De Europese Commissie wil dat de cementindustrie haar CO₂-uitstoot in 2050 met 80% reduceert. Dat is een grote opgave, want bij de productie komt veel CO₂-vrij. Het belangrijkste ingrediënt van cement, klinker, wordt gemaakt door calciumcarbonaat via verhitting om te zetten in kalk en CO₂. Per ton cement komt zo’n 600 tot 700 kg CO₂ vrij. De cementindustrie is hiermee verantwoordelijk voor ongeveer 7% van de wereldwijde CO₂-emissies.

‘Nieuwe cementsoorten halen niet zo gemakkelijk de praktijk’

Nele De Belie

Nele De Belie, hoogleraar bouwkundige constructies en bouwmaterialen aan de Universiteit Gent, ziet dat de cementindustrie het laatste decennium meer investeert in duurzaamheid. ‘Nu bedrijven moeten betalen voor CO₂-uitstoot, loont het om hier iets aan te doen. Aangezien de vraag naar bouwmaterialen de komende jaren zal groeien, zijn investeringen in duurzame cementproductie noodzakelijk.’ De roadmap die de Europese branchevereniging CEMBureau opstelde om de sector te verduurzamen, noemt diverse maatregelen om het energieverbruik van de processen en het percentage klinker in cement terug te dringen.

Minder klinker

Bedrijven en instituten onderzoeken mogelijkheden om het percentage klinker in cement te verminderen. ‘Daarbij kijkt men bijvoorbeeld naar onbenutte bijproducten uit andere industrieën die als additief kunnen dienen’, vertelt De Belie. ‘Bijvoorbeeld hoogovenslakken, slakken uit de koper- en loodproductie en vliegas.’ De vakgroep van De Belie onderzocht samen met afvalverwerker Indaver het gebruik van verbrandingsassen uit de afvalverwerking als grondstof. Orbix onderzocht samen met VITO de mogelijkheid om staalslakken te laten reageren met CO₂ en daar een kunstmatige steen van te maken.

Een belangrijke innovatie is ook de nieuwe cementsoort LC³, limestone calcined clay cement, die gemaakt wordt uit een mengsel van kalksteen en gecalcineerde klei. Dit type cement kan zorgen voor een CO₂-reductie van tot wel 40%. Maar nieuwe cementsoorten halen niet zo gemakkelijk de praktijk, zegt De Belie. De bouw is vaak afhankelijk van gecertificeerde producten, en het certificatieproces kost veel tijd.

Droog proces

De productie van cement is erg energie-intensief. De reacties vinden plaats bij temperaturen rond de 1450°C. In totaal is 3500 MJ nodig om een ton klinker te produceren. Om het fossiele brandstofgebruik terug te dringen, gebruiken cementovens alternatieve brandstoffen, bijvoorbeeld reststromen uit de industrie, die dikwijls hoge hoeveelheden biomassa bevatten. Om het energieverbruik omlaag te brengen, past het grootste deel van de Europese cementfabrieken tegenwoordig het zogeheten ‘droge’ productieproces toe. Hierbij gebruiken ze kalksteen in plaats van krijt als grondstof voor klinker. Kalksteen bevat slechts 3 tot 5% water, krijt 23%. Hierdoor kost het drogen van de grondstoffen minder energie.

‘De CO₂-reductie bedraagt meer dan een miljoen ton per jaar’

Vincent Michel

’s Werelds grootste bouwmaterialenproducent Holcim werkt in Obourg (Bergen) in België onder de noemer GO4ZERO aan de eerste site die tegen 2029 CO₂-neutraal moet gaan produceren. ‘In de eerste fase van dit project gaan we een nieuwe cementoven bouwen voor het droge proces’, vertelt Vincent Michel, directeur van het GO4ZERO-programma. ‘Door over te stappen op kalksteen en een nieuwe technologie toe te passen, kunnen we de CO₂-uitstoot met bijna 30% verminderen.’ De nieuwe productiefaciliteit, waarvoor Holcim een investering van 380 miljoen euro gereserveerd heeft, krijgt dezelfde capaciteit als de twee bestaande ‘natte’ ovens samen. De bouw start nog dit jaar en is klaar in 2026.

Maar deze maatregelen zijn niet genoeg om de emissies tot nul terug te dringen. De cementindustrie denkt dat dit, op korte termijn, alleen te realiseren is door het CO₂ af te vangen. Holcim past daartoe in de nieuwe oven het oxyfuelproces toe. Door bij de verbranding zuurstof te gebruiken in plaats van lucht, wordt het CO₂ van 30 tot 80% geconcentreerd. Hierdoor kan het gemakkelijker worden afgevangen. Air Liquide zal een CO₂-afvanginstallatie leveren die 95% van het vrijkomende CO₂ kan afvangen. Holcim sloot een overeenkomst met TotalEnergies om het afgevangen CO₂ op te slaan onder de Noordzee, in lege aardgas- of olievelden. Het CO₂ wordt per schip naar de Antwerpse haven vervoerd. Hiervoor werkt de bouwmaterialenproducent samen met het Antwerp@C consortium, dat een gemeenschappelijke CO₂-infrastructuur in de Antwerpse haven en een exporthub wil realiseren. Pijpleidingen van Fluxys zullen het CO₂ transporteren. Hiervoor heeft Holcim een extra investering van €150 miljoen beraamd.

E-fuel

Ook onderzoekt Holcim met verschillende partners of je het afgevangen CO₂ kunt gebruiken voor de productie van een innovatieve e-fuel uit CO₂ en waterstof. Daarvoor overweegt Holcim kleine elektrolysers te plaatsen. Het zuurstof kan weer aan de cementoven worden gevoed. De benodigde elektriciteit wordt opgewekt door zonnepanelen of windmolens.

Michel schat de totale kosten voor het GO4ZERO-programma op zo’n €530 miljoen. ‘We hopen voor de eerste fase aanspraak te kunnen maken op een subsidie uit het JUST Transition Fund en voor de tweede fase op het Europese Innovation Fund. De impact van onze plannen is immers groot. De CO₂-reductie significant, meer dan een miljoen ton per jaar. Daarom reken ik ook op steun vanuit de politiek om het project bij de Europese Commissie te verdedigen.’