Nyt partnerskab vil gøre cementproduktion mere klimavenlig

Med målet om at reducere CO₂-udledningen fra produktion af cement med op til 50 procent vil et nyt partnerskab, ECoClay, udvikle og kommercialisere ny teknologi, som erstatter de fossile brændstoffer til kalcinering af ler med elektricitet. Processen forventes at reducere CO₂-emissionen fra cementproduktion betydeligt. Både ved brug af ler i cement og ved at erstatte de fossile brændstoffer til processen med elektricitet fra vedvarende energikilder.

Cementkoncernen FLSmidth er projektleder for ECoClay-partnerskabet og får følgeskab af Teknologisk Institut, Danmarks Tekniske Universitet - DTU, energilagringsfirmaet Rondo Energy samt cementproducenterne franske VICAT og colombianske Cementos Argos. Projektet er delvist finansieret af Energistyrelsens Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram, EUDP.

- Betydningen af dette partnerskab er markant. ECoClay vil accelerere den grønne omstilling af cementproduktion og sætte en ny standard for industrien. ECoClay er endnu et vigtigt skridt mod at nå vores nul-emissions-løfte om at få cementproducenterne til at kunne drive deres anlæg uden emissioner i 2030, siger Carsten Riisberg Lund, Cement Industry Præsident i FLSmidth.

Brændt ler nedsætter emissioner
Beton i anlæg og byggeri er produceret ved hjælp af cement, der indeholder en stor mængde brændt kalk. Brænding af kalksten kræver varme, og kalkstenen afgiver i sig selv CO₂, og derfor står produktion af cement i dag for syv procent af den globale CO₂-udledning. De seneste år har branchen dog arbejdet med brændt ler som delvis erstatning for cement i beton. I forsøg udført af FLSmidth og ved hjælp af deres nyeste ler-kalcineringssystem, der kan producere en yderst reaktiv ler, er det nu muligt at erstatte op til 30 procent af kalkindholdet med ler. Sammenlignet med traditionel kalkstens-baseret OPC-cement er det således muligt at spare op til 40 procent CO₂ per ton cement.

I ECoClay skal parterne udvikle en metode til at bruge elektricitet i stedet for fossilt brændsel som kul til ler-kalcineringen, og her forventer ECoClay-partnerskabet at reducere CO₂-udledningen med yderligere ti procent.

Erstatte fossilt brændsel med el
I projektet skal Teknologisk Institut udvikle en praktisk brugbar metode til at brænde lerpartiklerne med brug af elektricitet.

- Elektrificering af industriens højtemperatur-processer med vedvarende energikilder er vigtige for den grønne omstilling og et kerneområde for Teknologisk Institut. Vi ser frem til at kunne være med til at gøre brugen af vedvarende energi anvendeligt for cementindustrien og bidrage til arbejdet mod at gøre cement CO₂-neutral, siger divisionsdirektør Mikkel Agerbæk hos Teknologisk Institut.  

DTU skal udvikle styringssystemerne, som bruges til hurtigt og effektivt at kunne styre den elektrificerede kalcineringsproces økonomisk effektivt, gunstigt og fleksibelt. Men også til at styre den elektrificerede proces op mod el-systemet således, at processen og dens termiske lager tilpasses svingende elpriser økonomisk optimalt.

- Vi glæder os meget til dette samarbejde, som inkluderer flere virksomheder og tre DTU-institutter, og som vil blive en meget vigtig brik i at omstille den energitunge industri fra fossile brændsler til anvendelse af el produceret med CO₂-neutrale teknologier, siger seniorforsker Peter Arendt Jensen ved DTU Kemiteknik.

Efter den indledende laboratorieudvikling og test af teknologierne til høj-temperatur elektrisk varmeudvikling og mulighederne for at lagre energi fra vedvarende energikilder og tilpasning til elnettet, skal teknologien testes og demonstreres på FLSmidths R&D Center i Danmark. Her forventer man, at den nye proces er både bedre end den konventionelle brænding af ler, at processen har et lavere miljøaftryk og har en lavere udledning af emissioner.

ECoClay partnerskabet forventer at have den første kommercielle fuldskala-produktion af elektrisk ler-kalcinering klar i slutningen af 2025.

Om partnerne:

FLSmidth: Projektleder. FLSmidth er en af verdens største leverandører af udstyr og services til cementindustrien. ECoClay er en del FLSmidths MissionZero program, der skal gøre muligt at drive nul-emissions cementproduktion i 2030. Efter de indledende laboratorieforsøg skal ECoClay afprøves på FLSmidths R&D Center i Danmark, inden en fuldskala-test sættes op hos producenterne i partnerskabet.

Teknologisk Institut: Instituttet skal udføre laboratorieforsøg, som skal udvikle en praktisk mulig metode til at brænde ler med elektricitet i stedet for gas. Bl.a. ved at karakterisere lerets egenskaber, når der sker en meget hurtig elektrisk opvarmning af leret til brug i cement.

Danmarks Tekniske Universitet, DTU: DTU Kemiteknik, DTU Institut for Vind og Energisystemer og DTU Compute skal levere digitaliserings-teknologi til design og styring af elektrificeringen af den nye proces til cementproduktion. Baseret på detaljerede procesmodeller i form af computational fluid dynamics udvikles avancerede designmodeller til processen. Ligeledes udvikles avancerede styresystemer baseret på DTU’s internationalt førende viden inden for model-prædiktiv regulering til industrielle processer og energisystemer.