Beton s roční produkcí kolem neuvěřitelných 30 miliard tun nemá mezi stavebními materiály konkurenci. Výroba cementu, který je hlavním pojivem betonu, je zodpovědná za 7-8 % antropogenních emisí oxidu uhličitého (CO2) na celém světě[1]. Evropská komise navrhla v březnu 2023 zákon o průmyslu s nulovými emisemi (Net-ZeroIndustryAct), který je součástí plánu Green Deal Industrial Plan. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) je nutné každoročně snižovat intenzitu emisí CO2 o 4 % do roku 2030, aby cementářský průmysl dosáhl scénáře nulových emisí do roku 2050.
V GCCA 2050 (Cement and Concrete Industry Roadmap for Net ZeroConcrete[2]) se očekává, že úspory uhlíku v cementu a pojivech přispějí 9 % a efektivita ve výrobě betonu 11 % k celkovým úsporám uhlíku v betonářském průmyslu. Vhodný návrh betonové směsi tak může ovlivnit nejen jeho mechanické vlastnosti, trvanlivost a zpracovatelnost, ale také jeho uhlíkovou stopu. Jednou z cest je přidání různých příměsí do betonové směsi, např. biomasy.
Neošetřená biomasa trpí degradací v cementových kompozitech kvůli alkalické povaze cementových materiálů. Navíc přítomnost hemicelulózy v biomase, potenciálního zdroje cukrů, může zpomalovat hydrataci cementu. Pyrolýza biomasy tyto nedostatky překonává a je výhodnější než ukládání biomasy na skládky nebo spalování biomasy, které je spojeno s emisemi. Biochar je vedlejším produktem termochemické přeměny biomasy, zjednodušeně procesu zahřívání organického materiálu, jako je dřevo, rostlinné zbytky nebo jiné biologické materiály, na vysoké teploty (obvykle mezi 300 a 700 °C) v prostředí s malým nebo žádným přístupem vzduchu. Tento proces odstraňuje z materiálu většinu těkavých látek a zanechává za sebou pevnou látku bohatou na uhlík, která má porézní strukturu. Výsledné vlastnosti biocharu jsou však závislé na použité vstupní surovině spolu s teplotou a rychlostí pyrolýzy.
Přidáním biocharu do betonu dochází k trvalému vázání uhlíku, který by jinak mohl být uvolněn do atmosféry jako oxid uhličitý. Tím se snižuje celková uhlíková stopa betonu, což je důležité v kontextu boje proti klimatickým změnám. Výzkumný tým Kompozitní konstrukce ČVUT UCEEB ve spolupráci s týmem doc. Pohořelého z VŠCHT a doc. Trakala z ČZU se zabývá nejen ekologickým přínosem biocharu, ale hlavně podmínkami, za jakých může být v betonu využit. Výzkumný tým Kompozitní konstrukce se dlouhodobě věnuje tématu vysokohodnotného betonu (HPC).*
/Magdalena Novotná a kolektiv autorů/
Obr: Schéma pyrolýzní jednotky pro výrobu biocharu z čistírenského kalu PYREG /Zdroj: Our Technology", PYREG GmbH
Výsledek byl získán za finančního přispění Grantové agentury ČR – Standardní projekt GAČR 24-12052S
Více najdete v článku na str. 26 a 27 v Energii 21/1
