Cementfabrikker kan sætte bremserne på global plastforurening

Håb midt i krisen. Overfyldte lossepladser i Asien kan vise sig at være guldminer for lokale cementproducenter. Så siger forskere ved den norske forskningsorganisation, SINTEF, der har stor erfaring med det samme koncept i Kina.

Plast er fremstillet af fossile brændstoffer og indeholder mere energi end kul. Ved at erstatte industrielt kulforbrug med ikke-genanvendelig plast sætter vi os i stand til at løse to problemer. Plasten ender ikke på losseplads eller i havet, og vi vil reducere kulforbruget og dermed også CO ₂ emissioner.

Kina investerer nu kraftigt i brugen af ​​plastaffald som brændstof i cementindustrien, og det var norske forskere, der først foreslog ideen. Formålet med projektet OPTOCE (Ocean Plastic Turned into an Opportunity in Circular Economy) er at hjælpe en række asiatiske lande med at slippe af med deres lossepladser og samtidig reducere deres kulforbrug.

Halvdelen af ​​verdens plast

Kina, Indien, Thailand, Vietnam og Myanmar er sammen hjemsted for tre milliarder mennesker - omkring halvdelen af ​​verdens befolkning. Størstedelen af ​​plast- og plastaffaldet i verden stammer også fra disse lande. Kina står alene for næsten en tredjedel af verdens produktion af plast.

Samt plasten, de selv bruger, disse lande modtager også store mængder plastaffald fra Europa. Plast indsamlet i Norge sendes til Tyskland og det, der ikke kan genbruges - det vil sige det meste af det - eksporteres ofte videre til Asien. Desværre, det skyldes, at kun en lille del af vores plastaffald kan genbruges. Det kan skyldes, at det enten allerede er blevet genbrugt flere gange, eller fordi den indeholder tilsætningsstoffer, der betyder, at det kræver mere energi at genbruge, end vi får ved genbrug. Så det ender som affald.

Drukner i plastaffald

Levestandarder og forbrugsniveauer i de fem asiatiske lande er steget hurtigt i de seneste år, men effektiviteten af ​​deres affaldshåndteringspolitikker har ikke kunnet følge med. De kan simpelthen ikke slippe af med deres affald, som samler sig på store lossepladser. Meget af det ender i havet, hvor plastikken kan gøre en stor skade.

"Når plastikken i sidste ende ender som mikroplast i havene, bliver det svært at fjerne, så langt den bedste strategi er at forhindre den i at komme ind i havmiljøet i første omgang, "siger SINTEFs seniorforsker Kåre Helge Karstensen, der står i spidsen for OPTOCE -projektet. Formålet med projektet er at hjælpe myndighederne i disse asiatiske lande med at slippe af med deres lossepladser, inden affaldet ender i havene.

Så hvor skal de lægge alt dette ikke-genanvendelige plastik? Kan det bruges til noget nyttigt formål? Det er her cementindustrien går ind på scenen. De samme lande, der udleder de største mængder plast til oceanerne, tegner sig også for to tredjedele af verdens cementproduktion. 58 procent af al cement fremstilles i Kina.

En halv milliard tons kul

Cement fremstilles ved at opvarme kalksten, indtil den bliver flydende i en proces kaldet kalcination. Denne proces finder i øjeblikket sted i store ovne ved temperaturer på 1, 450 grader Celsius. Dette kræver enorme mængder brændstof, som for det meste er kul. Cementfabrikker over hele verden brænder i øjeblikket en halv milliard tons kul hvert år.

De massive emissioner af CO ₂ dette indebærer, kombineret med selve kalcineringsprocessen, gøre branchen til en seriøs bidragyder til klimaændringer. Hvis noget af dette kul erstattes af ikke-genanvendeligt plast, opnår vi en dobbelt fordel. Vi slipper for lossepladserne og reducerer samtidig CO ₂ emissioner.

Drastiske reduktioner i kulforbruget

Der er ikke noget nyt i tanken om at bruge affald som brændstof i cementproduktion. Det var under oliekrisen i 1973, at cementproducenter i USA begyndte at lede efter alternative brændstofkilder. De opdagede, at affald kunne erstatte meget af de fossile brændstoffer, de brugte.

Norcems cementfabrik i Brevik i Porsgrunn begyndte at bruge affald som brændstof i 1980'erne. SINTEF og Kåre Helge Karstensen deltog som forskningspartner i denne proces lige fra starten, og lige siden, Karstensen, som er en kvalificeret kemiker, har arbejdet på at bringe konceptet udviklet af sin gruppe til den globale cementindustri.

I Europa i dag, det er standard praksis at bruge affald som brændstof til fremstilling af cement. Anlægget i Brevik erstatter 75 procent af det, der ville være kulforbrug med affald. Derved, det er i stand til at udnytte 150, 000 tons affald, herunder plast, hvert år. Målet er i sidste ende at stoppe brugen af ​​kul helt.

Mange års samarbejde

Når i 2018, den norske regering delegerede Udenrigsministeriet med opgaven at etablere et udenrigshjælpsprogram til forebyggelse af plastforurening i havene, ministeriet kontaktede Karstensen på SINTEF.

Han havde arbejdet med affaldshåndteringsprocesser i Kina siden 2005 og var den person, der introducerede de offentlige myndigheder til ideen om at bruge affald som energikilde.

"På det tidspunkt, konceptet var fuldstændig ukendt i Kina, "siger Karstensen." Myndighederne var skeptiske, men samtidig interesseret i konceptet, " han siger.

SINTEF påtog sig en faciliterende og problemløsende rolle i et forsøg på at etablere samarbejde mellem lokale industrier og myndigheder. Naturligt, i første omgang, branchen var ikke villig til at dele kommercielle hemmeligheder med sine konkurrenter. Imidlertid, mange års samarbejde har gjort det muligt for os at etablere en høj grad af tillid inden for branchen, og vi har overtalt alle parter til at deltage i udviklingen og delingen af ​​koncepter, der kan være rentable for alle berørte.

Udnyttelse af affald som brændstof er blevet et centralt aspekt af affaldshåndteringspolitikken i Kina, og industrien har anerkendt den økonomiske fordel.

"Landet har øget sin affaldshåndteringskapacitet og reduceret sit forbrug af kul. Brugen af ​​affald som energikilde er således nu en af ​​de centrale strategier i den kinesiske affaldshåndteringspolitik, ”siger Karstensen.

Dette er den cirkulære økonomi i praksis. Når affald kan udnyttes som en ressource i industrielle processer, verden får brug for færre forbrændingsanlæg og lossepladser.

Fem pilotprojekter

Formålet med OPTOCE -projektet er at bringe dette arbejde videre med henblik på helt at fjerne lossepladser og forhindre affald i at havne i havene.

Mange lande i Asien bruger nu affald som energikilde, dog stadig i langt mindre omfang end i Europa. Til dato, kun tre procent af kulforbruget er blevet erstattet af alternative brændstoffer.

”Potentialet er enormt, "siger Karstensen." Dog er selvom cementfabrikkerne i Asien kan brænde op til 160 millioner tons plastaffald hvert år, de vil stadig kun erstatte mellem 10 og 15 procent af deres industrielle kulforbrug, " han siger.

Meget af det hidtil afsluttede arbejde har været dedikeret til at overtale industrien og myndighederne i disse lande til at investere i brugen af ​​plast som brændstof.

"Selvfølgelig ved vi, at dette er muligt, så nu har vi til hensigt at vise dem, at det kan fungere i deres cementproduktionssektorer, og at processen er rentabel, "siger Karstensen." Det er afgørende, at både industrien selv og myndighederne anerkender de muligheder, der er stillet til rådighed ved brug af plastaffald. Vi betaler ingen for at deltage i dette projekt. Vi har nu cementfabrikker i Kina, Indien, Thailand, Vietnam og Myanmar deltager i projektet. Alle tester brugen af ​​plast som brændstof. Tilbage er kun at dokumentere de miljømæssige og kommercielle fordele, " han siger.

COVID-19 forårsager forsinkelser

Pilotprojekterne var alle planlagt til at være blevet implementeret nu, men cementfabrikkerne har indstillet driften på grund af coronavirus -udbruddet.

"Vi er i tæt dialog med fabrikkerne og lokale forskningsinstitutter og universiteter, "siger Karstensen." Jeg er sikker på, at myndighederne vil sikre, at produktionen genoptages hurtigst muligt. Det er modne økonomier, der skal bygge hospitaler, veje og anden større infrastruktur. De får brug for meget cement, " han siger.

Pilotprojekterne:

• En af de største cementproducenter i Thailand planlægger at udnytte mellem 100, 000 og 250, 000 tons plast om året som erstatning for kul. Thailand har 2, 500 lossepladser, der indeholder 190 millioner tons plastik.
• Yangtze -floden i Kina er overfyldt med affald, der skaber problemer for møllerne ved Three Gorges vandkraftværksanlæg. Cementproducenten i byen Zigui, placeret opstrøms for dæmningen, planlægger at undersøge muligheden for at indsamle og behandle 100, 000 tons flydende affald, herunder en stor mængde plast.
• Plastaffald fra papirfremstillingsprocesser udgør et stort affaldsproblem i hele Asien. Vietnams største papirfabrik, beliggende ved Mekong -floden, planlægger at teste brugen af ​​plastaffald som brændstof i en lokal cementfabrik.
• I øjeblikket, Myanmar driver ingen plastaffaldsbehandlingsanlæg. Sammen med sine miljømyndigheder og landets største virksomhed til bortskaffelse af affald, projektet planlægger eksperimenter på cementfabrikker uden for Mandalay og Yangon for at vurdere gennemførligheden af ​​en miljømæssigt forsvarlig håndtering af plastaffald. Myanmar udnytter ikke affald som brændstof og kan derfor få endnu større fordel af projektet. Industrisektoren har været hoveddriveren for dette initiativ, fordi det anerkender den potentielle rentabilitet.
• Indien planlægger at undersøge mulighederne for at bortskaffe plastaffald fra de store byer i Agra, Delhi, Goa, Mumbai og Haridwar. Et pilotprojekt planlægges for at teste og sammenligne tre forskellige tilgange til bortskaffelse af plastaffald fra Indiens største losseplads. Disse vil indebære (1) udskiftning af kul til cementfremstilling, (2) udskiftning af kul til brændstof til et kraftværk og (3) forbrænding i et lokalt forbrændingsanlæg.