الخرسانة أكثر الموارد البشرية استهلاكا على وجه الأرضو 14 مليار متر مكعب يتم انتاجها سنويا من المتوقع أن يرتفع إلى 20 مليار متر مكعب بحلول عام 2050، مع تحضر المجتمعات البشرية وتزايد الطلب على البنية التحتية. من الجسور والمستشفيات إلى المباني السكنية والمكاتب والمدارس ، تربط الهياكل الخرسانية المجتمعات وتؤوينا أثناء العمل والدراسة والنوم.
في أيدي المهندسين المعماريين الماهرين ، يمكن للخرسانة أن تخلق أعمالًا ذات جمال مذهل ، مثل تشابيل نوتر دام دو أوت من لو كوربوزييه, مطعم Los Manantiales في مكسيكو سيتي or جسر ميراه بوتيه في إندونيسيا. بالنسبة لدعاة المناخ ، فإن الخرسانة هي واحدة من أبشع المواد على هذا الكوكب ، لأن تصنيعها هو المسؤول عن ذلك 7٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.
لذلك نحن بحاجة ماسة إلى إيجاد طرق لإزالة الكربون من صناعة الأسمنت - المكون الرئيسي للخرسانة - إذا أردنا الحد من الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية. تستكشف هذه المقالة كيف يمكن زيادة الاستثمار في التقنيات التحويلية الخالية من الكربون ، من خلال المبادرات العالمية مثل المنتدى الاقتصادي العالمي تحالف المحركون الأولون (FMC) ، والتي تهدف إلى تسخير القوة الشرائية للشركات لإزالة الكربون من القطاعات الصناعية "التي يصعب تخفيفها" المسؤولة عن ثلث انبعاثات العالم.
قطع البصمة الكربونية للكلنكر
شعبية الخرسانة تأتي من تنوعها. يمكن صبها وتشكيلها في أشكال لا تعد ولا تحصى ، وهي متينة للغاية عند تقويتها بالفولاذ ، وهي رخيصة نسبيًا. يكمن سر تنوعها في قدرة الربط للكلنكر الذي يدخل في الأسمنت. يتم تصنيع الكلنكر عن طريق تحميص الحجر الجيري إلى أكثر من 2,552،XNUMX درجة فهرنهايت في الأفران التي تعمل عادةً بالفحم أو الغاز الطبيعي أو منتجات النفايات الناتجة عن استخدام الوقود الأحفوري الصناعي. المشكلة هي أن هذه العملية تنبعث منها كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون ، حوالي 2 كجم لكل طن متري من الأسمنت أنتجت.
يظهر طريقان إلى الأسمنت منخفض الانبعاثات واعدان بشكل خاص ، حيث يعمل كل منهما على تقليل البصمة الكربونية للكلنكر إلى النصف تقريبًا. الأول هو إزالة الكربون من إنتاج الكلنكر ، والآخر هو تجنب استخدامه تمامًا. ستكون هناك حاجة إلى كلتا العمليتين ، ولكن في الوقت الحالي ، وصلت التقنيات إلى مراحل مختلفة من الجدوى ولكل منها عقباتها الخاصة التي يجب التغلب عليها. دعونا نلقي نظرة فاحصة.
يتطلب إزالة الكربون من الكلنكر تحميص الحجر الجيري باستخدام مصدر حرارة بديل مثل الكهرباء كمصدر للحرارة بدلاً من الوقود الأحفوري. تشمل التكنولوجيا الجديدة لهذه العملية مشاعل البلازما التي تعمل بالطاقة المتجددة.
هناك طريقة أخرى لإزالة الكربون من الكلنكر وهي التقاط ثاني أكسيد الكربون المنبعث من إنتاجه واستخدامه و / أو تخزينه بأمان في شكل خامل إلى الأبد. هذه العملية - المعروفة باسم التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه - وليدة ومكلفة ويمكن أن تكون كثيفة الاستهلاك للطاقة. هذا صحيح بشكل خاص إذا كانت غازات المداخن التي يتم التقاطها أثناء إنتاج الكلنكر تحتوي على تركيزات منخفضة من ثاني أكسيد الكربون (2-2 في المائة) ولإثراء ثاني أكسيد الكربون هذا ، يلزم توفير الكثير من الطاقة.
يمكن أن تؤدي الابتكارات مثل كهربة إنتاج الكلنكر أو استبدال الهواء بالأكسجين في عملية الاحتراق إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في غازات المداخن. يؤدي هذا إلى خفض التكلفة وجعل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة للاستخدام المباشر في العمليات الصناعية ، مثل إنتاج وقود طيران مستدام.
يظهر طريقان إلى الأسمنت منخفض الانبعاثات واعدان بشكل خاص ، حيث يعمل كل منهما على تقليل البصمة الكربونية للكلنكر إلى النصف تقريبًا. الأول هو إزالة الكربون من إنتاج الكلنكر ، والآخر هو تجنب استخدامه تمامًا.
يعد تجنب الكلنكر طريقة أخرى للقطاع لإحراز تقدم في إزالة الكربون ، وهو خيار قابل للتطبيق وفعال على المدى القصير. توجد بدائل الكلنكر بالفعل بما في ذلك ، بشكل ملائم ، منتجات النفايات من استخدام الوقود الأحفوري الصناعي. الرماد المتطاير ، وهو منتج ثانوي لحرق الفحم ، هو أحد هذه الخيارات. يأتي الآخر من الوحل المنصهر السيئ المتخلف عن صناعة الحديد ، والذي يجف في كرات من النفايات المعروفة باسم خبث الفرن العالي الحبيبي (GGBS). يؤدي استخدام أي من الخيارين إلى حل مشكلتين - تجنب الانبعاثات الناتجة عن صناعة الكلنكر واستهلاك النفايات التي تشكل خطرًا على البيئة.
المفارقة هي أنه مع تلاشي طاقة الفحم وتحول إنتاج الصلب إلى بيئة أكثر اخضرارًا ، ستبدأ إمدادات الرماد المتطاير و GGBS في الجفاف. ولكن هناك بدائل أخرى منخفضة الانبعاثات للكلنكر.
على سبيل المثال ، الطين المكلس ، وهو مشتق من مادة طبيعية موجودة في جميع أنحاء العالم ، وخاصة في الجنوب العالمي. موقعها مهم ، لأن تصنيع الأسمنت والخرسانة عملية محلية للغاية. الأشياء ثقيلة للغاية ومكلفة للنقل لدرجة أن معظمها يباع في نطاق 150 ميلاً من موقع الإنتاج الخاص بها. لذا فإن وجود مواد أولية وفيرة وبديلة مثل الطين المكلس يمكن أن يغير قواعد اللعبة ، خاصة إذا كان بإمكانك الحصول عليها في المناطق الجغرافية حيث من المتوقع أن يصل استهلاك الخرسانة إلى الذروة. تشير بعض التقديرات إلى أنه إذا أصبحت هذه المادة هي الطريقة السائدة في صناعة الأسمنت ، فيمكن ذلك خفض انبعاثات القطاع بنسبة 30-40 في المائة.
رموز أنظف
إن صناعة الأسمنت باستخدام بدائل الكلنكر - المعروفة في التجارة بالمواد الأسمنتية التكميلية (SCMs) - لا تكلف عادةً أكثر من إنتاج الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC). فلماذا لا يحدث ذلك على أي نطاق؟ كلمة "بورتلاند" هي جزء من المشكلة. إنه المعيار الذهبي للأسمنت ، حيث يتطلب إنشائه الكلنكر ويتم خبزه في كل كود بناء تقريبًا على هذا الكوكب.
عادة ما يكون المهندسون الذين يكتبون هذه الرموز ، جنبًا إلى جنب مع شركات البناء وعملائهم العقاريين ، يكرهون المخاطرة. ولسبب وجيه: لا أحد يريد أن تنهار المباني على شاغليها. أحد المخاوف هو أن SCM قد لا تعمل بنفس جودة الكلنكر. آخر هو أن صب ومعالجة هذه الأنواع الجديدة من الخرسانة في الموقع سوف يتطلب المزيد من المهارة والتدريب. من الصعب تغيير الوضع الراهن ، لكنه غير متوافق تمامًا مع أي مسار صافي صفري. يجب أن تتطور تقنيات وقوانين البناء ، الأمر الذي يتطلب اتخاذ إجراءات من قبل كل من صانعي السياسات والقطاع الخاص لمعالجة اللوائح والقواعد الصناعية.
يكمن الحل في التعاون و "التعاون" عبر سلسلة القيمة
لاحظنا سابقًا أن قطاع الأسمنت والخرسانة محلي للغاية ، بسبب تكلفة التنقل حول هذه السلعة الثقيلة منخفضة الهامش. يختلف القطاع كثيرًا عن ، على سبيل المثال ، الألمنيوم ، حيث يمكن إزالة الكربون من حفنة من المصافي والمصاهر اللازمة لتلبية الطلب العالمي أو تحويلها إلى مناطق غنية بالطاقة المتجددة. لتنظيف الأسمنت ، تحتاج إلى مواجهة المشكلة حيث تجدها - على المستوى المحلي ، في آلاف المواقع في جميع أنحاء العالم حيث يتم إنتاج الكلنكر واستخدامه.
هذا يمثل تحديًا للشركات العالمية مثل Vattenfall ، شركة طاقة سويدية مملوكة للدولة وعضو مؤسس في FMC، والتي - نظرًا لهدفها القائم على العلم للوصول إلى صافي الصفر بحلول عام 2040 - تحتاج إلى مصدر خرسانة ذات انبعاثات قريبة من الصفر في جميع المناطق الجغرافية المحلية التي تعمل فيها. اتبعت Vattenfall نهج سلسلة القيمة الكاملة نحو إزالة الكربون من إنتاج الأسمنت. وهذا يعني إجراء محادثات مع مصنعي الأسمنت وموردي الأسمنت وصناعة البناء حول أسرع المسارات لتوسيع نطاق التقنيات التحويلية.
يجب أن تتطور تقنيات وقوانين البناء ، الأمر الذي يتطلب اتخاذ إجراءات من قبل كل من صانعي السياسات والقطاع الخاص لمعالجة اللوائح والقواعد الصناعية.
الشفافية والتعاون أمران حيويان لإزالة الكربون من الانبعاثات عبر سلسلة القيمة. بالنسبة لشركة Vattenfall ، لا يتمثل الهدف في التغيير التدريجي الذي قد يخفض البصمة الكربونية للصناعة إلى النصف ، بل التغيير التحويلي لإزالة الكربون من إنتاج الأسمنت بالكامل. إن نهج سلسلة القيمة الشفاف مثل هذا له العديد من المزايا الرئيسية.
أولاً ، يساعد الشركاء على فهم متطلبات بعضهم البعض وتحديد المجالات التي يمكنهم العمل فيها معًا والاستفادة من أصول وقدرات بعضهم البعض لإيجاد الحلول ودفع التغيير.
ثانيًا ، إذا كان بإمكان جميع شركاء سلسلة القيمة التوافق حول نفس الهدف المتمثل في الأسمنت عديم الانبعاثات ، فيمكن أن يرسل ذلك إشارة طلب قوية لمنتجي الأسمنت ومستثمريهم بأن الأمر يستحق تصنيع منتج يمكن أن يكلف حاليًا ضعف ما يكلفه OPC العادية.
ثالثًا ، إذا تمكن جميع الشركاء من مواءمة طلبهم على الأسمنت النظيف ، فيمكن أن يساعد ذلك في نشر مخاطر القسط الأخضر ، بحيث لا يتحمل أي جهة فاعلة نسبة غير معقولة من التكلفة. لإنجاح هذا النهج ، يتطلب الأمر مبادرات مثل FMC لجمع اللاعبين الرئيسيين في سلسلة القيمة معًا - في جميع مناطقهم الجغرافية المختلفة - في بيئة تعاون تشجع الانفتاح والتعاون لإيجاد حلول تناسب الجميع.
يجب أن يضرب القطاعان الخاص والعام حلبة الرقص جنبًا إلى جنب
نظرًا للحاجة الملحة لبدء إزالة الكربون عن القطاعات ذات الانبعاثات الثقيلة في هذا العقد ، يجب متابعة التعاون بسرعة مع الالتزام. في حلبة العرض والطلب ، يحتاج شخص ما إلى اتخاذ الخطوة الأولى ، حيث يأتي دور FMC. بالنسبة لهذا القطاع ، يجب على أعضاء التحالف - سواء شركات البناء والهندسة أو المطورين والمهندسين المعماريين - الالتزام بالشراء أو تحديد ما يقرب من الصفر انبعاثات الأسمنت لما لا يقل عن 10 في المائة من أحجامها السنوية بحلول عام 2030.
كجزء من التزامها بنسبة 10 في المائة ، فإن Vattenfall في طور استكشاف تقنيات الأسمنت القابلة للتحول والانبعاثات الصفرية التي يتم تطويرها من قبل المنتجين الحاليين والمبتدئين. يرى فاتنفول أنه على الرغم من ارتفاع تكاليف ومخاطر التصرف المبكر ، إلا أن مخاطر عدم القيام بأي شيء أعلى. لأنه بمجرد أن يبدأ الطلب ، فأنت تريد أن تكون في مقدمة قائمة الانتظار في حالة احتياج العرض إلى وقت للحاق بالركب.
لنأخذ الفولاذ منخفض الكربون ، على سبيل المثال ، سلسلة قيمة أخرى تلعب فيها فاتنفال دورًا رائدًا من خلال استثمارها في تكنولوجيا صناعة الحديد التي تعمل بالهيدروجين (الهيبريت). شهد المورّدون السويديون للصلب الخالي من الأحافير نموًا مذهلاً في الطلب على منتجاتهم في السنوات الأخيرة ، على الرغم من ارتفاع الأسعار بنسبة 20-25 في المائة ، ومن المتوقع طلب مماثل على الأسمنت الذي يقترب من الصفر.
تتوقع Vattenfall أن المسار القريب المدى لإمدادات الطاقة المتجددة سيشهد تضاعف السعة بمقدار أربعة أضعاف من اليوم حتى عام 2030 ، والحاجة إلى بناء البنية التحتية مثل الأساسات الخرسانية لمزارع الرياح ستضمن الطلب المستمر على الأسمنت الخالي من الأحافير. علاوة على ذلك ، يُمنح الحق في بناء منشآت جديدة رئيسية للطاقة المتجددة من خلال المزادات العامة التنافسية ، حيث ستصبح استدامة أساليب البناء معيارًا حاسمًا بشكل متزايد.
لكن كما رأينا ، الشركات هي نصف الحل فقط. الحكومات بحاجة ماسة للانضمام إليها. ولديها أدوار رئيسية تلعبها فيما يتعلق بمراجعة قوانين البناء ووضع متطلبات واضحة على حصة المواد شبه الصفرية في المناقصات العامة والمزادات العلنية. قد تقدم الحكومات حوافز أكبر لإطلاق تقنيات جديدة على نطاق واسع. خذ CCUS. يمكن أن يكلف ما يصل إلى 170 دولارًا إزالة و متجر طن متري واحد من ثاني أكسيد الكربون من إنتاج الأسمنت ، وهي كمية هائلة مقارنة بمتوسط سعر 50-60 دولارًا للطن المتري لإنتاج الأسمنت في أوروبا. تقود الحكومة النرويجية في هذا المجال. وقد شاركت في الاستثمار مع Heidelberg Materials لبناء أول منشأة في العالم لاحتجاز الكربون على نطاق صناعي في مصنع أسمنت، المقرر أن تصبح جاهزة للعمل بشكل كامل في أواخر عام 2024. كما ينبغي على الحكومات تبسيط عملية التصاريح لبناء مصانع وتخزين الكربون وتخزينه ، لتسريع الجدوى التجارية لهذه التكنولوجيا.
دور آخر للحكومات أن تلعبه بالنظر إلى ذلك تمثل البنية التحتية الممولة من الدولة ما يقدر بنحو 40-60 في المائة من إجمالي مبيعات الخرسانة العالمية يرتبط بعاداتهم الشرائية: نحن بحاجة إلى المزيد من الحكومات لإرسال إشارات الطلب من خلال أهداف المشتريات العامة للأسمنت الذي يقترب من الصفر.
المنتدى الاقتصادي العالمي - بالاشتراك مع الرابطة العالمية للأسمنت والخرسانة والشراكة المهمة الممكنة العمل الملموس من أجل المناخ مبادرة - أصدرت أ دعوة صانعي السياسات للعمل من أجل إزالة الكربون من قطاع الأسمنت ويعمل أيضًا مع مبادرة وزارة الطاقة النظيفة لإزالة الكربون الصناعي العميقة (IDDI) لتشجيع الحكومات على تقديم أول التزامات المشتريات العامة.
هناك علامات واعدة: وضعت فرنسا مؤخرًا سياسة لخفض الانبعاثات من إنتاج الأسمنت بنسبة 35 في المائة بحلول عام 2030 ، بينما أصدرت اليابان أيضًا خارطة طريق خاصة بها (يابانية). التزمت كندا بالمشاركة في قيادة أجندة الاختراق بشأن الأسمنت والخرسانة. و الصين، التي تنتج أكثر من نصف الأسمنت في العالم ، تخطط لتوسيع مخطط تداول الانبعاثات لتشمل قطاع الأسمنت اعتبارًا من عام 2023 أو 2024 فصاعدًا. وفي الوقت نفسه ، يعد قانون الحد من التضخم الذي أصدره الرئيس جو بايدن لشهر أغسطس مغيرًا محتملاً للعبة لتكنولوجيا CCUS ، حيث يقدم ائتمانًا ضريبيًا يصل إلى 85 دولارًا لكل طن متري من ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه وعزله.
الإسمنت مادة بناء ذات استخدامات استثنائية وعملية وحتى جمال. ولكن مثل الشخصية الرئيسية في رواية أوسكار وايلد الشهيرة "صورة دوريان جراي"، على الرغم من جاذبيتها ، إلا أن الأسمنت يخفي سرًا قذرًا. إذا أردنا خلق مستقبل أكثر استدامة يمكّن الأسواق المتقدمة والناشئة على حد سواء من بناء البنية التحتية التي يحتاجونها للبقاء والازدهار في مواجهة التأثيرات المناخية المتزايدة باستمرار ، فلا خيار أمامنا سوى العمل معًا لإزالة الكربون من الأسمنت والخرسانة. أولوية ملحة.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- المصدر https://www.greenbiz.com/article/how-decarbonize-concrete-and-build-better-future
