Inovativni materijali: Krečnjak uzgojen algama

Biološki uzgojen krečnjak od algi sve se češće pominje kao jedan od najperspektivnijih puteva ka dekarbonizaciji cementa i betona, materijala bez kojih je savremena gradnja praktično nezamisliva. Ideja je jednostavna, ali tehnološki zahtjevna: umjesto krečnjaka koji se vadi iz kamenoloma, koristi se krečnjak koji proizvode mikroalge, vezujući pritom ugljen-dioksid iz atmosfere.

Zašto je cement veliki klimatski problem

Proizvodnja cementa danas je odgovorna za oko osam odsto globalnih emisija CO₂, što je čini jednim od najvećih pojedinačnih industrijskih izvora gasova sa efektom staklene bašte. Najzastupljeniji portland-cement dobija se od krečnjaka, koji se mora vaditi u velikim količinama i potom peći na veoma visokim temperaturama. Taj proces troši mnogo energije, a dodatno oslobađa CO₂, pa je upravo “cementni dio” betona ključni razlog njegove visoke emisije.

Krečnjak koji nastaje fotosintezom

Rješenje koje razvijaju istraživači sa Univerziteta Colorado Boulder zasniva se na biogenom krečnjaku, odnosno kalcijum-karbonatu koji mikroalge stvaraju prirodno tokom fotosinteze. U tom procesu alge koriste sunčevu svjetlost, vodu i CO₂, formirajući mineralne strukture. Istraživači ovaj princip porede sa prirodnim mehanizmima koji omogućavaju da se u morima kroz vrijeme formiraju čvrste karbonatne strukture, poput koralnih sistema, ali u mnogo bržem i kontrolisanijem režimu.

Karbonski neutralno

Prema dosadašnjim procjenama, cement napravljen od biogenog krečnjaka može biti neto karbonski neutralan, jer količina CO₂ koja se oslobodi u fazi termičke obrade (kada se krečnjak koristi za proizvodnju cementa) odgovara količini koju su alge prethodno povukle iz atmosfere tokom rasta.

Šta to znači za industriju

Jedna od najvećih prednosti ovog pristupa je to što biogeni krečnjak, prema istraživačima, izgleda i ponaša se isto kao krečnjak iz kamenoloma, što olakšava integraciju u postojeće proizvodne tokove. Tim procjenjuje da bi, uz otprilike 1 do 2 miliona akri otvorenih bazena za uzgoj mikroalgi, SAD mogle proizvesti dovoljno materijala da pokriju svoje godišnje potrebe za cementom. Ujedno se naglašava i mogućnost brzog skaliranja, jer bi se tehnologija mogla implementirati bez potpunog resetovanja industrijskih postrojenja.

Kokolitofore i put ka tržištu

U centru ovog razvoja su kokolitofore, mikroalge poznate po tome što u ogromnim količinama proizvode kalcijum-karbonat i uspijevaju u različitim uslovima, od morskih do slatkovodnih sistema. Istraživački tim, uz podršku grantova i saradnju sa specijalizovanim institucijama, radi na izboru optimalnih sojeva, ubrzavanju rasta i industrijskom modelu proizvodnje. Paralelno, razvija se i komercijalni okvir kroz startap inicijative, sa idejom da materijal ostane finansijski pristupačan i primjenjiv globalno.

Perspektiva: beton kao dio rješenja

Ako se tehnologija potvrdi u industrijskoj skali, biološki uzgojen krečnjak od algi mogao bi da promijeni način na koji posmatramo beton. Umjesto materijala koji nosi veliki klimatski teret, beton bi mogao postati infrastruktura koja, makar djelimično, učestvuje u vezivanju CO₂. U vremenu kada građevinski sektor traži brze i mjerljive načine da smanji emisije, ovakvi živi materijali otvaraju realnu mogućnost da se standardna gradnja približi nultom, pa čak i negativnom ugljeničnom bilansu.