صناعة الخرسانة.. هل تنجح الابتكارات الحديثة في خفض الانبعاثات؟

تُسهِم صناعة الخرسانة بنحو 8% من مجمل انبعاثات الكربون حول العالم، بسبب وجود "الكلنكر" الذي يُعَد المكون الأساسي المسؤول عن قوة الخرسانة ومتانتها.

ويُعَد الأسمنت مصدرًا كبيرًا لانبعاثات الكربون، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى اعتماده على الكلنكر المصنوع من الحجر الجيري المسحوق والمحترق.

وتعمل هذه العملية على فصل الكالسيوم، وهو مكون رئيس في الأسمنت، عن الكربون الذي يجري إطلاقه في الغلاف الجوي.

وتتولد انبعاثات صناعة الخرسانة أيضًا عن طريق تسخين الأفران إلى ما يزيد على 1000 درجة مئوية لمعالجة الحجر الجيري؛ إذ تنتج العملية نحو 800 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الأسمنت.

من المتوقع أن يرتفع الطلب على الأسمنت (مكون رئيس في صناعة الخرسانة) بنسبة 48% من 4.2 إلى 6.2 مليار طن بحلول عام 2050، مدفوعة بشكل رئيس من قبل طلب الدول النامية.

على سبيل المثال، استخدمت الصين الخرسانة بين عامي 2011 و2013 أكثر من استخدام الولايات المتحدة في القرن العشرين، وفق البيانات التي اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

المواد والابتكارات الهندسية

تتصدر التحسينات في المواد والابتكارات الهندسية جهود إزالة الكربون التي تستهدف الوصول إلى الحياد الكربوني بحلول 2050.

وتتطلب خريطة الطريق المطلوبة لتقليل انبعاثات قطاع صناعة الخرسانة، من قِبل صانعي السياسات والحكومات والمنظمات متعددة الأطراف، أداء دورهم في دعم الاقتصاد الدائري وتطوير تقنيات جديدة.

وفقًا لاتفاق باريس للمناخ، يجب على صناعة الخرسانة العالمية أن تخفض الانبعاثات بنسبة 16% بحلول عام 2030 و100% بحلول عام 2050.

سيتطلب هذا الجهد تغييرات كبيرة عبر سلسلة القيمة، ولكن التدبير الأسهل والأكثر فاعلية من حيث التكلفة هو استخدام مواد أقل مع تلبية متطلبات المشروع.

سيساعد تقليل الطلب على الكلنكر كثيف الكربون في إعادة صناعة الخرسانة للوصول إلى أهدافها المناخية، وفق الخطط الطموحة لخفض الانبعاثات.

البصمة الكربونية

تتمثل الخطوة الأولى لتخفيف البصمة الكربونية في قطاع صناعة الخرسانة في استخدام كمية أقل من الخرسانة، وتوجد حاليًا العديد من الطرق الحديثة والمتطورة لضمان كفاءة المواد دون تغيير خصائصها.

وتهدف التصاميم التقليدية للمباني والمشروعات الأخرى إلى تقليل التكلفة بدلًا من انبعاثات الكربون، بالإضافة إلى زيادة استخدام أنواع الوقود النظيفة لتقليل الانبعاثات.

ومن المتوقع أن يكون لبناء الصناعات الثقيلة ومنها صناعة الأسمنت في مجموعات ما يسمح بمشاركة الحرارة والمواد والبنية التحتية لصنع الهيدروجين وتخزينه، وكذلك جمع نفايات ثاني أكسيد الكربون، والتخلص منها، دور في خفض الانبعاثات؛ إذ تُطَوَّر هذه المجموعات حاليًا في عدد من الدول الأوروبية.

الخرسانة منخفضة الكربون

بالإضافة إلى تقليل الكمية الإجمالية للخرسانة المستخدمة في المباني؛ فإن استخدام كمية أقل من الأسمنت لكل وحدة من الخرسانة يُعَد طريقة فعالة لتقليل محتوى الكلنكر وكثافة الكربون في الخرسانة.

ولتقليل كثافة المواد الرابطة دون زيادة المخاطر، يجب أن ننتقل إلى استخدام الأسمنت السائب مثل الخرسانة الجاهزة، إذ يُقَلَّل فاقد الأسمنت بنسبة تصل إلى 30%، وتكون مواصفات الخلط أكثر دقة، كما يمكن إضافة مواد كيميائية تساعد على تحسين خصائص صناعة الخرسانة وتقليل متطلبات الأسمنت.

في العديد من البلدان، لا يزال البناءون يفضلون استخدام الأسمنت المعبأ في أكياس؛ ما يؤدي إلى الهدر والإفراط في الاستخدام.

وسيحقق تصنيع جزء من سوق الأسمنت المعبأ في العالم (حاليًا 42%) وفورات كبيرة في الأسمنت، ولكنه يتطلب الاستثمار في مصانع الخرسانة الجاهزة وشاحنات الأسمنت وتغييرًا كبيرًا في ديناميكيات السوق المحلية.

في مناطق مثل الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي، أصبح استخدام الأسمنت بالفعل صناعيًا إلى حد كبير، في حين أن الحصة السوقية للأسمنت المعبأ في الهند تبلغ نحو 90%، ما يوفر فرصة كبيرة لتحقيق وفورات من انبعاثات الكربون.

كما يسمح الابتكار لإنشاء مواد مضافة جديدة بالإضافة إلى زيادة إمكان تطبيق الحلول الحالية وكفاءتها وقدرتها التنافسية من حيث التكلفة بتخفيض محتوى الكلنكر والأسمنت بشكل كبير في الخرسانة مع الحفاظ على الخصائص والكفاءة.

تخزين الكربون

في الوقت الحالي يجري التقاط وتخزين 0.1% فقط من جميع الانبعاثات العالمية، وعدد قليل من مصانع الخرسانة تقوم باحتجاز الكربون وتخزينه.

ويمكن أن يؤدي الابتكار عبر سلسلة القيمة الملموسة إلى تقليل كل من الانبعاثات والتكاليف، وإحداث تغييرات في السياسات.

وسيستكشف المهندسون الإنشائيون في المستقبل بسرعة حدودًا فعالة لخيارات التصميم باستخدام أحدث البرامج، بينما توفر مصانع الخرسانة الجاهزة للمشروعات خرسانة أقل كثافة من الكربون.

ولا تمثل تخفيضات الطلب هذه سوى جزء من المعادلة؛ إذ يتعين اتخاذ تدابير أخرى إلى جانب العرض، مثل أنواع الوقود البديلة، والكهرباء، واحتجاز الكربون.

موضوعات متعلقة..

• هل طاقة الرياح صديقة للبيئة؟.. هذه أبرز المخاوف من انتشارها
• طاقة الرياح وصناعة الصلب تدعمان الاقتصاد المحايد كربونيًا في أوروبا

اقرأ أيضًا..

• هل يتدفق الغاز الجزائري سرًا إلى المغرب؟.. 3 شواهد منطقية (مقال)
• رسميًا.. انهيار أكبر مشروع للطاقة الشمسية في العالم.. ووضع لافتة "للبيع"
  
• أزمة الطاقة في أوروبا.. فقاعة وهمية أم نار تحت الرماد؟