المواد الصناعية التي تلتقط الكربون: بناء مستقبل الصناعات المستدامة

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 19 أغسطس 2022

ملخص البصيرة

تعمل المواد الجديدة التي تحبس ثاني أكسيد الكربون على تغيير الطريقة التي نبني بها، وتوفر مستقبلًا أنظف. يمكن لهذه المواد المبتكرة، بدءًا من عوارض الخيزران إلى الأطر المعدنية العضوية، أن تقلل من التأثير البيئي وتحسن الاستدامة في البناء. ومن الممكن أن يؤدي تبنيها على نطاق واسع إلى بيئات أكثر صحة، ونمو اقتصادي في التقنيات المستدامة، وإحراز تقدم كبير في الجهود العالمية للحد من الكربون.

ثاني أكسيد الكربون الذي يلتقط سياق المواد الصناعية

أصبحت المواد الصناعية الصديقة للكربون بشكل متزايد محط اهتمام الشركات التي تبحث عن حلول مستدامة. وتقوم هذه الشركات بدمج التكنولوجيا القادرة على احتجاز ثاني أكسيد الكربون في عمليات التصنيع التقليدية. على سبيل المثال، يتضمن النهج الذي تتبناه شركة Mineral Carbonation International، ومقرها أستراليا، تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد بناء ومنتجات صناعية أخرى.

تستخدم الشركة الكربنة المعدنية، لمحاكاة الطريقة الطبيعية للأرض لتخزين ثاني أكسيد الكربون. تتضمن هذه العملية تفاعل حمض الكربونيك مع المعادن، مما يؤدي إلى تكوين الكربونات. الكربونات مركب يظل ثابتًا على مدى فترات طويلة وله تطبيقات عملية في البناء. مثال على امتصاص الكربون الطبيعي هو المنحدرات البيضاء في دوفر، والتي تدين بمظهرها الأبيض إلى الكمية الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون التي امتصتها على مدى ملايين السنين.

تشبه التكنولوجيا التي طورتها شركة Mineral Carbonation International نظامًا عالي الكفاءة. في هذا النظام، يتم تحويل المنتجات الثانوية الصناعية، مثل خبث الفولاذ أو النفايات الناتجة عن المحارق، إلى طوب أسمنتي وألواح جبسية. وتهدف الشركة إلى التقاط وإعادة استخدام ما يصل إلى مليار طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول عام 1.

التأثير التخريبي

في كلية الهندسة بجامعة ألبرتا، يقوم الباحثون بفحص مادة تسمى Calgary Framework-20 (CALF-20)، التي أنشأها فريق من جامعة كالجاري. وتندرج هذه المادة ضمن فئة الهياكل المعدنية العضوية المعروفة بطبيعتها المسامية الدقيقة. إن قدرته على احتجاز ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال تجعل CALF-20 أداة واعدة في الإدارة البيئية. عند دمجها في عمود متصل بالمدخنة، يمكنها تحويل الغازات الضارة إلى أشكال أقل ضررًا. وتقوم شركة Svante، وهي شركة تكنولوجية، حاليًا بتنفيذ هذه المادة في مصنع للأسمنت لاختبار فعاليتها في بيئة صناعية.

أدت الجهود المبذولة لجعل البناء أكثر صداقة للكربون إلى إنشاء العديد من المواد الفريدة. على سبيل المثال، تتمتع عوارض الخيزران المصنوعة من الخيزران بقدرة عالية على احتجاز الكربون. وفي المقابل، فإن الألواح الليفية متوسطة الكثافة (MDF) المصنوعة من قش الأرز تلغي الحاجة إلى زراعة الأرز بكثافة في المياه مع الحفاظ على الكربون. علاوة على ذلك، فإن أنظمة العزل الحراري الخارجية المصنوعة من ألياف الخشب أقل استهلاكًا للطاقة في إنتاجها مقارنة بخيارات رغوة الرش التقليدية. وبالمثل، فإن الألواح الخشبية الصديقة للبيئة، والتي تكون أخف بنسبة 22 بالمائة من ألواح الجدران القياسية، تقلل من استهلاك الطاقة في وسائل النقل بنسبة تصل إلى 20 بالمائة، مما يوفر خيارًا أكثر استدامة لمواد البناء.

يمكن أن يؤدي استخدام المواد التي تلتقط الكربون في البناء إلى بيئات معيشية أكثر صحة وربما انخفاض تكاليف الطاقة. ويمكن للشركات الاستفادة من هذه الابتكارات من خلال تعزيز ملفات الاستدامة الخاصة بها وتقليل البصمة الكربونية، وهو الأمر الذي يحظى بتقدير متزايد من قبل المستهلكين والمستثمرين. بالنسبة للحكومات، فإن اعتماد هذه المواد على نطاق واسع يتماشى مع الأهداف البيئية ويمكن أن يساهم بشكل كبير في تحقيق الأهداف العالمية للحد من الكربون. علاوة على ذلك، تشمل الآثار الاقتصادية إمكانية إنشاء صناعات جديدة وفرص عمل في مجال المواد والتقنيات المستدامة.

الآثار المترتبة على احتجاز ثاني أكسيد الكربون للمواد الصناعية

قد تشمل التطبيقات الأوسع للمواد الصناعية التي تلتقط ثاني أكسيد الكربون/الكربون ما يلي:

• ركزت الأبحاث المتزايدة على إزالة الكربون من المعادن والعناصر الأخرى ، مثل النيكل والكوبالت والليثيوم والصلب والأسمنت والهيدروجين.
• تحفز الحكومات الشركات على إنتاج المزيد من المواد الصديقة للكربون ، بما في ذلك المنح والخصومات الضريبية.
• تقوم حكومات الولايات / المقاطعات بتحديث قوانين البناء تدريجياً لفرض استخدام المواد الصناعية الصديقة للبيئة أثناء تشييد البناء والبنية التحتية. 
• نمت صناعة إعادة تدوير المواد الصناعية بشكل كبير خلال عشرينيات القرن الحالي لاستيعاب السوق المتزايد والطلب التشريعي على المواد المعاد تدويرها في مشاريع البناء.
• التنفيذ الواسع لتقنيات احتجاز ثاني أكسيد الكربون في المصانع والمصانع.
• المزيد من الشراكات بين جامعات الأبحاث وشركات التكنولوجيا لاستثمار التقنيات الخضراء.

أسئلة للنظر فيها

• كيف تعتقد أن إزالة الكربون يمكن أن يغير كيفية تشييد المباني في المستقبل؟
• كيف يمكن للحكومات أن تشجع إنتاج مواد صناعية صديقة للكربون؟