วัสดุอุตสาหกรรมดักจับคาร์บอน: สร้างอนาคตของอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• สิงหาคม 19, 2022

สรุปข้อมูลเชิงลึก

วัสดุใหม่ๆ ที่ดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กำลังเปลี่ยนวิธีการสร้างของเรา และมอบอนาคตที่สะอาดยิ่งขึ้น วัสดุที่เป็นนวัตกรรมใหม่เหล่านี้ ตั้งแต่คานไม้ไผ่ไปจนถึงโครงโลหะออร์แกนิก สามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงความยั่งยืนในการก่อสร้างได้ การนำไปใช้อย่างแพร่หลายสามารถนำไปสู่สภาพแวดล้อมที่ดีต่อสุขภาพ การเติบโตทางเศรษฐกิจในเทคโนโลยีที่ยั่งยืน และความก้าวหน้าที่สำคัญในความพยายามลดคาร์บอนทั่วโลก

CO2 จับบริบทวัสดุอุตสาหกรรม

วัสดุอุตสาหกรรมที่เป็นมิตรต่อคาร์บอนกำลังกลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับบริษัทต่างๆ ที่มองหาแนวทางแก้ไขปัญหาที่ยั่งยืน บริษัทเหล่านี้กำลังบูรณาการเทคโนโลยีที่สามารถดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้ากับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น แนวทางของ Mineral Carbonation International ในออสเตรเลียเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นวัสดุก่อสร้างและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอื่นๆ

บริษัทใช้แร่คาร์บอเนต ซึ่งเลียนแบบวิธีการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตามธรรมชาติของโลก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของกรดคาร์บอนิกกับแร่ธาตุซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของคาร์บอเนต คาร์บอเนตเป็นสารประกอบที่คงตัวได้เป็นเวลานานและนำไปใช้ในการก่อสร้างได้จริง ตัวอย่างของการดูดซับคาร์บอนตามธรรมชาติคือหน้าผาสีขาวแห่งโดเวอร์ ซึ่งมีลักษณะเป็นสีขาวเนื่องจากมีคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากที่พวกมันดูดซับมาเป็นเวลาหลายล้านปี

เทคโนโลยีที่พัฒนาโดย Mineral Carbonation International มีลักษณะคล้ายกับระบบที่มีประสิทธิภาพสูง ในระบบนี้ ผลพลอยได้ทางอุตสาหกรรม เช่น ตะกรันเหล็กหรือของเสียจากเตาเผา จะถูกแปลงเป็นอิฐซีเมนต์และแผ่นยิปซั่ม บริษัทตั้งเป้าที่จะดักจับและนำคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาใช้ใหม่ให้ได้มากถึง 1 พันล้านตันต่อปีภายในปี 2040

ผลกระทบก่อกวน

ที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ของมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา นักวิจัยกำลังตรวจสอบวัสดุที่เรียกว่า Calgary framework-20 (CALF-20) ซึ่งสร้างขึ้นโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัย Calgary วัสดุนี้จัดอยู่ในประเภทของโครงสร้างโลหะ-อินทรีย์ ซึ่งเป็นที่รู้จักจากลักษณะที่มีรูพรุนขนาดเล็ก ความสามารถในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมีประสิทธิภาพทำให้ CALF-20 เป็นเครื่องมือที่น่าหวังในการจัดการสิ่งแวดล้อม เมื่อรวมเข้ากับเสาที่ติดกับปล่องควัน จะสามารถเปลี่ยนก๊าซที่เป็นอันตรายให้อยู่ในรูปแบบที่สร้างความเสียหายได้น้อยลง Svante ซึ่งเป็นบริษัทเทคโนโลยี กำลังนำวัสดุนี้ไปใช้ในโรงงานปูนซีเมนต์เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม

ความพยายามที่จะทำให้การก่อสร้างเป็นมิตรกับคาร์บอนมากขึ้นได้นำไปสู่การสร้างวัสดุที่มีเอกลักษณ์หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น คาน Lamboo ที่สร้างจากไม้ไผ่ มีความสามารถในการดักจับคาร์บอนสูง ในทางตรงกันข้าม แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) ที่ทำจากฟางข้าวช่วยลดความจำเป็นในการปลูกข้าวที่ใช้น้ำมากในขณะที่ยังคงกักเก็บคาร์บอนไว้ นอกจากนี้ ระบบฉนวนกันความร้อนภายนอกที่สร้างจากเส้นใยไม้ยังใช้พลังงานน้อยกว่าในการผลิตเมื่อเทียบกับตัวเลือกสเปรย์โฟมแบบดั้งเดิม ในทำนองเดียวกัน แผ่นไม้ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเบากว่าแผ่นผนังมาตรฐานถึง 22 เปอร์เซ็นต์ ช่วยลดการใช้พลังงานในการขนส่งได้มากถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้นสำหรับวัสดุก่อสร้าง

การใช้วัสดุดักจับคาร์บอนในการก่อสร้างสามารถนำไปสู่สภาพแวดล้อมในการอยู่อาศัยที่ดีต่อสุขภาพและอาจลดต้นทุนด้านพลังงานได้ บริษัทต่างๆ สามารถได้รับประโยชน์จากนวัตกรรมเหล่านี้โดยการปรับปรุงรูปแบบความยั่งยืนและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งผู้บริโภคและนักลงทุนให้คุณค่ามากขึ้น สำหรับรัฐบาล การนำวัสดุเหล่านี้ไปใช้อย่างกว้างขวางสอดคล้องกับเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อม และอาจมีส่วนสำคัญในการบรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนทั่วโลก นอกจากนี้ ผลกระทบทางเศรษฐกิจยังรวมถึงการสร้างศักยภาพของอุตสาหกรรมใหม่และโอกาสในการทำงานในด้านวัสดุและเทคโนโลยีที่ยั่งยืน

ผลกระทบของการดักจับวัสดุอุตสาหกรรมด้วย CO2

การใช้งานที่กว้างขึ้นของวัสดุอุตสาหกรรมในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์/คาร์บอนอาจรวมถึง:

• การวิจัยที่เพิ่มขึ้นมุ่งเน้นไปที่การแยกโลหะและองค์ประกอบอื่นๆ เช่น นิกเกิล โคบอลต์ ลิเธียม เหล็ก ซีเมนต์ และไฮโดรเจน
• รัฐบาลจูงใจให้บริษัทต่างๆ ผลิตวัสดุที่เป็นมิตรกับคาร์บอนมากขึ้น รวมถึงเงินช่วยเหลือและส่วนลดภาษี
• รัฐบาลระดับมลรัฐ/จังหวัดค่อยๆ ปรับปรุงรหัสอาคารเพื่อบังคับใช้วัสดุอุตสาหกรรมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในระหว่างการก่อสร้างอาคารและโครงสร้างพื้นฐาน 
• อุตสาหกรรมการรีไซเคิลวัสดุทางอุตสาหกรรมเติบโตอย่างมากตลอดช่วงปี 2020 เพื่อรองรับตลาดที่เพิ่มขึ้นและความต้องการวัสดุรีไซเคิลตามกฎหมายในโครงการก่อสร้าง
• การใช้เทคโนโลยีการดักจับ CO2 ขนาดใหญ่ในโรงงานและโรงงานต่างๆ
• ความร่วมมือเพิ่มเติมระหว่างมหาวิทยาลัยวิจัยและบริษัทเทคโนโลยีเพื่อสร้างรายได้จากเทคโนโลยีสีเขียว

คำถามที่ต้องพิจารณา

• คุณคิดว่าการลดคาร์บอนจะเปลี่ยนแปลงวิธีการสร้างอาคารในอนาคตได้อย่างไร?
• รัฐบาลจะส่งเสริมการผลิตวัสดุอุตสาหกรรมที่เป็นมิตรกับคาร์บอนได้อย่างไร