Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή είναι το σκυρόδεμα και ο βιώσιμος μετασχηματισμός της παραγωγής του θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τις ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου που εκλύονται.
Η παραγωγή του τσιμέντου, του συνδετικού στοιχείου στο σκυρόδεμα, αντιπροσωπεύει το 8% των συνολικών παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Το σκυρόδεμα είναι ένας από τους περισσότερο χρησιμοποιούμενους πόρους στη Γη, με τις εκτιμήσεις να κάνουν λόγο για παγκόσμια παραγωγή της τάξης των 26 δισ. τόνων. Αυτός ο ρυθμός παραγωγής δεν αναμένεται να επιβραδυνθεί για τουλάχιστον άλλες δύο δεκαετίες.
Δεδομένης της κλίμακας της βιομηχανίας και των σχετικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, οποιεσδήποτε παρεμβάσεις και μετατροπές στην τεχνολογία παραγωγής του σκυροδέματος, θα μπορούσαν να έχουν πολύ σημαντικές, θετικές, επιπτώσεις έναντια στην κλιματική αλλαγή.
Ομάδες μηχανικών και επιστημόνων που ασχολούνται με θέματα κατασκευών και υποδομών, σχεδιάζουν την επόμενη γενιά τεχνολογιών σκυροδέματος με στόχο τόσο τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα αλλά και τη διατήρηση ή και αύξηση της ανθεκτικότητας του σκυροδέματος. Μία σχετική αναδυόμενη τεχνολογία περιλαμβάνει την παραγωγή σκυροδέματος με έγχυση CO2, μία τεχνική που δεσμεύει τα αέρια του θερμοκηπίου εντός του σκυροδέματος, καθιστώντας το ισχυρότερο, και σε κάποιες περιπτώσεις, εύκαμπτο.
Η βιομηχανία στις ΗΠΑ είναι ώριμη για σημαντικές αλλαγές, ιδιαίτερα με την υπόσχεση της κυβέρνησης Biden ότι θα επενδύσει σε μεγάλα έργα υποδομών, μειώνοντας παράλληλα τις εκπομπές. Ωστόσο, για να εφαρμοστεί το CO2 στην παραγωγή σκυροδέματος σε ευρεία κλίμακα με τρόπο που να μειώνει δραστικά τις εκπομπές, πρέπει να ληφθούν υπόψη όλες οι σχετικές εκπομπές του.
Επανεξέταση του σκυροδέματος
Το σκυρόδεμα αποτελείται από αδρανή υλικά – κυρίως σκύρα και άμμο – μαζί με τσιμέντο και νερό.
Επειδή περίπου το 80% του αποτυπώματος άνθρακα του σκυροδέματος προέρχεται από το τσιμέντο, οι ερευνητές εργάζονται για να βρουν υποκατάστατα υλικά.
Βιομηχανικά υποπροϊόντα όπως η σκωρία υψικαμίνου και η ιπτάμενη τέφρα χρησιμοποιούνται πλέον συχνά ως συνδετικά υλικά για τη μείωση της ποσότητας τσιμέντου που απαιτείται οπότε το προκύπτον σκυρόδεμα έχει σημαντικά χαμηλότερες εκπομπές λόγω αυτής ακριβώς της αντικατάστασης. Επίσης, μελέτες έχουν καταλήξει στο ότι η χρήση ασβεστόλιθου και μετακαολίνη θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές κατά τουλάχιστον 20%, μειώνοντας παράλληλα και το κόστος παραγωγής.
Εκτός από την ανάπτυξη νέων τύπων τσιμέντου, ερευνητές και εταιρείες εστιάζουν σε τρόπους χρήσης του δεσμευμένου CO2 ως συστατικού στο ίδιο το σκυρόδεμα, δεσμεύοντας το και εμποδίζοντας το να εισέλθει στην ατμόσφαιρα. Το CO2 μπορεί να προστεθεί με τη μορφή αδρανών ή να εγχυθεί κατά τη διαδικασία της ανάμειξης.
Αυτές οι διαδικασίες μετατρέπουν το αέριο CO2 και δημιουργούν ανθρακικές ενώσεις που μπορεί επίσης να βελτιώσουν την αντοχή του σκυροδέματος. Αυτό σημαίνει ότι πιθανά οι κατασκευές θα απαιτούν λιγότερο τσιμέντο, μειώνοντας το ποσό των σχετικών εκπομπών. Εταιρείες όπως CarbonCure και η Solidia έχουν αναπτύξει τεχνολογίες για τη χρήση αυτών των διεργασιών στο σκυρόδεμα που χρησιμοποιείται σε εργοτάξια, καθώς και σε προκατασκευασμένο σκυρόδεμα και άλλα δομικά υλικά.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Michigan εργάζονται σε σύνθετα υλικά με στόχο την παραγωγή ενός εύκαμπτου υλικού σκυροδέματος που επιτρέπει πιο λεπτές αλλά συγχρόνως λιγότερο εύθραυστες δομές, οπότε ο χρησιμοποιούμενος οπλισμός από χάλυβα μπορεί να μειωθεί, μειώνοντας με τη σειρά του τις σχετικές εκπομπές άνθρακα. Η έρευνα εστιάζει σε παραγωγή σύνθετου υλικού που θα αποθηκεύει τη μέγιστη δυνατή ποσότητα CO2.
Το εύκαμπτο σκυρόδεμα με βάση το CO2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κτίρια γενικών χρήσεων, υποδομές νερού και ενέργειας, καθώς και υποδομές μεταφορών. Το εύκαμπτο σκυρόδεμα χρησιμοποιήθηκε στον πύργο Kitahama με ύψος 61 ορόφων στην Osaka της Ιαπωνίας και σε πλάκες οδοστρώματος για την κατασκευή γέφυρας στο Ypsilanti του Michigan.
Η πρόκληση των εκπομπών άνθρακα στον κύκλο ζωής του σκυροδέματος
Είναι γεγονός ότι τεχνολογίες αιχμής μπορούν να αρχίσουν να αντιμετωπίζουν το αποτύπωμα άνθρακα του σκυροδέματος, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν εμπόδια. Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2021 από το Πανεπιστήμιο του Michigan, εξετάστηκαν οι εκπομπές σε όλο τον κύκλο ζωής του σκυροδέματος στο οποίο χρησιμοποιείται η διαδικασία έγχυσης CO2 και προέκυψε ότι οι εκτιμήσεις δεν έλαβαν πάντα υπόψη τις εκπομπές από τη δέσμευση, τη μεταφορά και τη χρήση CO2. Η μελέτη πρότεινε στρατηγικές για να διασφαλιστεί ότι η τεχνική αυτή έχει πραγματικά τα οφέλη που αναφέρονται.
Συνολικά, βάσει της μελέτης του Πανεπιστημίου του Michigan, συνίσταται η ανάπτυξη ενός τυπικού πρωτοκόλλου σκλήρυνσης CO2. Εργαστηριακά πειράματα δείχνουν ότι η σκλήρυνση με CO2 μπορεί να βελτιώσει την αντοχή και την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος, αλλά τα αποτελέσματα ποικίλλουν ανάλογα με τις συγκεκριμένες διαδικασίες σκλήρυνσης και τα μίγματα σκυροδέματος. Περαιτέρω δοκιμές θα βελτιώσουν τις συνθήκες και το χρονοδιάγραμμα των βημάτων στη διαδικασία σκλήρυνσης ώστε να αυξηθεί η απόδοση. Επίσης, η ίδια η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη διαδικασία σκλήρυνσης πρέπει να ελεγχθεί και να διασφαλιστεί ότι προέρχεται από πηγές χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Τα προηγμένα μίγματα σκυροδέματος, ιδιαίτερα το εύκαμπτο σκυρόδεμα, έχουν ήδη αρχίσει να αντιμετωπίζουν αυτά τα ζητήματα.
Υποδομές και πολιτική για το κλίμα
Το 2020, ένα ευρύς αριθμός εταιρειών στις ΗΠΑ ανακοίνωσε μέτρα για τη μείωση των εκπομπών τους. Ωστόσο, για να μετασχηματιστεί πραγματικά ο κατασκευαστικός κλάδος θα απαιτηθούν κρατικές επενδύσεις και αναμόρφωση των πολιτικών προμήθειας δομικών υλικών.
Στην πολιτεία της Νέας Υόρκης και στο New Jersey, οι νομοθέτες έχουν προτείνει πολιτικές σε τοπικό επίπεδο που θα παρέχουν κίνητρα κόστους σε προτάσεις για δημόσια έργα, οι οποίες θα εξασφαλίζουν τις χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα λόγω του σκυροδέματος. Τέτοιου τύπου πολιτικές θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως βάση για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα και σε άλλα δομικά υλικά.
Σε επίπεδο ΗΠΑ συνολικά, η υποβάθμιση των υποδομών υπό ομοσπονδιακή διαχείριση αποτελεί μια σταθερά αυξανόμενη κρίση. Η κυβέρνηση Biden προσπάθησε να αντιμετωπίσει αυτά τα προβλήματα, καθώς και την κλιματική αλλαγή, και να δημιουργήσει θέσεις εργασίας μέσω ενός στρατηγικού προγράμματος επισκευής των υποδομών.
Ο υπουργός Μεταφορών Pete Buttigieg δήλωσε το 2021 ότι υπήρχαν «τεράστιες ευκαιρίες για τη δημιουργία θέσεων εργασίας, την ισότητα και την επίτευξη των κλιματικών στόχων, όσον αφορά στην ανάπτυξη των υποδομών στις ΗΠΑ».
Ως επόμενο σημαντικό βήμα, θα μπορούσαν να ακολουθήσουν πολιτικές που αναγνωρίζουν το σκυρόδεμα χαμηλών εκπομπών άνθρακα ως μια «εθνική λύση» στο πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής.
Πηγή; thehindu.com
