Área 1 - Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono (CCUS)

A captura de CO₂ e a sua utilização como tecnologia integrada para a valorização do dióxido de carbono em produtos químicos de elevado valor acrescentado e elevada densidade energética, nomeadamente metano (CH₄), metanol (MeOH), dimetil éter (DME) e carbonato de dimetilo (DMC), recorrendo a fontes de energia renovável, constitui uma tecnologia-chave para reduzir as emissões de CO₂ provenientes das fábricas de cimento.

A captura de CO₂ pode ser realizada principalmente através da utilização de sorventes químicos ou físicos, incluindo tecnologias de absorção química e adsorção. Em ambos os casos, os sorventes são posteriormente regenerados. Algumas destas soluções não exigem alterações fundamentais ao processo de cozedura do clínquer, podendo ser aplicadas tanto em novos fornos como em adaptações (“retrofit”) de unidades industriais existentes.

A valorização do CO₂ requer o desenvolvimento e seleção de catalisadores mais económicos, altamente ativos, seletivos, estáveis e eficientes, capazes de promover a conversão do dióxido de carbono em monóxido de carbono e desencadear reações químicas entre hidrogénio e monóxido de carbono para a formação de cadeias de hidrocarbonetos utilizadas na produção de combustíveis líquidos e outros produtos.

Face à necessidade de desenvolver estas tecnologias disruptivas, o objetivo do C5Lab consiste em melhorar a viabilidade técnica e económica destas soluções inovadoras enquanto potenciais aplicações industriais. O trabalho nesta área de I&I centra-se na demonstração tecnológica e na melhoria da viabilidade técnica e económica deste conceito em contexto industrial.

Área 2 - Transição Energética e Eficiência

A eficiência energética constitui, geralmente, a forma mais económica de reduzir as emissões de carbono numa indústria intensiva em energia como a indústria do cimento.

Ao longo dos últimos 20 anos, o setor cimenteiro português tem realizado investimentos significativos em diferentes tecnologias destinadas a aumentar a eficiência energética das unidades industriais. Sendo uma indústria fortemente dependente de processos de combustão, a otimização dos combustíveis e da sua eficiência permite alcançar melhorias relevantes.

A transição para combustíveis verdes exige, por exemplo, garantir o comportamento adequado da chama e minimizar impactos na qualidade do produto e do processo produtivo.

Apesar dos progressos alcançados em matéria de eficiência energética, subsistem oportunidades associadas a novas soluções que poderão ir além dos processos de combustão. Contudo, várias tecnologias apresentam ainda períodos de retorno do investimento elevados, não tendo sido amplamente adotadas devido à ausência de incentivos públicos significativos.

O C5Lab trabalha na otimização e melhoria das tecnologias de moagem e de combustíveis verdes, procurando reduzir custos ou aumentar benefícios, assegurando soluções economicamente viáveis para a indústria do cimento.

Área 3 - Novos Materiais Cimentícios para Soluções de Construção Sustentável

A terceira área de I&I tem dois objetivos principais: i) o desenvolvimento de novos materiais cimentícios de baixo carbono e ecoeficientes, através de diferentes abordagens, como a incorporação de matérias-primas secundárias antes da combustão e na formulação do cimento, e ii) a avaliação do desempenho ambiental dos materiais cimentícios numa perspetiva de ciclo de vida.

No domínio dos materiais cimentícios ecoeficientes de baixo carbono, têm sido adotadas diversas estratégias nas últimas décadas com vista à produção de betões mais sustentáveis, nomeadamente:

• redução do teor de clínquer Portland no cimento;
• utilização de ligantes alternativos com menor impacto em CO₂;
• substituição de agregados naturais por agregados reciclados.

A investigação do C5Lab centra-se na identificação de novas matérias-primas secundárias e na garantia das características técnicas necessárias para aplicações exigentes, contribuindo diretamente para reforçar a competitividade e reduzir a pegada ambiental da indústria do cimento.

Relativamente ao segundo objetivo, a investigação tem incidido em temas como:

• avaliação do ciclo de vida (ACV) do cimento, desde a origem até ao fim de vida (“cradle to grave”);
• propriedades térmicas dos produtos cimentícios e o seu impacto no desempenho energético dos edifícios durante a fase de utilização;
• carbonatação do betão, isto é, o CO₂ sequestrado no cimento ao longo do seu ciclo de vida;
• utilização de tecnologias CCU para criar sumidouros de carbono em edifícios e infraestruturas, entre outros.