Buzz
Nếu bạn đang ở trong một thành phố bất kỳ, hãy nhìn ra cửa sổ. Hầu hết những gì bạn thấy được làm từ một loại vật liệu duy nhất, chiếm ưu thế trong thế giới của chúng ta: bê tông. Nó chiếm phần lớn trong gần như mọi tòa nhà văn phòng, trung tâm mua sắm, đường cao tốc và sân bay trên Trái Đất. Chúng ta sản xuất hàng chục tỷ tấn vật liệu này mỗi năm — đủ để xây dựng một bức tường cao 100 feet xung quanh đường xích đạo. Và khối lượng đó chắc chắn sẽ tăng trong những năm sắp tới, khi các thành phố tiếp tục phát triển ở Trung Quốc, Nigeria và các quốc gia đang phát triển nhanh chóng khác. Bê tông vô cùng hữu ích, nhưng nó đi kèm với một chi phí đáng kể: Ngành công nghiệp sản xuất nó phát ra khoảng 8% lượng khí thải carbon hàng năm.
Để chính xác, đó là quá trình sản xuất xi măng — chất keo kết dính cát và sỏi lại với nhau để tạo nên bê tông — đang gây ra vấn đề. Hoặc chính xác hơn, là hai vấn đề. Để sản xuất xi măng, bạn đặt đá vôi và các khoáng sản khác vào lò nung và nung chúng ở nhiệt độ lên đến 2,700 độ Fahrenheit. Vấn đề thứ nhất: Nhiệt độ cho những lò nung đó thường được tạo ra bằng cách đốt than hoặc các nhiên liệu hóa thạch khác. Vấn đề thứ hai: Quá trình hóa học sinh nhiệt đó, cuối cùng tạo ra bột mịn mà chúng ta gọi là xi măng, cũng tạo ra khí carbon dioxide dưới dạng sản phẩm phụ, bay lên bầu khí quyển.
Những lượng khí thải đó tích tụ lên. Nếu ngành công nghiệp xi măng là một quốc gia, nó sẽ là người sản xuất khí thải nhà kính hàng thứ ba trên thế giới, chỉ xếp sau Trung Quốc và Hoa Kỳ. Không ngạc nhiên khi các nhà nghiên cứu và doanh nhân trên khắp thế giới đều đang làm việc trên các dự án để tạo ra bê tông sạch hơn. Những công ty tiềm năng nhất tập trung vào việc làm cho quá trình sản xuất bê tông không chỉ là vấn đề mà còn là phần của giải pháp.
Người đứng đầu hiện tại của công ty là CarbonCure Technologies. Mục tiêu của họ là thay đổi hóa học của biển bê tông một cách nhẹ nhàng nhưng đáng kể. Đặt trụ sở tại một tòa nhà hai tầng bên ngoài khu công nghiệp khiêm tốn nằm ngoài thành phố Halifax, một thành phố nhỏ nằm ven bờ biển Đại Tây Dương của Canada, CarbonCure có toàn bộ nhân viên có thể vừa với một chiếc xe buýt học sinh. Người đứng đầu là Robert Niven, một kỹ sư 42 tuổi, gọn gàng và thân thiện.
Niven lớn lên trên đảo Vancouver, với những khu rừng tráng lệ và bãi biển đá để chơi. Trong những mùa hè khi về nhà từ trường đại học, anh làm công tác viên cứu hỏa trong rừng vùng xa phía bắc British Columbia và dành thời gian nhiều nhất có thể để leo núi và đi kayak dòng nước sôi. Là một sinh viên kỹ sư xây dựng tại Đại học McGill ở Montreal vào giữa những năm 2000, anh tham gia vào chương trình nghiên cứu nhằm tìm cách sử dụng carbon để giúp làm bê tông, thay thế một phần xi măng được sử dụng trong quá trình sản xuất. Ý tưởng không mới, nhưng chưa ai tìm ra cách thực hiện hiệu quả trên quy mô lớn. Niven nhìn vào vấn đề này từ góc độ của một nhà hóa học, nghiên cứu cụ thể về cách nó có thể hoạt động ở mức độ nguyên tử.
Một năm trước khi tốt nghiệp, Niven tham dự một hội nghị Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu ở Montreal. Anh ấn tượng trước năng lượng của 10,000 người tham dự đổ vào thành phố. Nhưng điều thực sự đáng chú ý là bài phát biểu của một đại diện từ Tuvalu, một quốc gia đảo nhỏ ở Thái Bình Dương. “Ông ta đã thể hiện một lời kêu gọi trầm trọng nhất vì sự giúp đỡ, nói rằng, ‘Chúng tôi đang mất đi lịch sử của mình, nhà cửa, sinh kế và dòng dõi vì mực nước biển đang dâng lên,’” Niven nói. Bất ngờ, công việc của anh cảm thấy như là điều gì đó không chỉ đơn giản là một vấn đề toán học.
Hai năm sau đó, Niven chuyển đến Halifax để ở cùng bạn gái lúc bấy giờ, sau này là vợ anh. Cha cô là một doanh nhân thành công với sở thích đặc biệt cho các dự án xanh như đèn biển chạy bằng năng lượng mặt trời và ông đã giúp Niven nhìn nhận được cách ý tưởng của anh có thể biến thành một doanh nghiệp. Với lời khuyên đó — và một ít tiền mặt — từ cha vợ tương lai của anh, cộng với 10,000 đô la tiền học bổng còn dư, Niven đã thành lập CarbonCure vào năm 2007. Ý tưởng là phát triển một hệ thống để thay thế một phần xi măng được sử dụng trong quá trình sản xuất bê tông bằng carbon dioxide, từ đó giảm khí thải và lưu giữ carbon. Đừng nói đến việc tiết kiệm tiền nữa.
Niven và đội ngũ của anh cuối cùng đã tìm ra một quy trình lấy CO2 lỏng (được thu nạp từ những nơi như nhà máy amoniac và ethanol) và tiêm vào bê tông ướt khi đang được trộn. CO2 phản ứng hóa học với xi măng và các thành phần khác trong hỗn hợp, biến nó thành canxi cacbonat rắn, giúp liên kết các thành phần khác, tăng sức mạnh nén của bê tông và thay thế một phần xi măng mà không cần thiết. Và ngay cả khi bê tông cuối cùng bị phá hủy, carbon đó vẫn giữ ở dạng rắn trên mặt đất.
Công ty đã phát triển một hệ thống đơn giản đáng kinh ngạc để đưa toàn bộ quy trình ra ngoài công trường. Một bể chứa carbon dioxide được dẫn vào một cặp hộp kim loại cỡ tủ lạnh, đầy van, mạch điện và thiết bị telemetrie, điều chỉnh lưu lượng carbon dioxide vào ống dẫn, phun nó vào trộn bê tông. (Các hộp này được làm bởi vài chàng trai mặc quần jean và áo thun tại trụ sở Halifax.) Phần khó khăn là tìm ra liều lượng tối ưu của CO2 cho từng hỗn hợp; sức mạnh, trọng lượng và diện mạo của bê tông cho một đường băng sân bay ở Bắc Canada không nhất thiết là điều bạn muốn cho một tường văn phòng ở Nam California. Tại trụ sở Halifax, các kỹ sư của CarbonCure theo dõi màn hình theo dõi hoạt động của từng máy móc của họ ở thế giới thực. Các màn hình cho họ biết nếu, ví dụ, một van bị kẹt tại một công trường ở Georgia hoặc một bể bắt đầu cạn ở Singapore.
Sự đơn giản của hệ thống là một trong những điểm mạnh của CarbonCure. Các nhà sản xuất bê tông là khách hàng của họ không cần phải thay đổi nhiều cho quá trình trộn và đổ tại công trường xây dựng — họ chỉ cần thêm một chút phần cứng bổ sung. “Toàn bộ hệ thống có thể fit trong một thùng,” Niven nói. “Chỉ mất một ngày để thiết lập và nó có thể áp dụng cho bất kỳ nhà máy bê tông nào trên thế giới.” CarbonCure cũng kết nối khách hàng với nhà cung cấp carbon đã được thu nạp từ các quy trình sản xuất bẩn khác. (Mục tiêu của công ty là một ngày nào đó thu nạp carbon từ chính những nhà máy xi măng.)
Công nghệ của CarbonCure đã không ngừng được cải tiến qua các năm, và danh tiếng của họ cũng tăng lên. Trong năm 2018, công ty đã được xướng tên là một trong 10 đội vào chung kết giải thưởng XPrize trị giá 20 triệu đô la vì việc chuyển đổi carbon thành các sản phẩm thương mại. (Người chiến thắng của cuộc thi sẽ được công bố vào mùa thu năm nay.) Cùng năm đó, công ty nhận được một khoản đầu tư lớn (Niven không tiết lộ cụ thể) từ Breakthrough Energy Ventures, quỹ tỷ đô tập trung vào các đầu tư giảm carbon được hậu thuẫn bởi Bill Gates và những nhà đầu tư công nghệ khác. Tiền bạc có ích, Niven cho biết, nhưng dấu ấn của sự chấp thuận có lẽ còn quý giá hơn. “Điều đó thực sự có ý nghĩa với cộng đồng đầu tư rộng lớn khi nhóm này nói rằng, ‘Đây là một người chiến thắng đã được kiểm chứng,’” Niven nói.
Hiện nay, CarbonCure cho biết hơn 200 nhà sản xuất bê tông ở Bắc Mỹ và Singapore đang sử dụng hệ thống của họ. Một công trình xây dựng mới trên khuôn viên Silicon Valley của LinkedIn, một đoạn đường ở Hawaii và một trưng bày hồ cá ở Atlanta đều sử dụng bê tông được xử lý bởi CarbonCure. Công nghệ của họ đã được sử dụng trong việc sản xuất hơn 4 triệu yard khối bê tông đã bắt giữ CO2, tiết kiệm khoảng 64,000 tấn khí thải, theo thông tin từ công ty.
Nhưng trên bức tranh lớn, tác động của CarbonCure vẫn khá nhỏ. Trong một số trường hợp, khách hàng đã có thể giảm sử dụng xi măng của họ xuống 20% — nhưng trung bình chỉ là khoảng 5%.
Tin tốt nhất ở đây có thể là CarbonCure đang có một đám đông người cạnh tranh ngày càng lớn, bao gồm ba trong số các đội vào chung kết XPrize. Một đối thủ, Solidia đặt tại New Jersey, sử dụng một khái niệm tương tự và có vẻ đạt được kết quả tốt hơn, nhưng tính đến tháng Hai, họ chỉ sản xuất các khối bê tông prefab. (Ngành xây dựng chủ yếu sử dụng bê tông được trộn tại các công trường.) Một đối thủ khác, Carbon Upcycling Technologies ở Alberta, kết hợp CO2 khí với tro bay—một sản phẩm phế thải từ nhà máy điện than hóa thạch—để tạo ra các hạt nano có thể thay thế khoảng 20% xi măng trong hỗn hợp bê tông. Đồng sáng lập và CEO Apoorv Sinha cho biết ông hy vọng cuối cùng có thể gấp đôi tỷ lệ đó và bắt đầu bán hàng cho các khách hàng đầu tiên trong năm nay. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice tuyên bố đã phát triển một loại hỗn hợp bê tông chủ yếu sử dụng tro bay như chất liên kết bê tông—không cần đến xi măng. Các tổ chức khác đang tiếp cận vấn đề từ các góc độ khác nhau. Một nhóm các nhà khoa học MIT và một công ty Úc đang phát triển cách làm bột xi măng mới giảm khí thải.
Hầu hết các dự án này chưa thể vào thị trường. Việc đảm bảo vốn đầu tư là khó khăn, và khách hàng cũng có thể vậy. Ngành xây dựng nổi tiếng là rất thận trọng khi áp dụng các phương pháp mới. Với lý do hợp lý: Bạn không thể đối mặt với “thất bại nhanh” hoặc “điều chỉnh sản phẩm” khi sản phẩm của bạn là một tòa nhà chọc trời hoặc một đập. Để thực sự làm giảm carbon của tất cả bê tông đó có lẽ sẽ cần sự giúp đỡ từ chính phủ để làm cho những phương pháp này trở nên hấp dẫn thương mại hơn. Nhưng thành công của CarbonCure cung cấp một bằng chứng thực tế: Có một lý do kinh doanh rõ ràng cho việc cải thiện xi măng.
Khi bạn mua sản phẩm bằng các liên kết bán lẻ trong câu chuyện của chúng tôi, chúng tôi có thể nhận được một hoa hồng nhỏ từ liên kết thành viên. Đọc thêm về cách hoạt động này.
VINCE BEISER (@VinceBeiser) là tác giả của The World in a Grain: The Story of Sand and How It Transformed Civilization. Câu chuyện cuối cùng của ông cho Mytour, trong số 28.01, nói về lừa đảo trên mạng từ trong tù.
Bài viết này xuất hiện trong số tháng Tư. Đăng ký ngay.
Hãy cho chúng tôi biết ý kiến của bạn về bài viết này. Gửi thư tới biên tập viên qua [email protected].
Vấn đề Biến đổi Khí hậu | Làm thế nào chúng ta sẽ Cắt Giảm Carbon
- Tại sao cây Rừng Nguyên Sinh Quan Trọng trong Cuộc Chiến Biến đổi Khí hậu
- Bê Tông Gây Tác Động Tệ Cho Hành Tinh. Hóa Học Tinh Tế Có Thể Giúp
- Cam Kết Chính Trị của Thuế Carbon
