Zementherstellung mit konzentrierter Sonnenstrahlung
Foto: Synhelion Das U.S. Department of Energy hat 3,2 Millionen US-Dollar für das gemeinsame Projekt „Solar MEAD“ von Cemex, Sandia National Laboratories und Synhelion bewilligt, dass die Dekarbonisierung der Zementproduktion zum Ziel hat. Dabei geht es um die Zementherstellung durch konzentrierende Solarenergie.
Zementklinker ist ein Hauptbestandteil von Zement. Er entsteht durch das Zusammenschmelzen von Kalkstein, Ton und anderen Materialien in einem Drehrohrofen bei Temperaturen von fast 1.500°C. Zur Beheizung des Ofens werden in der Regel fossile Brennstoffe verwendet, die für etwa 40 % der direkten CO2-Emissionen des Prozesses verantwortlich sind. Daher ist der vollständige Ersatz fossiler Brennstoffe durch Solarenergie ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur CO2-Neutralität.
Im Rahmen des Forschungsprojekts will man stattdessen konzentrierte Sonnenstrahlung verwenden. Cemex und Synhelion arbeiten schon länger gemeinsam daran, Solarenergie in der Zementherstellung einzusetzen. Dabei ist es den beiden Unternehmen im Jahr 2022 in einem ersten erfolgreichen Pilotversuch gelungen, den ersten solaren Zementklinker im Labormaßstab herzustellen. Die Sandia Laboratories stellen für das Projekt einzigartige Forschungseinrichtungen der National Solar Thermal Test Facility zur Verfügung. Somit will man die Adaption der Technologie für die Zementherstellung beschleunigen.
Zementherstellung mit Solarenergie bei 1500 °C
Die Technologie von Synhelion liefert Hochtemperatur-Prozesswärme von über 1.500 °C. Diese Solarwärme ermöglicht es, Zementklinker ohne fossile Brennstoffe zu produzieren. „Mit Solarenergie hergestellter Zement ist eine vielversprechende Technologie mit einem enormen Potenzial, um den CO2-Fussabdruck der Zementproduktion zu reduzieren“, sagt Fernando A. González, CEO von Cemex. „Um unserer Ziel Netto-Null-Emissionen bis 2050 zu erreichen, sind unermüdliche Innovationen wie diese erforderlich, um bahnbrechende Technologien zu entdecken und zu skalieren.”
Nathan Schroeder, Forschungsleiter bei Sandia für das Solar MEAD-Projekts, sagt: „Nur wenige erneuerbare Technologien sind in der Lage, Wärme in einem Temperaturbereich zu erzeugen, der für die Verarbeitung von Zementrohmaterial erforderlich ist. Dieses Projekt wird unser Verständnis dafür verbessern, wie die Solartechnologie in bestehenden Zementproduktionsanlagen genutzt werden kann.“ Die Forschungsergebnisse hätten ausserdem eine branchenübergreifende Bedeutung für andere erzverarbeitende Industrien, etwa für die Herstellung von feuerfesten Materialien, Keramik und Batterien.
Im Rahmen des Projekts will man Methoden zur Verringerung der CO2-Emissionen, zur Senkung der Prozesstemperaturen und zur Steigerung der Effizienz der Klinkerherstellung mit Hilfe von Solarenergie untersuchen. Das Projektteam erforscht, wie sich die Wärmeübertragung auf die Zementausgangsstoffe übertragen lässt.
Die erfolgreiche Implementierung dieser Technologie in der Zementherstellung soll es ermöglichen, die derzeit eingesetzten fossilen Brennstoffe vollständig zu ersetzen. Außerdem soll sie eine besonders effiziente und kostengünstige Methode der CO2-Abscheidung im Vergleich zu den derzeit modernsten Technologien ermöglichen.
17.2.2023 | Quelle: Synhelion | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH
