Βιομηχανικά υλικά που δεσμεύουν άνθρακα: Χτίζοντας το μέλλον των βιώσιμων βιομηχανιών

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• Αύγουστος 19, 2022

Περίληψη Insight

Νέα υλικά που παγιδεύουν το διοξείδιο του άνθρακα αλλάζουν τον τρόπο που κατασκευάζουμε, προσφέροντας ένα καθαρότερο μέλλον. Αυτά τα καινοτόμα υλικά, που κυμαίνονται από δοκούς μπαμπού έως μεταλλικά-οργανικά πλαίσια, μπορούν να μειώσουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και να βελτιώσουν τη βιωσιμότητα στην κατασκευή. Η ευρεία υιοθέτησή τους μπορεί να οδηγήσει σε πιο υγιή περιβάλλοντα, οικονομική ανάπτυξη σε βιώσιμες τεχνολογίες και σημαντική πρόοδο στις παγκόσμιες προσπάθειες μείωσης του άνθρακα.

Πλαίσιο δέσμευσης βιομηχανικών υλικών CO2

Τα φιλικά προς τον άνθρακα βιομηχανικά υλικά γίνονται όλο και περισσότερο το επίκεντρο των εταιρειών που αναζητούν βιώσιμες λύσεις. Αυτές οι εταιρείες ενσωματώνουν τεχνολογία ικανή να δεσμεύσει το διοξείδιο του άνθρακα στις παραδοσιακές διαδικασίες παραγωγής. Για παράδειγμα, η προσέγγιση της Mineral Carbonation International με έδρα την Αυστραλία περιλαμβάνει τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε δομικά υλικά και άλλα βιομηχανικά προϊόντα.

Η εταιρεία χρησιμοποιεί ανθράκωση ορυκτών, μιμούμενη τη φυσική μέθοδο της Γης για την αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την αντίδραση του ανθρακικού οξέος με μέταλλα, που οδηγεί στον σχηματισμό ανθρακικού. Το ανθρακικό είναι μια ένωση που παραμένει σταθερή για μεγάλες περιόδους και έχει πρακτικές εφαρμογές στην κατασκευή. Ένα παράδειγμα φυσικής απορρόφησης άνθρακα είναι οι White Cliffs of Dover, οι οποίοι οφείλουν τη λευκή τους εμφάνιση στη σημαντική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που έχουν απορροφήσει εδώ και εκατομμύρια χρόνια.

Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την Mineral Carbonation International είναι παρόμοια με ένα σύστημα υψηλής απόδοσης. Σε αυτό το σύστημα, βιομηχανικά υποπροϊόντα, όπως σκωρίες χάλυβα ή απόβλητα από αποτεφρωτήρες, μετατρέπονται σε τσιμεντότουβλα και γυψοσανίδες. Η εταιρεία στοχεύει να δεσμεύσει και να επαναχρησιμοποιήσει έως και 1 δισεκατομμύριο τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως μέχρι το έτος 2040.

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος

Στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα, ερευνητές εξετάζουν ένα υλικό που ονομάζεται πλαίσιο-20 του Κάλγκαρι (CALF-20), που δημιουργήθηκε από μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κάλγκαρι. Αυτό το υλικό εμπίπτει στην κατηγορία των μεταλλικών-οργανικών πλαισίων, γνωστών για τη μικροπορώδη φύση τους. Η ικανότητά του να δεσμεύει αποτελεσματικά το διοξείδιο του άνθρακα καθιστά το CALF-20 ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο στην περιβαλλοντική διαχείριση. Όταν ενσωματώνεται σε μια στήλη συνδεδεμένη σε μια καπνοδόχο, μπορεί να μετατρέψει τα επιβλαβή αέρια σε λιγότερο επιβλαβείς μορφές. Η Svante, μια εταιρεία τεχνολογίας, εφαρμόζει αυτήν τη στιγμή αυτό το υλικό σε εργοστάσιο τσιμέντου για να δοκιμάσει την αποτελεσματικότητά του σε βιομηχανικό περιβάλλον.

Η προσπάθεια να γίνει η κατασκευή πιο φιλική προς τον άνθρακα οδήγησε στη δημιουργία αρκετών μοναδικών υλικών. Για παράδειγμα, οι δοκοί Lamboo, κατασκευασμένες από μπαμπού, έχουν υψηλή ικανότητα δέσμευσης άνθρακα. Αντίθετα, τα πάνελ από ινοσανίδες μεσαίας πυκνότητας (MDF) που κατασκευάζονται από άχυρο ρυζιού εξαλείφουν την ανάγκη για καλλιέργεια ρυζιού υψηλής έντασης νερού, ενώ εξακολουθούν να είναι εγκλωβισμένα στον άνθρακα. Επιπλέον, τα συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης που κατασκευάζονται από ίνες ξύλου είναι λιγότερο ενεργοβόρα για παραγωγή σε σύγκριση με τις παραδοσιακές επιλογές αφρού ψεκασμού. Ομοίως, τα φιλικά προς το περιβάλλον ξύλινα πάνελ, τα οποία είναι 22 τοις εκατό ελαφρύτερα από την τυπική σανίδα τοίχου, μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας κατά τη μεταφορά έως και 20 τοις εκατό, προσφέροντας μια πιο βιώσιμη επιλογή για οικοδομικά υλικά.

Η χρήση υλικών δέσμευσης άνθρακα στις κατασκευές μπορεί να οδηγήσει σε πιο υγιή περιβάλλοντα διαβίωσης και δυνητικά χαμηλότερο κόστος ενέργειας. Οι εταιρείες μπορούν να επωφεληθούν από αυτές τις καινοτομίες ενισχύοντας τα προφίλ βιωσιμότητας και μειώνοντας το αποτύπωμά τους άνθρακα, το οποίο εκτιμάται όλο και περισσότερο από τους καταναλωτές και τους επενδυτές. Για τις κυβερνήσεις, η ευρεία υιοθέτηση αυτών των υλικών ευθυγραμμίζεται με τους περιβαλλοντικούς στόχους και μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην επίτευξη των παγκόσμιων στόχων μείωσης του άνθρακα. Επιπλέον, οι οικονομικές επιπτώσεις περιλαμβάνουν τη δυνητική δημιουργία νέων βιομηχανιών και ευκαιριών απασχόλησης στον τομέα των βιώσιμων υλικών και τεχνολογιών.

Επιπτώσεις της δέσμευσης CO2 βιομηχανικών υλικών

Οι ευρύτερες εφαρμογές βιομηχανικών υλικών δέσμευσης CO2/άνθρακα μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Η αυξημένη έρευνα επικεντρώθηκε στην απανθρακοποίηση μετάλλων και άλλων στοιχείων, όπως το νικέλιο, το κοβάλτιο, το λίθιο, ο χάλυβας, το τσιμέντο και το υδρογόνο.
• Οι κυβερνήσεις δίνουν κίνητρα στις εταιρείες να παράγουν υλικά πιο φιλικά προς τον άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων των επιχορηγήσεων και των φορολογικών εκπτώσεων.
• Οι κυβερνήσεις των πολιτειών/επαρχιών ενημερώνουν σταδιακά τους οικοδομικούς κώδικες για να επιβάλουν τη χρήση φιλικών προς το περιβάλλον βιομηχανικών υλικών κατά την κατασκευή κτιρίων και υποδομών. 
• Η βιομηχανία ανακύκλωσης βιομηχανικών υλικών αναπτύσσεται σημαντικά κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 2020 για να καλύψει την αυξημένη αγορά και τη νομοθετημένη ζήτηση για ανακυκλωμένα υλικά σε κατασκευαστικά έργα.
• Εφαρμογή σε μεγάλη κλίμακα τεχνολογιών δέσμευσης CO2 σε εργοστάσια και εργοστάσια.
• Περισσότερες συνεργασίες μεταξύ ερευνητικών πανεπιστημίων και εταιρειών τεχνολογίας για τη δημιουργία εσόδων από τις πράσινες τεχνολογίες.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Πώς πιστεύετε ότι η απανθρακοποίηση μπορεί να αλλάξει τον τρόπο κατασκευής των κτιρίων στο μέλλον;
• Πώς αλλιώς μπορούν οι κυβερνήσεις να ενθαρρύνουν την παραγωγή βιομηχανικών υλικών φιλικών προς τον άνθρακα;