalam proses industri.

Heliogen diperkirakan mampu mencapai suhu yang lebih tinggi daripada pabrik komersial sebelumnya — cukup panas untuk kebutuhan pabrik semen, baja, dan hidrogen.
Harapannya adalah panas matahari ini dapat menggantikan bahan bakar fosil yang biasanya digunakan untuk pemanas reaksi yang diperlukan, dampak baiknya dapat mengurangi emisi gas rumah kaca yang dihasilkan dalam proses tersebut.

Jika berfungsi seperti yang diharapkan, disain tersebut dapat memberikan bagian penting dalam teka-teki dekarbonisasi.
Sebuah laporan Oktober dari Pusat Kebijakan Energi Global Universitas Columbia menemukan bahwa membakar bahan bakar fosil untuk menghasilkan panas proses industri menyumbang sekitar 10% dari emisi karbon dioksida global, lebih banyak dari emisi semua mobil di dunia.

Namun, ada batasan di mana dan bagaimana teknologi ini dapat diterapkan.
Cahaya surya terkonsentrasi hanya bekerja di daerah yang sangat cerah.
Jadi perusahaan industri yang ingin mengambil manfaat dari proses ini mungkin dapat membangun pabrik baru di dekat fasilitas panas matahari.

"Bagian tengah gurun biasanya bukan pusat industri," kata Julio Friedmann, seorang peneliti senior di Pusat Kebijakan Energi Global dan penulis utama laporan tersebut.

Perusahaan Heliogen, yang berbasis di Pasadena, California, masih perlu membuktikan teknologi mereka dapat bekerja seperti yang diklaimnya, dan dirancang dengan biaya kompetitif.
Perusahaan mempekerjakan sekitar 25 orang itu masih menolak untuk mengungkapkan berapa banyak uang yang telah dikumpulkannya.

Sebuah pabrik panas matahari standar mencapai suhu sedikit di bawah 600 toC untuk memanaskan media seperti garam cair, pada gilirannya, digunakan untuk mengubah air menjadi uap, dan memutar turbin yang menghasilkan listrik.

Heliogen perusahaan pembangkit panas untuk industri

Trik Heliogen adalah menggunakan sistem monitoring kamera beresolusi tinggi dan perangkat lunak visi komputer untuk melakukan penyesuaian kecil pada masing-masing cerminnya, meluruskan setiap sinar matahari ke satu titik kecil.

Perusahaan telah membangun pembangkit listrik tenaga surya kecil di Lancaster, California, dan memghasilkan suhu di atas 1.000 ?C.
Gross mengatakan pertama kalinya suhu tersebut dicapai di fasilitas komersial, dan siaran pers menyatakannya sebagai "pencapaian ilmiah tunggal."

Tetapi pengamat di lapangan mencatat bahwa kelompok komersial dan penelitian lain telah mencapai suhu yang sama, setidaknya dalam beberapa eksperimen.
bagian poling sulit adalah mengembangkan sistem yang dapat menahan, mempertahankan, dan mentransfer panas.

Heliogen mengatakan dapat menggunakan berbagai media, termasuk partikel keramik, untuk mengirimkan panas ke tempat-tempat di mana proses industri dilakukan. Namun, beberapa langkah proses tertentu, seperti pembuatan kapur, dapat dipanaskan langsung di lokasi oleh cermin surya.

Perusahaan startup itu juga harus mampu mencapai (dan mempertahankan) suhu di atas 1.000 ?C untuk menjalankan beberapa aplikasi yang disebutkan.
Tungku pembakaran baja beroperasi di sekitar 1.100 ?C.
Sedangkan tungku semen bekerja di sekitar 1.400 ?C.
Memisahkan air untuk menghasilkan hidrogen akan suhu sekitar 1.500 ?C, kata perusahaan Heliogen.

Gross mengatakan teknologi "sepenuhnya memungkinkan mencapai itu," dan bahwa perusahaan akan bekerja menuju tujuan itu tahun depan.

Mengingat keterbatasan geografis, matahari termal tidak mungkin menggantikan operasi industri yang ada dalam waktu dekat, kata Friedmann. Tetapi ini dapat memberikan alternatif rendah emisi untuk pertumbuhan tambahan di sektor-sektor ini, terutama di daerah dengan kebijakan iklim yang kuat, katanya.


Berita terkait
Perangkat paling boros listrik adalah AC dan dampak psikologi udara panas. Di pasaran AC murah mengkonsumsi 50% energi listrik, bila musim panas tiba di satu kota. Maka ada kemungkinan pemadaman listrik bergilir. Indonesia masuk daftar, sekitar 9% rumah memiliki AC.Manusia mampu beradapatasi. Jika saya bisa bekerja dengan suhu 30C, Anda juga bisa - percayalah pada saya."

Kita kalah dalam pertempuran untuk menyelamatkan planet kita, dan kita tidak bisa menyalahkan siapa pun selain diri kita sendiri. Generasi masa depan akan menjadi bingung dan marah terhadap leluhur mereka.. Dampaknya sudah terasa, tapi tidak melakukan perbaikan. Memperbaiki saja sudah terlambat, kata banyak peneliti.



Dari video BBC menceritakan bagaimana cara kerja reaktor nuklir. Seperti memanaskan ketel air dan mengerakan turbin. Pembangkit listrik reaktor nuklir mengunakan teknik yang sama, tetapi pemanas mengunakan reaksi plutonium. Kemana sampah radioaktif nantinya dibuang. Dan berapa lama bahan tersebut tetap berbahaya bagi manusia. Salah satunya Jerman dimana negara harus mencari tempat paling aman.




No popular articles found.
< /body>