A SublimeCement afirma que está pronta para começar a expandir “o cimento mais limpo do mundo” que atende aos padrões de desempenho da indústria, depende de eletrolisadores à temperatura ambiente em vez de fornos de combustível fóssil e utiliza uma variedade de materiais de entrada com zero carbono. O processo tradicional de produção de concreto produz uma tonelada de dióxido de carbono para cada tonelada de cimento produzida. As emissões globais de dióxido de carbono em 2022 serão de aproximadamente 4,1 mil milhões de toneladas, sendo a China sozinha responsável por mais de metade.
Portanto, esta também é uma grande oportunidade; à medida que os mandatos de descarbonização e os impostos sobre o carbono entram em vigor, quem quer que seja o primeiro a produzir uma alternativa ao cimento com custo competitivo e completamente zero em carbono à escala global poderá estar sentado numa enorme impressora de dinheiro.
Não há escassez de alternativas de concreto com baixo teor de carbono e captura de carbono, mas Sublime Systems, spin-out do MIT, é de particular interesse porque usa um novo método eletroquímico para produzir cimento que é "verdadeiro carbono zero", em vez de "carbono zero líquido" ou "sequestro de carbono" - porque pode eliminar completamente as emissões de carbono em dois pontos-chave do processo de produção onde são normalmente produzidos.
Na produção convencional de cimento, o calcário é aquecido a aproximadamente 1400°C (2552°F), a primeira grande fonte de emissões, através da queima de combustíveis fósseis para produzir cal pura. No entanto, o calcário contém cerca de 50% de dióxido de carbono em peso e, quando a fornalha aquece e liberta o dióxido de carbono, é difícil capturá-lo porque o dióxido de carbono se mistura com os gases de combustão.
A abordagem do Sublime é completamente diferente, usando eletrólise. Os cofundadores da empresa, Dra. Leah Ellis e Dr. Jiang Yiming, publicaram um artigo no Medium explicando esse método em detalhes, mas o processo básico é o seguinte.
A água se divide em um pH quase neutro, produzindo hidrogênio e oxigênio enquanto cria um gradiente de pH entre os dois eletrodos. Os minerais contendo cálcio reagem com o ácido formado no ânodo para formar íons de cálcio dissolvidos, que então migram em direção ao cátodo. Quando seu pH atinge pelo menos 12,5, reagem com o álcali produzido pelo cátodo, precipitando-se na forma de hidróxido de cálcio sólido, também conhecido como cal de construção ou cal hidratada.
Esta cal pode substituir diretamente a produção tradicional de cimento. Os fundadores dizem que a Sublime desenvolveu este método, que agora é mais eficiente em termos energéticos, não requer a produção de hidrogênio, pode separar os fluxos de gás oxigênio e dióxido de carbono, pode extrair continuamente cal do reator e pode ser produzido usando equipamentos de eletrólise prontos para uso.
O processo é muito flexível e pode utilizar uma variedade de matérias-primas diferentes. Também pode ser usado se o calcário de baixo teor estiver disponível apenas. Este processo não pode evitar a produção de dióxido de carbono, mas pelo menos é produzido em estado puro e a baixa temperatura e é pré-prensado a 10 bar, facilitando a sua captura e armazenamento. Em comparação com a produção normal de cimento, o consumo de energia e as emissões são bastante reduzidos.
Para um cimento verdadeiramente com zero carbono, o processo pode extrair cálcio puro de impurezas como sílica, magnésio, ferro ou alumínio e refiná-los em materiais de qualidade superior durante a produção. O melhor de tudo é que tudo acontece à temperatura ambiente, sem necessidade de queimador ou aquecimento elétrico.
Sublime afirma que é “o único concreto que não utiliza combustíveis fósseis, é escalável e pode ser um substituto imediato para o cimento tradicional”.
Há poucos dias, a Sublime anunciou que seus produtos receberam a certificação ASTMC1157. Este é um padrão da indústria baseado puramente em requisitos de desempenho, com parâmetros de teste que incluem desenvolvimento de resistência, durabilidade, encolhimento, retenção de água, conteúdo de ar, tempo de pega, densidade, endurecimento precoce e rachaduras, o que significa que o cimento Sublime agora pode ser usado em conformidade com os principais códigos de construção dos EUA e internacionais.
A captura de carbono na produção de cimento custa entre US$ 19 e US$ 205 por tonelada de dióxido de carbono, de acordo com um resumo de política de 2022 do Belfer Center da Universidade de Harvard. Portanto, sem saber de que extremo da escala a Sublime está falando, o primeiro produto de cimento limpo da empresa poderia custar entre 15 e 158% mais do que o preço de prateleira de seus concorrentes sujos.
A produção de betão é responsável por cerca de 8% do total das emissões globais de CO2 – é uma indústria enorme e as alternativas descarbonizadas darão um enorme contributo na corrida para alcançar zero carbono até 2050.