مكافحة التغيرات المناخية، تأتي أهمية كبيرة لوسائل بناء الطرق والمباني بالخرسانة. وهذا مشكلة تتزايد مع تطور العالم أكثر فأكثر. لذلك، بدأ سباق لإيجاد حلول للمواد المسببة لحوالي 8٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. والآن، قد طورت شركة ناشئة من كاليفورنيا تكنولوجيا تُقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في صنع الإسمنت وتستطيع العمل على نطاق كبير. تقوم فورتيرا بامتصاص الغازات الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون من الأفران حيث يتم صنع الإسمنت، وتعيد توجيهها لتصنيع المزيد من الإسمنت. وفي جهدها الأول على نطاق تجاري، سيتم إضافة هذه التكنولوجيا إلى مرفق كالبورتلاند في ريدينغ، كاليفورنيا، واحدة من أكبر مصانع الإسمنت في الغرب الأمريكي.
في البداية، ستقوم فورتيرا بإنتاج كمية تكفي لمزجها بحوالي خُمس إنتاج كالبورتلاند في خليط يُقلل من الكربون بنسبة تُقدر بحوالي 10%. وقال جيليام بأن هناك طلب كبير على الخلائط ذات النسب العالية التي تقلل من الكربون بنسبة 40-50%، وعلى منتج الشركة النقي الذي يقلل الكربون بنسبة 70%. تجري أول عمليات التوزيع للأكياس الكبيرة خارج مصنع ريدينغ في أول أسبوع من مايو. استندت فورتيرا جزئياً إلى شركة سابقة تُدعى كاليرا التي كانت واحدة من أولى الشركات التي حوّلت ثاني أكسيد الكربون إلى إسمنت بدءاً من عام 2007، وساهمت بحوالي 100 طن من الإسمنت ذو الكربون المنخفض في مباني المكاتب والأرصفة في كاليفورنيا ولكنها أغلقت في 2014 بسبب التحديات المالية. واستناداً إلى هذه المعرفة، أسس جيليام فورتيرا في عام 2019 مع عدد من موظفي كاليرا السابقين.
يوجد “صناعة الإسمنت تقريباً كل 250 ميل في العالم”، قال جيليام، ومعظمها يقع بالقرب من منجم للحجر الجيري. ونظرًا لأنه يعمل مع هذه المصانع الموجودة ويستخدم نفس المواد التي تستخدمها الصناعة بالفعل، تقول فورتيرا إن تكنولوجيتها هي بديل اقتصادي يمكن فعلياً لمنع سريع لانبعاثات الكربون من تسخين الكوكب. الاختلاف الرئيسي عن بعض الجهود الأخرى للحصول على إسمنت وخرسانة منخفضة الكربون هو أنه يقدم إمكانية تثبيته على نطاق واسع في مصانع الإسمنت بدلاً من تغيير كيفية تشغيل الصناعة حالياً.
تعتبر فورتيرا واحدة من العديد من الجهود لتقليل تأثير المناخ للخرسانة. تقوم الجمعية الأمريكية للمهندسين المعماريين بتثقيف العديد من أكبر شركات التصميم المعماري في العالم حول انبعاثات الكربون من مواد البناء. بعض الجهات المختصة تشجع استخدام الخرسانة منخفضة الكربون من خلال معايير البناء في بعض المناطق مثل فانكوفر بريتيش كولومبيا. وفي عام 2021، أقرت كاليفورنيا قانونًا يتطلب من لجنة موارد الهواء في الولاية وضع استراتيجية لصناعة الإسمنت في الولاية لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 40٪ بحلول 2035 وتحقيق صفر صافي بحلول 2045.
الخرسانة هي ثاني أكثر منتج يستخدم على الأرض بعد الماء. الإسمنت يشكل 10-15٪ من الخرسانة من حيث الحجم، ولكنه يحتل 88٪ من انبعاثات الكربون للخرسانة. المكونات الأخرى في الخرسانة هي الرمل، الحصى، الحجر المكسر والماء. ينبعث طن واحد من الإسمنت ينتج ما يقرب من طن واحد من ثاني أكسيد الكربون. لم تكن هناك بديل بسيط. قال توماس غيوت، الرئيس التنفيذي للجمعية العالمية للإسمنت والخرسانة، “الفوائد الاجتماعية للخرسانة هي هائلة حقًا… إنها العماد الأساسي للمجتمع الحديث”. في بعض الأحيان تفشل المواد الأخرى في المنافسة لأنها ليست بنفس المتانة، لا تستطيع تحمل نفس الوزن، أو لا تتحمل درجات الحرارة.
يعمل تكنولوجيا فورتيرا عند حوالي 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية)، مما يتطلب أقل كمية من الطاقة وينبعث أقل كمية من الكربون. عندما يتم دمج ثاني أكسيد الكربون الملتقط مع أكسيد الكالسيوم، يتحول إلى نوع من الحجر الجيري يصبح مثل الإسمنت عند التبليل. هذا المنتج، الذي تطلق عليه فورتيرا اسم ReAct، يتم مزجه مع مكونات أخرى لصنع الخرسانة. تستخدم فورتيرا نسبة خمس عشرة في المئة من ReAct في الخرسانة لأن هذا كل ما يُسمح به ضمن المعايير الصناعية الحالية التي تنظم قوة ومتانة المواد. تقوم الشركة بمحاولة الحصول على منتج يكون 100٪ ReAct معتمدًا كبديل للإسمنت وتقول إن اختباراتها أظهرت قدرته على تلبية المتطلبات الدولية، لكن العملية التنظيمية ستستغرق أكثر من خمس سنوات.
بعض أسرع مستهلكي الإسمنت نموًا يقعون في جنوب شرق آسيا وأفريقيا، لذا الحلول العالمية أمرٌ حرج. “يجب على الولايات المتحدة القيام بما يمكنها وأن تكون رائدة لمساعدة البلدان الأخرى”، قال مايك إيرلاند، الرئيس التنفيذي الرئيس للجمعية الوطنية لمصنعي الإسمنت في الولايات المتحدة. “ولكن يجب علينا أن نشجع باقي العالم، خصوصاً الجنوب العالمي، على القفز فوق بعض التكنولوجيا التي كان لدينا”. يعين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من تصنيع الإسمنت “تهديدًا وجوديًا للعالم ولصناعتنا”، وفقًا له.
