Itt a biobeton: megállíthatja a cementgyártás hatalmas légszennyezését

A cementgyártás rendkívül energiaigényes és szennyező folyamat. Az emberek többsége aligha gondolná, hogy ez adja az éves globális légszennyezés 8 százalékát. Egy fiatal amerikai építészhölgy baktériumokkal állít elő biobetont.

A Portland cement kétszáz éve határozza meg világunk építészetét, ez a világ legnépszerűbb cementje. A világ cementgyáraiban 2017-ben 4,65 milliárd tonnát állítottak elő belőle, ennek felét Kínában.

Betonból építettük fel a modern világ infrastruktúráját. A beton lett a második legnagyobb mennyiségben felhasznált anyag. (A víz után.)

De ez óriási környezeti tehertételt okozott. Dombok oldalát vájtuk ki, hegyeket skalpoltunk le, és rengeteg fosszilis erőforrást égettünk el, hogy energiát termeljünk a cement gyártásához, az égetőkemencék üzemeltetéséhez.

Nehézkes iparág: sürgető klímakihívás

Egyrészt a megrendelők, az építtetők óvatosak az új alapanyagokkal. Másrészt a cementipart néhány nagy globális vállalat uralja, s e kisszámú szereplő nehezen lenne képes kikísérletezni egy radikálisan új eljárást, vagy megvásárolni egy ökobarát innovációt, s annak gyártására átállítani üzleti modelljét, átalakítani a létező ellátási láncait.

Robotokkal persze olcsóbban és hatékonyabban állíthatók elő alapanyagok, de az automatizáció még mindig nem válasz a cementipar nagy ökológiai lábnyomának problémájára.

A lassú, lépésről-lépésre haladó átalakulásra azonban nincs idő. 2018 októberében az ENSZ Éghajlat-változási Kormányközi Testületének jelentése világosan kimondta, hogy 12 évünk van rá, hogy megfékezzük civilizációnk légszennyezését, különben elszabadul a globális felmelegedés, s egy olyan szintet érhet el -1,5-2 Celsius-foknál nagyobb felmelegedés esetén-, ami katasztrofális hatással lehet környezetünkre és ránk nézve. 2030-ra 45 százalékkal kellene csökkentenünk kibocsátásunk a 2010-es bázisév emissziójához képest.

Teljes mértékben újszerű, diszruptív megoldásokra van szükség.

Sajnos kevés életképes megoldás született eddig arra, hogy a fosszilis-intenzív gyártású cementet kiváltsák klíma- és környezetbarátabb alternatívával, arról pedig, hogy az óriásépületek szegmensében helyettesítsék a hagyományos cementet, szinte nincs példa.

Biocement - baktériumokból

Észak-Karolina államban él egy végzettségét tekintve építész hölgy, Ginger Krieg Dosier, aki építészeti irodánál dolgozott, amikor 2009-ban elkezdett kutakodni abban a témában, mi lehet a tégla és a kőműves munka zöld alternatívája.

„Régóta érdekelt a tengeri cement” – mondta Dosier, aki otthona egyik fölös hálószobáját alakította át minilaboratóriummá, hogy két éven át kísérletezzen különféle anyagokkal, melyek -célja szerint- biobetont eredményeznének.

Edison, a betonrajongó

Kevéssé ismert epizódja az építészet történelmének, hogy Edison is nagy fantáziás látott a cementben és a betonban. Maga is kifejlesztett egy saját cementet, s annak használatával 1906-ban lakóházakat épített New Jersey-ben.

Edison annyira oda volt ezért az alapanyagért, hogy még a kádat is betonból akarta kialakítani a fürdőszobában. Betonforradalma nem valósult meg, de néhány háza még áll New Jersey-ben.

Azt próbálta reprodukálni szobai körülmények között, miként jön létre a tengeri sós vízben a homokkő. Szerinte a természet már megmutatta, hogyan tudnak a baktériumok egybekötni homokszemcséket, anélkül, hogy ez ökológiai károkozással járna. Csak éppen az anyatermészet ezt évszázadok alatt hozza létre. Neki valamilyen gyorsabb megoldás kellett.

Számtalan kísérlete fulladt kudarcba, míg egy nap meg nem kötött az anyag. Milyen eljárást dolgozott ki Dosier? Nem-patogén baktériumokat használt, ezekhez adagolt homokot, különféle tápanyagokat, nitrogént, kalciumot és vizet. A baktérium kalciumkarbonát-kristályok kialakulását segíti elő, amivel összeköti a különféle részecskéket.

A végeredmény egy olyan tégla, ami külsőleg leginkább a természetes kövekre hasonlít. Két év próbálkozás kellett hozzá, hogy létrejöjjön az első „bébitégla”, ahogy ő nevezi.

Tulajdonképpen a kék gazdaság alapelvét alkalmazta Dosier, vagyis másolni kezdte a természetet. Ez a biomimikri.

Állítása szerint Dosier képes négy nap alatt biocementet előállitani szobahőmérsékleten, vagyis energiaigényes kohók mellőzésével, kalcinálás, égetés nélkül. Akár elhasznált, szétbontott betont is képes megkötni az eljárás. Vagyis újrahasznosíthatóvá válik a törmeléknek, sittnek minősülő anyag.

Az égetés és ehhez a fosszilis energiahordozók használata adja a cementipar tetemes emisszióját.

2012-ben hozta létre bioMASON nev ű startupját Dosier, aki hamar el is nyerte a Metropolis magazin díját, 2013-ban pedig az 500 000 eurós pénzjutalmat is elhozta a hollandiai szerencsejáték-szisztéma zöld innovációs versenyéről (Postcode Lotteries Green Challenge).

Az Észak-Karolinában működő cég ma 29 főt foglalkoztat, a vállalkozás nagy része még mindig a K+F-fel van elfoglalva, de Dosier már dialógust folytat potenciális gyártókkal. Dosier innovációjából kültéri és beltéri használatra egyaránt alkalmas téglák kerülnének forgalomba.

(Forrás: kleanindustries.com, The Guardian)

Zöldebb cementipar

A cementgyártás lehet nettó klimatisztító tényező, ha a légszennyezést kiszűrik, uram bocsá’ elejét veszik a füstölésnek. Ennek több módja is lehet. Van rá lehetőség, hogy a téglákba és betonokba beépítsék a karbont, vagyis az megkötő kapacitásként funkcionáljon. Néhány módszerről már kiszámolták, hogy mennyivel kevesebb a szén-dioxid-kibocsátás a hagyományos gyártáshoz képest:

A gyárkéményen kieregetett füst befogása, megszűrése és tárolása (carbon capture, storage): 95-100 %
Új cementtípusok gyártása 90-100 %
Salakosítás kiváltása: 70-90 %
Alternatív energiaforrások használata a gyártáskor: 40 %
Energiahatékonyság a gyártásban: 4-8 %

Véleményvezér