Нулевые выбросы CO2 к 2050 году. Такова амбициозная цель, поставленная ЕС для борьбы с глобальными изменениями климата. Высокая концентрация CO2 уже сегодня считается главной причиной дисбаланса. Поэтому отрасли, где тяжело добиться снижения выбросов СО2, например в строительстве, производстве цемента и стали, в химической и керамической промышленности, которые в Италии являются движущей силой экономики, намерены уже к 2030 году сократить выбросы CO2 на 55 % по сравнению с 1990 годом.

На этом фоне индустрия производства керамической плитки призвана действовать так, чтобы способствовать экологическому переходу и все более устойчивому развитию. В 2021 году наша страна заняла шестое место в мире среди производителей керамической плитки, произведя около 430 млн м2. В частности, на регион Эмилия-Романья кластерами в Модене и Реджо-Эмилии приходится более 90% национального производства. Также предполагается, что в период с 2021 по 2025 год мировое производство керамической плитки будет расти в среднем на 5 % в год.

Таким образом очевидна необходимость дальнейшей работы над сокращением выбросов CO2. Устойчивое развитие и циркулярная экономика — вот те ориентиры, которые должны способствовать обновлению политики, направленной на минимизацию потребления сырья, образование отходов и затрат на их утилизацию, отдавая предпочтение технологиям восстановления и повторного использования.

В этом контексте был создан проект CCS4CER: Улавливание и минерализация CO2 для керамической промышленности, финансируемый из европейских фондов региона Эмилия-Романья, PR-FESR 2021/2027, Ось 1 Исследования, Инновации и Конкурентоспособность, Действие 1.1.2 (https://www.ccs4cer.it/). Проект направлен на поиск наилучшего метода улавливания CO2, производимого керамическими заводами, и на поиск нового пути утилизации неиспользуемых в настоящее время отходов (например, отработанной извести) с помощью процессов минерализации.

В проекте CCS4CER, координируемом Центром керамики, участвуют следующие лаборатории Сети высоких технологий региона Эмилия-Романья: CIRI-FRAME Alma Mater Studiorum University of Bologna, LEAP Milan Polytechnic и Romagna Tech. В проекте также участвуют, хотя и не финансируются, ведущие компании керамической отрасли, такие как Ascot Gruppo Ceramiche, Panariagroup Industrie Ceramiche S.P.A. и SACMI Cooperativa Meccanici Imola S.C..

Сильной стороной партнерства, помимо корпоративного присутствия, является междисциплинарный характер партнеров. Центр керамики предоставляет опыт в области технологических процессов, определения характеристик сырья, готовой продукции и отходов, а также занимается передачей технологий. CIRI FRAME занимается оптимизацией процессов минерализации в лабораторных масштабах, а LEAP делится своим богатым опытом в области энергетики и окружающей среды для моделирования систем улавливания. Распространение результатов будет поручено компании Romagna Tech.

С момента подписания соглашения (15 февраля 2024 года) и первых встреч между партнерами началась деятельность, разделенная на 6 рабочих этапов общей продолжительностью 30 месяцев.

Первый этап предусматривает анализ ситуации в секторе керамической плитки, выявление и определение характеристик наиболее подходящих керамических отходов для процесса минерализации, предоставленных компаниями-партнерами и другими производственными реалиями. Особое внимание будет уделено отработанному известняку, образующемуся при сжигании дымовых газов. Как известно, при производстве керамической плитки перерабатываются почти все сырьевые и/или обожженные отходы, образующиеся в процессе производства, однако отработанная известь, образующаяся при очистке дымовых газов, сегодня выбрасывается на свалки как опасные отходы. По оценкам, в 2020 году количество отработанной извести, образующейся при производстве итальянской плитки, составило около 365 000 тонн.

Известь может быть превращена в CaCO3 в результате реакции минерализации с CO2 (который, как надеются, в будущем можно будет напрямую получать из улавливаемых газов на том же производственном предприятии). Этот процесс будет изучен и оптимизирован путем оценки наилучших рабочих условий в газовой и жидкой фазе. Полученные материалы, такие как CaCO3, CaF2 и CaSO4, будут затем использованы в качестве нового сырья для строительного сектора (углеродно-негативные строительные растворы и/или экоцементы). Также будет проведена оценка наиболее подходящих технологий декарбонизации, имеющихся сегодня на рынке, с точки зрения энергетических и экологических затрат и применимости к процессу производства керамики.

Таким образом, будет проведена работа по достижению следующих целей: (I) сокращение выбросов CO2 путем его улавливания, (II) преобразование отходов, даже опасных, в продукты на основе преимущественно карбонатов путем минерализации CO2, (III) использование полученных продуктов в качестве вторичного сырья в строительном секторе с низким воздействием на окружающую среду.

Ожидаемые результаты проекта призваны ответить на европейский запрос о создании пути к климатической нейтральности, что является основополагающим для долгосрочной конкурентоспособности итальянской промышленности, которая на протяжении многих лет выделяется в мире как пример технологических инноваций и экологической устойчивости.

Авторы: Valentina Scognamiglio(1), Maria Chiara Bignozzi(1), Stefania Albonetti(2), Maurizio Spinelli(3), Laura Saragoni(4)

1 Centro Ceramico, Sassuolo (MO), Italy
2 Dip. Chimica Industriale “Toso Montanari”, Bologna (BO), Italy
3 Politecnico di Milano, Energy Department, Milano (MI), Italy
4 Romagna Tech, Faenza (RA), Italy