إنها مساهم رئيسي في تغير المناخ – الطريقة التي يتم بها بناء المباني والطرق بالخرسانة. إنها أيضًا مشكلة تتزايد مع تطور المزيد من دول العالم. لذلك كان السباق مستمرًا لإيجاد حلول للمادة المسؤولة عن حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.
الآن قامت إحدى الشركات الناشئة في كاليفورنيا بتطوير تقنية تقلل من ثاني أكسيد الكربون في صناعة الأسمنت ويمكن أن تكون لديها القدرة على العمل على نطاق واسع. يقوم فورتيرا باعتراض عادم ثاني أكسيد الكربون من الأفران حيث يتم تصنيع الأسمنت ويعيد توجيهه مرة أخرى لصنع أسمنت إضافي. وفي أول جهد تجاري على نطاق تجاري، تمت إضافة هذه التكنولوجيا إلى منشأة CalPortland في ردينغ، كاليفورنيا، وهي واحدة من أكبر مصانع الأسمنت في غرب الولايات المتحدة والتي سيتم افتتاحها يوم الجمعة.
وقال رايان جيليام، الرئيس التنفيذي لشركة Fortera: “هدفنا هو أن نكون حلاً واسع الانتشار يمكن أن يعمل حقًا في أي مصنع”.
في البداية، ستنتج شركة Fortera ما يكفي لخلطها مع حوالي خمس منتج CalPortland في مزيج يقلل الكربون بحوالي 10%. وقال غيليام إن هناك طلباً قوياً على الخلطات الأعلى التي تقلل الكربون بنسبة 40-50%، وعلى المنتج النقي الذي تصنعه الشركة والذي يحتوي على نسبة كربون أقل بنسبة 70%.
ومن المقرر أن تخرج الأكياس الكبيرة الأولى من باب مصنع ردينغ في الأسبوع الأول من شهر مايو.
تطورت فورتيرا جزئيًا من شركة سابقة تدعى كاليرا والتي كانت من بين أوائل الشركات التي حولت ثاني أكسيد الكربون إلى أسمنت بدءًا من عام 2007. وسكبت حوالي 100 طن من الأسمنت منخفض الكربون في مباني المكاتب والأرصفة في كاليفورنيا، لكنها أغلقت في عام 2014 بسبب الظروف المالية. التحديات. بناءً على هذه المعرفة، أسس غيليام شركة Fortera في عام 2019 مع العديد من موظفي Calera السابقين.
وقال: “هناك إلى حد كبير مصنع أسمنت كل 250 ميلاً في العالم، ويقع معظمه بالقرب من محجر الحجر الجيري. ولأنها تعمل مع هذه المصانع الموجودة وتستخدم نفس المواد التي تستخدمها الصناعة بالفعل، تقول فورتيرا إن تقنيتها تعد خيارًا تنافسيًا اقتصاديًا لمنع انبعاثات الكربون بسرعة من ارتفاع درجة حرارة الكوكب.
أحد الاختلافات عن بعض جهود الأسمنت والخرسانة منخفضة الكربون الأخرى هو أنها توفر على الأقل إمكانية تركيبها على نطاق واسع في مصانع الأسمنت بدلاً من تغيير الطريقة التي تعمل بها الصناعة حاليًا.
تعد جهود Fortera واحدة من العديد من الجهود المبذولة للحد من التأثير المناخي للخرسانة. يقوم المعهد الأمريكي للمهندسين المعماريين بتثقيف العديد من أكبر شركات الهندسة المعمارية في العالم حول انبعاثات الكربون الناتجة عن مواد البناء.
بعض الولايات القضائية بما في ذلك فانكوفر، كولومبيا البريطانية لديها معايير بناء تشجع الخرسانة منخفضة الكربون. أصدرت ولاية كاليفورنيا قانونًا في عام 2021 يلزم مجلس موارد الهواء بالولاية بوضع استراتيجية لصناعة الأسمنت في الولاية لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 40% بحلول عام 2035 وتحقيق صافي الصفر بحلول عام 2045.
لدى The First Movers Coalition، وهي منظمة تضم أكثر من 90 شركة، مبادرة تم الإعلان عنها في عام 2021 لخلق طلب أكبر على الأسمنت منخفض الكربون من خلال قوتها الشرائية الهائلة.
وفي العام نفسه، أعلنت 40 من أكبر الشركات المصنعة للأسمنت والخرسانة عن التزامها بتصنيع خرسانة لا تساهم في تغير المناخ بحلول عام 2050 من خلال الجمعية العالمية للأسمنت والخرسانة. واتفقوا على خفض الانبعاثات الناجمة عن الأسمنت واستخدام الوقود الأحفوري في عمليات التصنيع وتطوير طرق جديدة لاحتجاز الكربون.
تعتبر الخرسانة ثاني أكثر المنتجات استخدامًا على وجه الأرض، بعد الماء. يشكل الأسمنت ما بين 10% إلى 15% من الخرسانة من حيث الحجم، ولكنه مسؤول عن 88% من الانبعاثات الكبيرة التي تنتجها الخرسانة. المكونات الأخرى في الخرسانة هي الرمل والحصى والحجر المسحوق والماء.
إن تصنيع طن واحد من الأسمنت ينبعث منه ما يقرب من طن واحد من ثاني أكسيد الكربون. لم يكن هناك بديل بسيط.
وقال توماس جيلو، الرئيس التنفيذي للجمعية العالمية للأسمنت والخرسانة: “إن الفوائد المجتمعية للخرسانة هائلة للغاية… إنها العمود الفقري للمجتمع الحديث”. وقال إن المواد الأخرى تفشل في بعض الأحيان في المنافسة لأنها ليست متينة، أو لا يمكنها تحمل نفس القدر من الوزن، أو لا يمكنها تحمل الحرارة بشكل جيد.
كيف تعمل تقنية فورتيرا
يقوم مصنعو الأسمنت بتسخين الأفران إلى حوالي 2500 درجة فهرنهايت (1400 درجة مئوية) لتكسير الحجر الجيري وفصله إلى ثاني أكسيد الكربون وأكسيد الكالسيوم.
تقوم عملية فورتيرا بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وإخراجه عبر الأنابيب إلى آلة حيث يتم تحويله إلى مادة صلبة. تعمل تقنيتها عند حوالي 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية)، الأمر الذي يتطلب طاقة أقل وينبعث منها كمية أقل من الكربون.
عندما يتم خلط ثاني أكسيد الكربون الملتقط مع أكسيد الكالسيوم، فإنه يتحول إلى نوع من الحجر الجيري الذي يصبح مثل الأسمنت عندما يبتل. يتم مزج هذا المنتج، الذي تسميه فورتيرا ReAct، بمكونات أخرى لصنع الخرسانة.
يستخدم Fortera مزيجًا بنسبة 15% من ReAct في الخرسانة لأن هذا هو كل ما هو مسموح به بموجب معايير الصناعة الحالية التي تنظم قوة المواد ومتانتها.
تحاول الشركة الحصول على منتج معتمد بنسبة 100% من ReAct كبديل للأسمنت، وتقول إن اختباراتها أظهرت أنه قادر على تلبية المتطلبات الدولية، لكن العملية التنظيمية ستستغرق أكثر من خمس سنوات.
ويوجد بعض أسرع مستهلكي الأسمنت نمواً في جنوب شرق آسيا وأفريقيا، لذا فإن الحلول العالمية تشكل أهمية بالغة.
وقال مايك أيرلندا، الرئيس والمدير التنفيذي لجمعية أسمنت بورتلاند، وهي الرابطة التجارية الوطنية لمصنعي الأسمنت الأمريكيين: “يتعين على الولايات المتحدة أن تفعل ما في وسعها وأن تكون رائدة في مساعدة البلدان الأخرى”. “لكن علينا أن نجعل بقية العالم، وخاصة الجنوب العالمي، يتجهون نحو التصنيع ليتجاوزوا بعض التقنيات التي كانت لدينا.”
وقال إن انبعاثات الكربون الناتجة عن صناعة الأسمنت تشكل “تهديدا وجوديا للعالم ولصناعتنا”.
___
تتلقى التغطية المناخية والبيئية لوكالة أسوشيتد برس دعمًا ماليًا من مؤسسات خاصة متعددة. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتويات. ابحث عن معايير AP للعمل مع المؤسسات الخيرية، وقائمة الداعمين ومناطق التغطية الممولة على AP.org.