工学：ポルトランドセメントの大規模な電気的再生利用

セメント生産では、石灰石の脱炭酸と化石燃料の燃焼に起因して、世界の人為起源CO₂の7.5％が排出されている。現行の脱炭素戦略のうち、ポルトランドクリンカーを補助材料で置き換える戦略では、こうした材料は主に排出過程で生じ、代替バインダーを開発する戦略では、大規模化がいまだ期待できず、また、炭素の捕捉と貯留を採用する戦略では、炭素の一部が依然として放出される。一方で、使用済みセメントは、脱炭素除去済みの豊富な原料となる可能性がある。今回我々は、回収したセメントペーストを、鋼鉄の再生利用に最近用いられている石灰–ドロマイトフラックスの部分的な代替材料として使用すれば、これを再クリンカー化できることを示す。結果として得られたスラグは、ポルトランドクリンカーの既存の仕様を満たし、焼成した粘土および石灰石と効果的にブレンドできる。この過程は、回収したセメントペーストのシリカ含有量や、スクラップ由来の可能性があるシリカとアルミナに敏感であるが、これは容易に調節できる。我々は、今回提案した過程が経済的競争力を持つ可能性があり、ゼロエミッション電力で動力供給すれば、ゼロエミッションセメントにつながると同時に、石灰フラックスの必要性を減らすことによって鋼鉄再生利用からの排出も削減できることを示す。再生利用向けスクラップ鋼鉄の世界的供給量は2050年までに3倍になる可能性があり、再生鋼鉄当たりのスラグ生産量を増大できる可能性が高い。建設における材料効率と共に、将来の世界的なセメントの要求が、この方法で満たされる可能性がある。

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