Για τις υψηλές γέφυρες, τους εντυπωσιακούς ουρανοξύστες, ακόμη και το μονοπάτι γύρω από το τοπικό σας πάρκο, οι κατασκευαστές λατρεύουν το σκυρόδεμα, καθιστώντας το το πιο χρησιμοποιούμενο οικοδομικό υλικό στον κόσμο – αλλά η παραγωγή του τσιμέντου που χρησιμοποιείται ευθύνεται για το 8% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Ο κατασκευαστικός κλάδος αναζητά απεγνωσμένα μια πιο καθαρή λύση, με νεοφυείς και κατασκευαστικούς γίγαντες να αναπτύσσουν τρόπους για να μειώσουν τις εκπομπές, αλλά η φύση του υλικού και ο τρόπος κατασκευής του σημαίνει ότι το σκυρόδεμα καθαρού μηδενισμού μπορεί να μην είναι δυνατό.
Το σκυρόδεμα κατασκευάζεται από υλικά όπως άμμος, πέτρες και αδρανή υλικά κολλημένα μεταξύ τους με τσιμέντο και για τα τελευταία 200 χρόνια αυτό σημαίνει σε μεγάλο βαθμό τσιμέντο Portland, μια αγγλική εφεύρεση που άλλαξε τον τρόπο κατασκευής μας. Αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα: για την παραγωγή τσιμέντου Portland, ο ασβεστόλιθος θερμαίνεται στους 1.450 βαθμούς Κελσίου, πυροδοτώντας μια χημική αντίδραση που ρίχνει ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα από τον ασβεστόλιθο, που ονομάζεται επίσης ανθρακικό ασβέστιο.
«Οι εγγενείς χημικές αντιδράσεις σε αυτή τη διαδικασία απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα – δεν υπάρχει τρόπος να ξεφύγουμε από αυτό», λέει ο Brant Walkley, λέκτορας χημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ. Προσθέτει ότι οι μισές εκπομπές από την παραγωγή τσιμέντου προέρχονται από αυτή τη διαδικασία. «Για κάθε μόριο ασβεστόλιθου που χρησιμοποιείται για την παρασκευή τσιμέντου Πόρτλαντ, απελευθερώνεται ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα».
Μια λύση είναι η προσθήκη συμπληρωματικών υλικών, όπως η σκωρία υψικαμίνου από την παραγωγή χάλυβα, η ιπτάμενη τέφρα από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής άνθρακα, ο καπνός πυριτίας, οι πυρωμένοι άργιλοι και άλλα βιομηχανικά απόβλητα. Αυτό όχι μόνο κρατά αυτά τα απόβλητα και τα υποπροϊόντα έξω από τους χώρους υγειονομικής ταφής, αλλά σημαίνει ότι χρειάζεται λιγότερο τσιμέντο, μειώνοντας τις εκπομπές έως και κατά το ήμισυ.
Το τσιμέντο μπορεί να γίνει και χωρίς ασβεστόλιθο. Εναλλακτικές λύσεις όπως τα γεωπολυμερή και το σουλφοαργιλικό ασβέστιο δεν αφήνουν αυτό το καταστροφικό μόριο άνθρακα, λέει ο Kevin Paine, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Bath, αλλά υπάρχουν λιγότερες από τις απαραίτητες πρώτες ύλες σε όλο τον κόσμο. «Κανένα από αυτά δεν μπορεί να κατασκευαστεί στην κλίμακα που χρειαζόμαστε αυτή τη στιγμή», λέει. Επιπλέον, η αλλαγή συστημάτων παραγωγής είναι ακριβή για τη βιομηχανία, πράγμα που σημαίνει ότι η πρόοδος είναι αργή.
Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε ακόμη –αν όχι ποτέ– να καταργήσουμε εντελώς το τσιμέντο Πόρτλαντ, αλλά υπάρχουν άλλοι τρόποι για να μειώσουμε τον αντίκτυπό του. Η καναδική startup CarbonCure Technologies εγχέει διοξείδιο του άνθρακα στο σκυρόδεμα ενώ το αναμειγνύει, όχι μόνο παγιδεύοντας το αέριο αλλά μειώνοντας τον όγκο του τσιμέντου που απαιτείται. «Μόλις εγχυθεί, το CO2 μετατρέπεται χημικά σε ορυκτό, το οποίο εξαλείφει μόνιμα το CO2 και βελτιώνει πραγματικά τη θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος», λέει ο Dean Forgeron, αντιπρόεδρος μηχανικής. Η τεχνική μειώνει έως και έξι τοις εκατό στις εκπομπές, λέει η εταιρεία, εξοικονομώντας 125 τόνους CO2 όταν φτιάχνετε ένα μεσαίο κτίριο.
Ο Luigi Di Sarno, της ομάδας Resilient and Sustainable Infrastructure στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, υποστηρίζει ότι ο έξυπνος σχεδιασμός θα μπορούσε να μειώσει την ανάγκη συντήρησης και αντικατάστασης του σκυροδέματος σε κτίρια, γέφυρες και υποδομές με νερό όπως αντιπλημμυρικά τείχη, βοηθώντας στη μείωση εκπομπών του άνθρακα. Το αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα του, που ονομάζεται BIOCOREWALLS, επιδιορθώνει τις ρωγμές χρησιμοποιώντας βακτήρια που παράγουν ασβεστόλιθο όταν έρχεται σε επαφή με το νερό, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής της υποδομής που έχει κατασκευαστεί με σκυρόδεμα κατά 30%.
Οι προσαρμοσμένες συνταγές, οι εναλλακτικές λύσεις τσιμέντου, η σκλήρυνση με άνθρακα και τα σχέδια αυτο-ίασης θα βοηθήσουν όλα, αλλά η μείωση της χρήσης σκυροδέματος στην αρχή θα μπορούσε να είναι ο απλούστερος τρόπος μείωσης των εκπομπών. Οι γέφυρες, οι ουρανοξύστες και οι πυρηνικοί σταθμοί απαιτούν σκυρόδεμα, αλλά γιατί χρησιμοποιούμε αυτό το υλικό ακριβείας για να φτιάξουμε μονοπάτια ή τοίχους αντιστήριξης; «Αν βελτιστοποιήσουμε τη χρήση του, αυτό θα βελτιώσει τη βιωσιμότητά του, γιατί δεν σπαταλάται η απόδοση και δεν δημιουργούνται εκπομπές CO2 οι οποίες δεν ήταν απαραίτητες».
