Sử dụng điện trong công nghiệp là tác nhân lớn nhất sản xuất khí thải
gây hiệu ứng nhà kính, đứng sau nó là ngành công nghiệp sản xuất xi
măng, tuy nhiên, chúng đều bị bỏ qua. Con số thực tế cho thấy, ngành công
nghiệp xi măng phát thải 5-6% lượng CO2, cứ 10kg xi măng được sản xuất
thì có 9kg CO2 phát thải. Khoảng 3 nghìn tỷ xi măng được tiêu thụ hàng
năm cho thấy được tiềm năng làm giảm phát thải khí CO2 dựa vào ngành
công nghiệp này.
Nhưng dù nắm được quy trình sản xuất xi măng, nhưng cho tới nay chưa có một ai thành công trong việc hoàn toàn loại bỏ nó. Nắm lấy cơ hội này, một nhóm nghiên cứu của Đại học George Washington ở Ashburn, Virginia đã phát triển ý tưởng phương pháp sản xuất xi măng không phát thải CO2, và điều đặc biệt là quy trình sản xuất với chi phí thấp hơn các chi phí mà các nhà sản xuất hiện tại phải bỏ ra.
Quá trình này được mô tả như sản xuất nhiệt điện hóa năng lượng mặt trời của xi măng (STEP). Theo giải thích của các nhà khoa học, trong quá trình sản xuất xi măng, từ 60-70% lượng khí thải carbon được tạo ra khi chuyển đổi đá vôi và phần còn lại do các loại nhiên liệu hóa thạch được đốt cháy ở quá trình loại bỏ carbondioxit (decarbonation). Trong quá trình STEP, nhiệt năng mặt trời được sử dụng để làm nóng đá vôi cũng như điện phân, sản xuất một.
Trong quá trình STEP, nhiệt năng mặt trời được sử dụng để làm nóng đá vôi cũng như hỗ trợ quá trình điện phân, mỗi khâu sản xuất có một phản ứng hóa học khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ, quá trình phân tách đá vôi và một số kết hợp khác của nguyên tử oxy và carbon. Nếu điện phân dưới 800 độ C, vôi, carbon và dioxygen được hình thành và khi điện phân trên 800 độ, vôi, carbon monoxide và superoxide được hình thành bởi đá vôi nóng chảy.
Theo giải thích của Stuart Licht, giáo sư Hóa học tại Đại học George Washington, sản phẩm phụ carbon monoxide có thể sử dụng trong phản ứng nhiệt độ cao trong ngành công nghiệp khác để làm sạch nickel, sản xuất nhiên liệu và tạo thành chất dẻo và các hydrocacbon khác. Ngoài ra chi phí dự kiến của quá trình STEP rẻ hơn so với quá trình áp dụng trong công nghiệp xi măng hiện có. Trong thực tế, nếu giá trị của khí carbon monoxide được hạch toán cùng chi phí sản xuất vôi thực sự sẽ giảm chi phí đáng kể. Ngoài có thể được mở rộng trong các ứng dụng khác như làm sạch nhôm và sắt, tạo ra giấy, thủy tinh, đường.