Kako smanjiti emisije CO2 iz proizvodnje cementa

Proizvodnja cementa među glavnim je svjetskim izvorima emisija stakleničkih plinova: procjene variraju, ali radi se o udjelu koji se kreće između 6 i 8 posto [1, 2].

U pitanju je proces koji je vrlo komplicirano dekarbonizirati. Ipak, dva recentna znanstvena istraživanja, oba objavljena u svibnju 2026., pokazuju da niskoemisijski cement nije nemoguća misija.

Znanstvenici s kanadskog Sveučilišta u Britanskoj Kolumbiji tako su predstavili metodu koja nudi mogućnost smanjenja emisija iz proizvodnje cementa za između 70 i 98 posto. Istraživači s američkog Sveučilišta u Kaliforniji pronašli su način kako smanjiti emisije iz proizvodnje cementa za 80 posto.

U čemu je problem?

Ugljični dioksid se u procesu proizvodnje cementa oslobađa iz dva izvora: potrošnje fosilnih goriva i razgradnje vapnenca.

Vapnenac tj. kalcijev karbonat (CaCO₃) temeljna je sirovina za proizvodnju cementa. Prilikom grijanja vapnenac se razgrađuje na kalcijev oksid tj. živo vapno i ugljični dioksid (CO₂) koji se oslobađa u atmosferu

Da bi se proizveo cement, nužne su visoke temperature: vapnenac se miješa sa silicijevim mineralima u peći koja se mora zagrijati iznad 1450 °C. Najčešće se koristi smjesa vapnenca i gline od koje se dobiva cementni klinker, poluproizvod koji se melje u cement.

Za postizanje tako visoke temperature nužna su fosilna goriva (najčešće ugljen ili zemni plin), čije spaljivanje otpušta dodatni CO₂ u Zemljinu atmosferu.

Oko 60 posto CO₂ koji nastaje u proizvodnji cementa se otpušta prilikom razgradnje vapnenca, a preostalih 40 posto dolazi od potrošenih fosilnih energenata.

Reciklirani cement i niža temperatura

Kanadski znanstvenici, čiji je rad objavljen u časopisu ACS Energy Letters, uspjeli su smanjiti ulaznu energiju potrebnu za proizvodnju cementa za čak 70 posto, što omogućuje značajno niže emisije CO₂, čak do 98 posto (u slučaju u kojem se kao primarna sirovina umjesto vapnenca koristi reciklirani otpadni cement).

“Koristili smo električnu energiju i reciklirani cement za izradu prekursora koji su stvorili vrstu cementa zvanu belit pri nižim temperaturama nego što je prije bilo poznato. Cement bogat belitom važan je za masivne građevine poput brana”, ističe Curtis Berlinguette, dopisni autor studije.

Berlinguette i njegov tim uspjeli su postići kemijsku reakciju na temperaturi od 60 °C. Produkt te reakcije zatim je pretvoren u belit u peći pri temperaturi od 650 °C, više nego upola manjoj od temperature koju je potrebno postići prilikom konvencionalne metode proizvodnje cementa.

Niže temperature ove nove metode smanjile su potrebnu toplinsku energiju za 70 posto, u usporedbi s tradicionalnim procesima, a otprilike podjednako je i smanjenje emisija CO₂. Ono može biti i veće, ako se umjesto vapnenca koristi reciklirani cement; u tom slučaju smanjenje emisija CO₂ ide i do 98 posto.

Zamjena za vapnenac

Istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, čiji je rad objavljen u časopisu Communications Sustainability, koristili su nešto drugačiju metodu. Emisije CO₂ uspjeli su smanjiti za 80 posto tako što su iz procesa potpuno izbacili vapnenac.

Umjesto vapnenca, kao sirovinu su koristili vulkanske stijene kao što su bazalt i gabro. U pitanju su materijali bogati kalcijem, nužnim za proizvodnju cementa, koji za razliku od vapnenca sadrže vrlo malo ugljika.

Štoviše, zamjena vapnenca ovakvim vulkanskim stijenama ima i druge koristi: u njima se u tragovima mogu pronaći korisni metali poput željeza i aluminija, koji se prilikom proizvodnog procesa mogu izdvojiti da bi se iskoristili u druge svrhe.

Američke je istraživače zanimalo i nalazi li se na svijetu dovoljno bazalta i sličnih vulkanskih stijena da se njima zamijeni vapnenac u komercijalnoj proizvodnji cementa. Zaključili su da to ne bi trebao biti problem: zalihe su dovoljno obilne da mogu tisućljećima zadovoljavati trenutačne potrebe za cementom.

“Nije sav taj bazalt jednostavno dostupan, ali brojevi sugeriraju da je kalcij iz bazalta praktički neiscrpan”, kaže Jeff Prancevic, geolog koji je sudjelovao u izradi studije.

Kako dekarbonizirati cement

Ova najnovija znanstvena otkrića nastavljaju se na ranije pokušaje dekarbonizacije proizvodnje cementa, koji su već doveli do određenih rezultata. Najrašireniji način smanjenja emisija cementa je zamjena dijela korištenog klinkera različitim dodacima, npr. pepelom koji nastaje prilikom rada termoelektrana na kruta goriva.

Razmatraju se i druge metode unaprjeđenja proizvodnog procesa, kao što su korištenje nekarbonatnih stijena te elektrokemijska proizvodnja (tj. zamjena fosilnih goriva električnom energijom, po mogućnosti proizvedenom iz obnovljivih izvora).

Postoje i projekti koji nisu orijentirani prema smanjenju nastanka emisija stakleničkih plinova, već prema njihovom hvatanju na izlasku iz peći. Tako prikupljeni CO₂ može se ubrizgavati u svježi beton, gdje se trajno veže.

Većina tih rješenja se, međutim, još uvijek ne smatra komercijalno isplativima. U raširenijoj je uporabi tek zamjena klinkera drugim materijalima, što smanjuje emisije za 30-ak posto.