oleh: Kayla Carey dan Andrew Primo | 27 Oktober 2022
Simen ialah sejenis serbuk yang boleh dicampurkan dengan pasir, air, dan batu kerikil untuk membentuk konkrit.
Kebanyakan orang biasa dengan simen, bahan utama dalam konkrit, tetapi hanya sedikit yang menyedari betapa asasnya bahan ini kepada kehidupan kontemporari. Bangunan, jalan raya, jambatan, terusan, laluan pejalan kaki, landasan kereta api, pelabuhan, talian elektrik, ladang angin dan solar… hampir semua infrastruktur memerlukan simen dan banyak lagi. Agensi Tenaga Antarabangsa menganggarkan hampir 4.3 bilion tan simen dihasilkan pada tahun 2021 sahaja, menghasilkan konkrit yang mencukupi untuk membina bersamaan dengan lebih 2,800 Empangan Hoover.
Dan jumlah ini hanya akan meningkat. Menjelang pertengahan abad ini, populasi global dijangka mencecah 10 bilion orang, lebih dua pertiga daripadanya akan tinggal di bandar-bandar, menurut Jabatan Hal Ehwal Ekonomi dan Sosial PBBTambahan pula, peningkatan besar-besaran bekalan elektrik, tenaga boleh diperbaharui, pengangkutan yang cekap dan infrastruktur penangkapan karbon yang diperlukan untuk menyokong masyarakat yang terdekarbon, dan keperluan untuk peningkatan yang ketara dalam tahap pengeluaran simen yang sudah mencapai rekod tertinggi pada hari ini menjadi sangat jelas.
Mengapakah pelepasan simen begitu sukar untuk dikurangkan?
Walau bagaimanapun, terdapat satu halangan yang membawa maut kepada permintaan yang semakin meningkat ini: simen, seperti yang dihasilkan hari ini, mempunyai jejak gas rumah hijau yang besar. Dan penyahkarbonan tidak semudah menggantikan arang batu dengan tenaga boleh diperbaharui atau kenderaan elektrik. Sekurang-kurangnya separuh daripada semua pelepasan yang dihasilkan daripada pengeluaran simen Portland (piawaian global) dilepaskan semasa pengeluaran melalui penciptaan "klinker," salah satu langkah utama dalam pengeluaran simen.
Klinker dihasilkan dalam tanur gergasi, di mana batu kapur dan mineral lain dipanaskan sehingga suhu sehingga 2,700 darjah Fahrenheit. Hasil sampingan kimia proses ini ialah sejumlah besar karbon dioksida (CO2): di Amerika Syarikat, mengenai satu tan metrik CO2 dipancarkan bagi setiap tan metrik simen Portland yang dihasilkan. Disebabkan oleh kesukaran untuk mengelakkan pelepasan proses daripada langkah kritikal dalam pengeluaran ini, simen dianggap sebagai industri yang "sukar dikurangkan".
Pengeluaran klinker memerlukan haba yang tinggi dan membebaskan karbon dioksida sebagai sisa. Sumber Imej: Persatuan Simen Kanada
Dengan jumlah simen yang begitu besar dihasilkan setiap tahun pada kadar pelepasan yang begitu tinggi, industri simen telah menjadi salah satu industri yang paling intensif karbon di planet ini, menyumbang kira-kira 2.4 bilion tan metrik CO22Itu lebih banyak daripada gabungan semua pelepasan penerbangan dan perkapalan maritim, dan ini hanya akan terus meningkat melainkan langkah pantas diambil untuk mengurangkan keamatan karbon simen.
Bagaimanakah kita dapat mengurangkan pelepasan simen yang sukar dikurangkan?
Dengan peningkatan permintaan untuk infrastruktur yang digandingkan dengan keperluan mendesak untuk penyahkarbonan, bagaimanakah industri simen dapat mengimbangi paradoks ini? Tidak menghairankan, tiada penyelesaian tunggal atau mudah.
Pelan Hala Tuju Sifar Bersih 2050 Persatuan Simen dan Konkrit Global (GCCA) mengenal pasti beberapa tindakan yang boleh diambil oleh industri simen untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan mengehadkan akibat perubahan iklim yang paling teruk. Strategi-strategi ini termasuk:
- Meningkatkan kecekapan operasi;
- Beralih kepada sumber bahan api yang kurang intensif karbon;
- Menggantikan klinker yang berasal dari batu kapur tradisional dengan bahan alternatif; dan
- Menggunakan teknologi penggunaan dan penyimpanan penangkapan karbon (CCUS).
Setiap laluan boleh memberi impak yang ketara dalam menurunkan keamatan karbon simen; walau bagaimanapun, hanya beberapa teknologi sahaja yang boleh mengurangkan pelepasan menyusahkan yang dilepaskan semasa pengeluaran klinker – penggantian klinker dan CCUS.
Penggantian Klinker: Dalam aplikasi tertentu, klinker sekurang-kurangnya boleh digantikan sebahagiannya dengan produk alternatif yang dipanggil bahan simen tambahan (SCM). SCM biasa adalah hasil sampingan proses perindustrian, seperti pengeluaran arang batu dan keluli; walau bagaimanapun, peralihan dalam industri ini, seperti penutupan loji janakuasa arang batu dan peralihan kepada relau pengeluaran keluli yang lebih cekap, telah mengehadkan ketersediaan SCM yang biasa digunakan ini, mewujudkan jurang antara penawaran dan permintaan. Sesetengah syarikat telah melancarkan projek demonstrasi untuk menghasilkan pengganti klinker tambahan, seperti abu terbang yang dituai dari tapak pelupusan sampah dan bahan yang berlaku secara semula jadi—dikenali sebagai "pozzolan semula jadi"—seperti abu gunung berapi. Tetapi menghasilkan dan merawat bahan-bahan ini supaya ia boleh digunakan dalam simen adalah rumit dan mahal, dan ia masih belum mencapai skala yang diperlukan untuk memenuhi kekosongan bekalan SCM yang semakin teruk.
Penggunaan dan Penyimpanan Penangkapan Karbon: CCUS—di mana CO2 yang dilepaskan dalam pengeluaran klinker ditangkap dan disimpan atau digunakan dalam aplikasi lain—merupakan satu lagi pendekatan utama untuk mengurangkan pelepasan proses simen. Sangat sedikit projek CCUS yang wujud pada masa ini, terutamanya di kilang simen. Hampir semua projek CCUS di seluruh dunia masih dalam fasa perintis kerana teknologi ini menghadapi cabaran pelaksanaan yang besar dan sangat mahal.
Hampir 4.3 bilion tan simen dihasilkan pada tahun 2021, yang merupakan konkrit yang cukup untuk membina bersamaan dengan lebih 2,800 Empangan Hoover.
Memanfaatkan Pasaran Karbon Sukarela
Agar sektor yang sukar diatasi dapat mencapai sasaran sifar bersih tepat pada masanya, mereka mesti bekerjasama untuk menggunakan gabungan teknologi yang terbukti dan baru muncul, seperti penggantian klinker dan CCUS. Tetapi bagaimanakah industri dapat mengatasi cabaran ekonomi dan teknikal sedia ada untuk meningkatkan teknologi ini? Pasaran karbon sukarela boleh menjadi tuas penting dalam membawa SCM baharu ke pasaran dan menjadikan CCUS lebih berdaya maju dari segi ekonomi.
Hari ini, terdapat semakin banyak peluang untuk industri simen menjana kredit karbon sukarela. Salah satu daftar pengimbangan karbon yang paling dipercayai, Climate Action Reserve , baru-baru ini mengumumkan pembangunan Protokol Simen Rendah Karbon yang akan memberi insentif kepada pengeluaran SCM inovatif untuk menangani jurang bekalan semasa. Selain insentif cukai, peluang baharu juga muncul untuk menjana kredit karbon daripada projek CCUS. Industri simen boleh memanfaatkan pasaran karbon sukarela untuk mengarahkan pembiayaan yang sangat diperlukan kepada sektor ini dan mempercepatkan jalan menuju penyahkarbonan.
Mengenai Pengarang
Kayla Carey ialah Pengurus Pembangunan Program, yang pakar dalam penyahkarbonan untuk sektor yang sukar diatasi. Dengan pengalaman dalam pengurusan kemampanan dan dasar tenaga, beliau membantu pelanggan tenaga dan perindustrian menavigasi pasaran alam sekitar dan membangunkan metodologi kuantitatif baharu. Beliau memegang ijazah sarjana dalam Dasar Alam Sekitar dan Sumber Asli dan Sarjana Muda Sastera dalam Ekologi dan Biologi Evolusi, kedua-duanya dari Universiti Colorado Boulder.
Andrew Primo memegang Ijazah Sarjana dalam Dasar Alam Sekitar dan Sumber Asli dari Universiti Colorado Boulder dan Ijazah Sarjana Muda Sastera dalam Bahasa Inggeris dan Linguistik dari Universiti Negeri Metropolitan Denver. Berpangkalan di Denver, Andrew mengetuai kru sukarelawan yang menjalankan penyelenggaraan laluan dan pemulihan habitat di seluruh Colorado pada masa lapangnya. Beliau juga gemar membaca, berkebun dan meneroka pergunungan bersama anjingnya.
