Magnesiumpohjaisilla materiaaleilla sementinvalmistuksen päästöt pienemmiksi

Sementin valmistus on maapallon toiseksi suurin hiilidioksidipäästöjen tuottaen noin 8 prosenttia hiilidioksidipäästöistä. Kestävyyden ja lainsäädännön näkökulmasta on välttämätöntä löytää vaihtoehto, jolla voidaan tuottaa sementtiä ilman näin huomattavia hiilidioksidipäästöjä ja yhtä paljon kuin tavallista sementtiä.

Jos magnesiumpohjaisia yhdisteitä käytettäisiin tavallisen sementin sijaan, yhtäältä otettaisiin hiilidioksidia talteen ja toisaalta kehitettäisiin kestävää sementtiä. Tavallisen sementin valmistuksessa vapautuu hiilidioksidia, kun taas magnesiumpohjaisia yhdisteitä sementinvalmistuksessa käytettäessä hiilidioksidia sitoutuu.

Kiinteä magnesiumkarbonaatti (yleensä tunnettu magnesiittina) on todennäköinen sementin korvaaja rakennusalalla. Tällaisella magnesiumpohjaisella sideaineella on monia hyviä ominaisuuksia; sillä on 1) korkea puristuslujuus – eli se kestää painetta, 2) parannettu kestävyys – eli se kestää paremmin kemiallista rasitusta 3) lämpöstabiilisuus – joka on tärkeä kylmässä ilmastossa kuten talvella Suomessa ja 4) kyky nopeuttaa rakentamisen prosessia, koska se kovettuu nopeasti. Tutkimuksemme perimmäinen tavoite on magnesiumpohjaisten sideaineiden laajamittainen käyttöönotto teollisuudessa. Kaivosyhtiö Grecian magnesite on nostanut esille uuden tavan tehdä paneeleita magnesiitista. Käyttämällä tätä tapaa vähennetään hiilidioksidin päästöjä ja pystytään vaikuttamaan siihen, että maailma säilyy elinkelpoisempana seuraaville sukupolville.

Samalla tavalla kuin muidenkin tutkimukseen pohjautuvien menetelmien kohdalla, tämänkin menetelmän käyttöönotossa on haasteita. Vaikka magnesium on kahdeksanneksi runsain metalli maankuoressa, sitä louhitaan liian paljon ja teollisuuden näkökulmasta sen kierrätys on kallista. Magnesiumin esiintyminen luonnossa on rajallinen Suomessa, ja monet muut teollisuudenalatkin, kuten metalli-, kemian- ja paperiteollisuusala, tarvitsevat sitä, joten markkinoilla voi olla kilpailua. Magnesiumyhdisteet myös liukenevat huonosti veteen, ja sementin valmistuksessa on pakko kuluttaa energiaa lämmitystä ja lopuksi liukenemista varten, mikä on kallista. Lisäksi tieteessä ei ole selkeää ymmärrystä magnesiumin karbonatisoitumisesta, joka on välttämätöntä mekanismien ymmärtämiseksi.

Onkin tärkeää ennustaa hiilidioksidin talteenoton kustannukset, jotta keskeiset sidosryhmät voivat paremmin arvioida tarvittavaa taloudellista resurssia. Tutkimusten mukaan talteenoton kustannukset olisivat hieman vähemmän kuin 1-20 euroa/tonni hiilidioksidia. Nähdäkseni kustannus koostuu energian kulutuksesta ja kustannustaso voi olla järkevä suhteutettuna talteenoton positiivisiin vaikutuksiin.

Tällä hetkellä etsin tutkimukselleni rahoittajia. Pyrin myös levittämään tietoa tästä liian vähän tutkitusta aiheesta ja löytämään sopivia yhteistyökumppaneita. Rakennusalalle tarvitaan tulevaisuudessa nykyistä kestävämpiä materiaaleja, ja magnesiumyhdisteiden käyttö sementinvalmistuksessa voisi olla yksi varteenotettava mahdollisuus