Selama abad terakhir, semen telah menjadi tulang punggung sektor konstruksi. Sebagai dasar untuk beton dan mortar, semen memiliki kehadiran yang luas di bangunan dan infrastruktur kami. Tetapi pembuatan semen adalah kegiatan yang padat energi — untuk setiap satu kilogram semen yang diproduksi, 0,5-0,7 kilogram CO2 dipancarkan, mendorong pangsa emisi global menjadi hampir delapan persen. Menanggapi meningkatnya permintaan untuk produk rendah karbon, produsen bekerja untuk mengurangi jejak karbon produk campuran kering. Pada artikel ini, kami akan menyelidiki empat cara berbeda untuk mengurangi emisi CO2 dalam sektor campuran kering, sambil menghubungkannya dengan konsep Scopes, dan mendapatkan wawasan dari Manuel Baumann, Direktur Global Construction, IMCD Coatings & Construction.
1. Penangkapan karbon
Penangkapan karbon adalah istilah umum untuk beberapa teknologi yang, alih-alih menghindari pembentukan CO2 di pabrik semen, bertujuan untuk menghentikannya agar tidak dilepaskan ke atmosfer. Fokus pada emisi di dalam pabrik menempatkan penangkapan karbon secara kuat dalam Lingkup 1.
Sebagian besar emisi CO2 dalam pembuatan semen — 60 persen total — terjadi sebagai produk sampingan dari produksi klinker, sebagai kalsium karbonat dikalsinasi di dalam tungku. Pabrik penangkapan karbon yang dipasangkan dengan tungku akan mengumpulkan CO2, mengompresnya menjadi cairan dan mengangkutnya ke penyimpanan permanen di bawah tanah.
Atau, CO2 yang terkumpul dapat dibuat berguna sebagai bahan semen tambahan — hingga 20% dari campuran akhir — atau dengan injeksi ke dalam beton, menciptakan campuran akhir yang lebih kuat.
Secara teori, teknologi ini dapat sepenuhnya mendekarbonisasi kalsinasi, atau bahkan membuatnya menjadi proses karbon negatif, menjebak lebih banyak CO2 daripada yang dihasilkan.
“Sementara ada proyek yang sedang berlangsung dan minat besar oleh Produsen semen dalam penangkapan karbon, kami masih pada tahap di mana teknologi yang ada hanya dapat diterapkan dalam proyek percontohan dan tampaknya sulit secara komersial untuk diadopsi secara luas,” jelas Baumann.
2. Energi alternatif dan terbarukan
Kiln adalah jantung dari pabrik semen. Di sinilah batu kapur dipanaskan hingga 1.450 ºC, menghasilkan klinker yang kemudian digiling untuk membuat semen.
Mencapai suhu itu menyerap 90% dari semua energi yang dikonsumsi dalam pembuatan semen. Bahan bakar fosil yang digunakan untuk menyalakan kiln, serta prekalsiner, bertanggung jawab atas 4 0% dari semua emisi selama produksi semen.
Sementara produsen semen dapat melakukan peningkatan bertahap dalam efisiensi energi, produksi klinker akan tetap menjadi proses yang padat energi. Beralih ke bahan bakar alternatif, seperti biomassa, atau limbah kota yang diolah akan secara langsung mengurangi emisi CO2 dari pembakaran bahan bakar fosil. Beberapa produsen memilih untuk mengalirkan listrik kiln, daripada membakar bahan bakar di tempat. Kembali ke kerangka kerja Scopes, opsi ini menggunakan listrik yang diperoleh untuk pabrik untuk mengurangi emisi Lingkup 2.
“Seperti penangkapan karbon, sebagian besar produsen sudah memiliki program untuk meningkatkan efisiensi energi mereka dan mempelajari kelayakan menggunakan bahan bakar alternatif,” jelas Baumann. Namun, hambatan tetap ada, seperti harga dan ketersediaan biomassa.
3. Semen yang dikurangi klinker
Upaya lain untuk menurunkan emisi CO2 dalam produksi semen adalah dengan mengurangi jumlah klinkernya dengan menggunakan bahan semen tambahan (SCM). Pengurangan klinker termasuk dalam Lingkup 1, karena kami mencoba mengurangi emisi CO2 dari kiln dengan melewati dan mengurangi penggunaan kalsinasi.
SCM dapat diperoleh dari beberapa sumber: limbah industri, seperti terak tanur sembur dari produksi besi dan abu terbang batubara dari pembangkit listrik, atau bahan alami seperti pozzolan.
Semen campuran jenis ini dapat menghasilkan 10-30% pengurangan jejak karbon dibandingkan semen Tipe I.
Jenis semen baru muncul di pasaran, seperti dalam kasus Limestone Calcined Clay Cement (LC3). Menggunakan batu kapur dan tanah liat yang dikalsinasi merupakan alternatif ketika ketersediaan terak rendah. Pada saat yang sama, LC3 menggunakan lebih sedikit energi, menghasilkan pengurangan emisi CO2 hingga 40%. Namun, opsi ini mengharuskan produsen untuk menyesuaikan proses produksi untuk memasukkan lini produksi kedua.
Dengan teknologi yang ada, pengurangan klinker adalah pendekatan yang paling menjanjikan untuk semua produk berbasis semen. Namun, transisi lebih mudah untuk bisnis beton daripada untuk bisnis campuran kering. Untuk konteksnya, dimungkinkan untuk menurunkan kandungan klinker semen sebesar 30 hingga 40% tanpa mengorbankan daya tahan, kekuatan, dan waktu pengeringan produk akhir.
“Produk campuran kering seperti nat, perekat ubin atau senyawa self-levelling memiliki persyaratan kualitas yang mungkin terganggu oleh kandungan klinker yang lebih rendah,” jelas Baumann. “Semen Tipe I yang diproduksi dengan biofuel yang dikombinasikan dengan bahan baku sekunder dapat menurunkan kandungan klinker sekaligus memungkinkan fleksibilitas dalam formulasi. Namun, ketika menggunakan semen campuran, merupakan tantangan untuk menjaga kinerja pada tingkat yang sama dalam hal daya tahan, porositas, dan ketahanan klorida, di antara indikator lainnya. Misalnya, substitusi klinker berdampak pada proses hidrasi, yang mungkin berdampak negatif pada kekuatan akhir. Mencapai formulasi yang tepat seringkali membutuhkan upaya dan pengujian ulang formulasi yang ekstensif.”
4. Bahan baku bersertifikat keseimbangan massa
Akhirnya, pendekatan keseimbangan massa adalah strategi yang terbukti untuk mendukung penggantian bahan baku berbasis fosil dengan bahan baku yang lebih berkelanjutan berdasarkan biomassa atau limbah.
Berkat pendekatan ini, produsen dapat menambahkan bahan baku terbarukan dan daur ulang ke dalam proses tanpa mengubah metode produksi yang ada dan memberikan produk akhir yang tidak memerlukan perubahan dalam aplikasi. Integrasi mulus seperti itu membutuhkan perhitungan input bahan baku yang tepat selama formulasi.
“Bubuk redispersible, yang biasanya menyumbang persentase kecil dari produk akhir, adalah komponen produk campuran kering yang dapat memperoleh manfaat dari pendekatan ini,” jelas Manuel Baumann.
Langkah-langkah konkret untuk mengurangi jejak karbon dalam mortar campuran kering
Dalam artikel ini, kami mengeksplorasi empat cara untuk mengurangi jejak karbon dalam campuran kering sektor, mengambil tantangan lingkungan yang terkait dengan produksi semen. Kami telah membahas penangkapan karbon, energi alternatif, pengurangan klinker, dan pendekatan keseimbangan massa. Dua pendekatan terakhir ini menawarkan langkah-langkah konkret dalam genggaman formulator campuran kering saat ini. Meskipun demikian, ada tantangan formulasi yang harus diatasi. Di IMCD, kami siap untuk membimbing produsen melalui hambatan ini dan mempromosikan pengurangan emisi CO2 di industri campuran kering. Jika Anda tertarik dengan topik ini, daftar buletin kami untuk tetap mendapatkan informasi terbaru tentang IMCD dan kemajuan kami di bidang ini.
Tentang pakar pasar
Manuel Baumann adalah Direktur Global Konstruksi di IMCD Coatings & Construction, mengawasi perluasan bisnis dan strategi konstruksi di seluruh dunia bekerja sama dengan mitra dan pelanggan. Dengan karir yang mencakup lebih dari satu dekade di posisi kepemimpinan, Manuel memiliki pengalaman komersial yang luas di sektor konstruksi dan senang belajar lebih banyak melalui setiap interaksi pelanggan dan prinsipal.