ثورة خضراء في عالم البناء.. أسمنت بدون انبعاثات

تبدو البنايات القديمة صامدة عبر الزمن، بينما تؤكد متانتها جودة المواد المستخدمة منذ قرون في الإنشاء والإعمار.

وقال تقرير نشره موقع "معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" الأمريكي إن الأسمنت اليوم يتم تصنيعه في درجات حرارة عالية للغاية في الفرن، لم يكن لدى الرومان القدماء هذا الخيار. ومع ذلك، فإن أي شخص زار روما مؤخرًا سوف يقول إن الأسمنت القديم يبدو أنه صمد بشكل جيد.

ويعتقد الخبراء أن الرومان أثبتوا عمليات أن ثمة طرق أخرى لتصنيع مواد البناء الأسمنتية دون الحاجة إلى تكنولوجيا اليوم المعقدة.

• بدون جراحة.. أسمنت طبي يعالج مصابا بهشاشة عظام في السعودية

ووفقا للتقرير، فقد ابتكرت شركة سبليم سيستيمز الناشئة بديلاً مباشرًا للأسمنت الأكثر استخدامًا اليوم، والمعروف باسم إسمنت بورتلاند، والذي يستخدم الكيمياء الكهربائية لتخطي درجات الحرارة العالية للغاية للإنتاج التقليدي - وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الهائلة التي تصاحبها.

وتشرح ليا إليس، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة سبليم التي طورت النهج كباحثة ما بعد الدكتوراه بالتعاون مع "ييت مينج تشيانج" الأستاذ بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن الشركة تهدف لإحداث تأثير كبير في انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمي.

انبعاثات تصنيعية

وتقدر وكالة الطاقة الدولية أن الأسمنت مسؤول عن حوالي 7 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناجمة عن النشاط البشري في جميع أنحاء العالم. وتعمل الشركة على التخلص من الانبعاثات من خلال التخلي عن درجات الحرارة المرتفعة واستخدام الحجر الجيري باستخدام عملية كهروكيميائية جديدة.

ويقول تشيانج: "لقد مكن الأسمنت من بناء الحضارة كما نعرفها اليوم، ولكن الآن يجب إعادة اختراعها.. إذ يخلق الإسمنت حوالي 4 غيغا طن من الانبعاثات سنويًا، ومن المتوقع أن يصبح هذا المعدل 6 غيغا طن سنويا بحلول عام 2050." وأضاف أن نهجا جديدا تم ابتكاره "هو طريقة مجدية للغاية لتقليل تلك الـ 4 غيغا طن من انبعاثات الأسمنت في أسرع وقت ممكن".

وفي مايو/أيار، وصلت شركة سبليم إلى هدف رئيسي عندما صبت 3 أطنان من أسمنتها في أكبر مبنى تجاري خالٍ من الانبعاثات في بوسطن في منطقة الميناء البحري. و تبني الشركة مصنعًا للتصنيع على نطاق تجاري والذي سيكون قادرًا على إنتاج 30 ألف طن من الأسمنت سنويًا. ومن المقرر أن يبدأ المصنع الجديد العمل في وقت مبكر من عام 2026.

مصنع هوليوك

وتقول إليس: "صُمم مصنع هوليوك ليكون وحدة يمكننا تكرارها للوصول إلى مصنع ينتج مليون طن سنويًا. وهذا سيسمح لنا بالقضاء على مخاطر التوسع حتى نتمكن من النشر في وقت واحد في جميع أنحاء العالم".

وجاءت إليس إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 2018 كباحثة ما بعد الدكتوراه بعد حصولها على زمالة من الحكومة الكندية للدراسة في أي مكان تريده. وتعاونت إليس شيانج بالعمل على شيء مختلف، حيث اقترح شيانج استكشاف طرق استخدام الكيمياء الكهربائية لجعل إنتاج الأسمنت أكثر استدامة.

ويقول شيانج إن "الأسمنت هو أكبر مصدر لثاني أكسيد الكربون في عالم المواد الصناعية، ويتم إطلاقه عند تسخين الحجر الجيري إلى درجات حرارة عالية تبلغ 1450 درجة مئوية لتكوين الجير.

وتشير إليس إلى أن الشركة تعتبر الآن الحل الوحيد الحقيقي لتصنيع بديل مباشر لأسمنت بورتلاند، بدون استخدام الوقود الأحفوري ولا الحجر الجيري.

وتعد شركة سبليم واحدة من العديد من الشركات التي أسسها شيانغ منذ انضمامه إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كأستاذ منذ ما يقرب من 40 عامًا. ويعتقد شيانغ أن رحلة سابلايم تجسد قوة مجتمع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في تطوير التقنيات الجديدة المؤثرة.

ليست الأولى

وفي وقت سابق، طوّرت إحدى الشركات الناشئة في كاليفورنيا تقنية تقلل من ثاني أكسيد الكربون في صناعة الأسمنت، ويمكن أن يكون لديها القدرة على العمل على نطاق واسع. تحمل الطريقة التقنية الجديدة اسم "فورتيرا" حيث تقوم باعتراض عادم ثاني أكسيد الكربون من الأفران عند تصنيع الإسمنت وتعيد توجيهه مرة أخرى لصنع أسمنت إضافي.