Инженер придумал сверхэффективную модульную печь для цементной промышленности
На каждую тонну цемента, производимую в мире, в атмосферу выбрасывается 600 кг углекислого газа. В 2023 году в мире было произведено около 4,2 млрд тонн цемента — на него приходится около 8% всего углеродного загрязнения.
Это большая проблема, которая волновала Гуриндера Награ, когда он был аспирантом Стэнфордского университета. Целью его докторской диссертации не было «улавливание и хранение углерода», но он не переставал думать об этом. Посещая курсы по энергетическим предприятиям три раза за два года, каждый раз он был сосредоточен на цементе, рассказал он.
Награ беспокоило не только загрязнение окружающей среды. «Выбросы — это один аспект. Во-вторых, это просто забытая, грязная индустрия, но она в некотором роде необходима современной цивилизации. Это повсюду, — сказал он. — Использование цемента может иметь волновые последствия, выходящие далеко за рамки изменения климата».
«Компании, которые в фоновом режиме контролируют поставки цемента, практически управляют миром. Не так много, как нефтяная промышленность, но они обладают большой властью, — сказал он. — Строительство нового завода стоит $1 млрд. Если компания решает построить завод в развивающейся стране, она контролирует судьбу траектории этой развивающейся экономики».
После получения степени в 2020 году Награ основал Furno. Цель была простой, но амбициозной: перевернуть цементную промышленность. Многие развивающиеся страны не могут профинансировать новый завод или убедить компанию его построить, поэтому им приходится задорого импортировать цемент. Во многих развивающихся странах стоимость цемента иногда в три-четыре раза превышает рыночную цену в развитых странах.
Ответ «Фурно» заключался в разработке цементной печи, которая была бы меньше, более эффективной и более гибкой, чем массивные печи, предпочитаемые сегодня в промышленности. Каждый блок может производить меньше, чем сегодняшние конструкции, соответствующие отраслевым стандартам, но быть дешевле в строительстве и потреблять меньше энергии для эксплуатации.
Маленькие печи «Фурно» идут вразрез с тенденциями сегодняшней цементной промышленности, которая гонится за более крупным оборудованием. Большие вращающиеся печи могут сократить эксплуатационные расходы, хотя при этом новые установки настолько большие, что каждая из них, по сути, представляет собой сделанную на заказ установку, строительство которой требует больших затрат на рабочую силу.
Строя печи меньшего размера, «Фурно» надеется снизить капитальные затраты за счет массового производства и снизить эксплуатационные расходы за счет энергоэффективности: портландцемент, наиболее часто используемый тип, производится путем нагревания кальцийсодержащих минералов, обычно из известняка. Эти минералы отправляются через печь, где они нагреваются до температуры более 1110°F (600°C), почти всегда с использованием ископаемого топлива. В процессе прокаливания образуется известь (оксид кальция) и углекислый газ.
На современном цементном заводе это самый важный этап. Сырье поступает в один конец печи, который расположен горизонтально, и проходит через интенсивное пламя к другому концу, где оно превращается в клинкер. Современные печи не очень эффективны. Исследование одной из них в Китае показало, что только около 30% тепла в печи обеспечивает реакцию обжига. «Если вы стоите на расстоянии 40 футов от печи, вы можете почувствовать, как тепло рассеивается по стенам печи», — сказал Награ.
Печь «Фурно» гораздо более эффективна: выбросы от ископаемого топлива сокращаются на 70% и более. Это достигается путем поворота печи вертикально, заполнения ее ингредиентами, измельченными до заданных размеров, а затем просачивания через нее горючего газа и поджигания. Изменяя количество газа и кислорода, проходящих через колонну, «Фурно» может контролировать, где внутри возникает пламя, гарантируя, что большая часть тепла питает процесс обжига, а не выходит из печи.
Меньше топлива означает меньше загрязнения, а улавливание углерода может помочь еще больше сократить выбросы. Сырье непрерывно поступает в верхнюю часть печи, а клинкер выпадает снизу. Более того, поскольку фронт пламени внутри печи можно более точно контролировать, у компании есть путь к использованию переработанного цемента из старого бетона, отметил Награ.
Поскольку переработанный цемент уже был обожжен, печи не потребуется использовать много топлива. А поскольку печи «Фурно» меньше по размеру, они позволяют перерабатывать цемент прямо на строительной площадке. Такой подход помог «Фурно» собрать начальный раунд в размере $6,5 млн. Раунд проводился Energy Capital Ventures при участии Cantos, Neotribe и O’Shaughnessy Ventures.
«Фурно» уже привлек внимание компаний по производству товарного бетона, которым приходится покупать цемент у вертикально интегрированных компаний, закупающих цемент у конкурентов, что на самом деле не делает рынок справедливым. Модульные печи дают им возможность получить некоторый контроль над своей судьбой.
Внимание «Фурно» к печам и программному обеспечению, которое ими управляет, отличает их от многих конкурентов, которые вместо этого сосредоточены на изменении самой химической реакции. Улучшив только печь, не меняя остального, «Фурно», возможно, будет легче продавать свою продукцию отрасли, которая не привыкла к переменам.
А в России в 2024 году правительство разработает законопроект об ужесточении ответственности для крупных промышленных предприятий, которые нарушают установленные для них квоты по выбросам, загрязняющим воздух, сообщила вице-премьер РФ Виктория Абрамченко журналистам.
