بتن کربن خنثی
تعریف بتن کربن خنثی
ما امروزه با سیلی از اصطلاحات مختلف و جدید در صنعت بتن و ساخت و ساز بتنی مواجه هستیم: بتن سبز، با داوام مقاوم، ردپای کربن، توسعه پایدار، کم کربن، دوستدار محیط زیست، کربن صفر، تجدیدپذیری، پتانسیل گرمایش جهانی، کربنخنثی و بسیاری واژههای دیگر. نخست باید توجه داشت که واژه کربن در اینجا در واقع نمایانگرCO₂ یا در برخی موارد معادلهای CO₂ (CO₂ equivalents) است (یعنی تأثیر مجموع گازهای گلخانهای). با توجه به نام کنسرسیوم، “کنسرسیوم بتن سبز” در اینجا تمرکز بر مفهوم «کربنخنثی» است و هدف از استفاده از واژه بتن سبز در عنوان کنسرسیوم دستیابی به حالت کربن خنثی است. در صنعت بتن و سیمان کشور، تلاشهای خوبی برای کاهش انتشارگاز CO₂ در زمان تولید سیمان پرتلند در جریان است، بهویژه انتشار ناشی از سوختهای فسیلی در فرایند تبدیل سنگآهک به کلینکر (کلسیناسیون). با در نظر داشتن اینکه بخش عمده انتشار کربن در این فرایند ناشی از کلسیناسیون می باشد و با توجه به اینکه سیمان تنها بخشی از بتن است، ممکن است تصور دستیابی به بتن کربنخنثی دشوار به نظر برسد. بنابراین در ادامه به تعریف دو واژه می پردازیم: کربنخنثی(Carbon Neutral) :به حالتی گفته میشود که میزان گاز دیاکسیدکربن CO₂ منتشرشده در اثر یک فعالیت، دقیقاً با مقدار CO₂ حذف یا جذبشده از جو زمین برابر باشد؛ بهگونهای که تأثیر نهایی آن بر اقلیم، صفر شود. این تعادل میتواند از طریق جذب طبیعی در چاههای کربن مانند جنگلها، اقیانوسها و خاک، یا با استفاده از روشهای جذب و ذخیرهسازی کربن (CS) و برنامههای جبران انتشار حاصل شود. چاههای کربن، همان سامانههای طبیعی هستند که CO₂ را جذب میکنند. بتن نیز خود تا حدی توانایی جذب CO₂را دارد، اما این فرآیند با سرعت و ظرفیت کافی انجام نمیشود تا بتواند انتشار ناشی از تولیدش را بهطور کامل جبران کند. انتشار کربن صفر (Net-Zero Carbon Emissions): به حالتی گفته میشود که در جریان یک فعالیت، در مجموع هیچ گاز دیاکسیدکربنی (CO₂) وارد جو زمین نمیشود. این دو اصطلاح، کربنخنثی و انتشار کربن صفر، از نظر هدف بسیار نزدیکاند و هر دو به دنبال ایجاد تعادل میان انتشار و جذب کربن هستند. تفاوت آنها در این می باشد که در حالت خالص صفر، اساساً هیچ کربنی از ابتدا منتشر نمیشود، در حالی که در کربنخنثی، انتشار رخ میدهد اما در ادامه از طریق جذب یا جبران، متعادل میشود. برای دستیابی به انتشار کربن صفر، ابتدا باید با اجرای راهکارهای کربنخنثی آغاز کرد. هرچه بتوان میزان انتشار را در مبدأ کاهش داد، نیاز به جذب یا جبران کمتری خواهیم داشت. هرچند در مقیاس جهانی تحقق بتن خالص صفر در کوتاهمدت ممکن نیست، اما پژوهشهای علمی و پروژههای پایلوت در این زمینه با سرعت در حال گسترشاند.تفاوت بتن کربنخنثی و سیمان کربنخنثی
در نگاه نخست شاید این دو مفهوم مشابه به نظر برسند، اما در حقیقت دامنه و میزان تأثیر آنها با یکدیگر متفاوت است. در سیمان کربنخنثی، هدف آن است که میزان انتشار دیاکسیدکربن در فرآیند تولید سیمان به حدی کاهش یابد که به تعادل برسد. صنعت سیمان طی سالهای اخیر با اقداماتی همچون کاهش مصرف سوختهای فسیلی، بهینهسازی فرآیندهای حرارتی، و نوسازی تجهیزات تولید، توانسته است ردپای کربنی خود را به میزان چشمگیری کاهش دهد. این پیشرفتها تأثیر مستقیمی بر کاهش کربن نهفته (Embodied Carbon) در بتن داشتهاند. اما بتن کربنخنثی مفهومی گستردهتر است که تنها به سیمان محدود نمیشود، بلکه تمام اجزای تشکیل دهنده بتن از مواد اولیه و تولید گرفته تا حمل، اجرا، دوام و بازیافت را دربر میگیرد. در آینده، فناوریهایی در مقیاس صنعتی برای تولید سیمان از مواد اولیه نو و با انتشار کربن صفر در دسترس خواهد بود، اما تا آن زمان باید با نگاهی جامع به کل چرخه عمر بتن، از مرحله تولید تا کاربرد نهایی، اقدام کرد. هر گامی که در جهت کاهش انتشار کربن در صنعت سیمان برداشته شود، مستقیماً به کاهش ردپای کربنی بتن و دستیابی به بتن کربنخنثی کمک خواهد کرد.
تعادل انتشار و جذب کربن در سیمان
تمرکز کنسرسیوم بتن سبز و مرکز تحقیقات بتن (متب) در نگاه کلان به «بتن کربنخنثی» است. هرچند سیمان بخش مهمی از بتن است، اما اگر سایر اجزای بتن را نادیده بگیریم، هدف کلی را از دست خواهیم داد. بسیاری از دستورالعملها و سیاستها در زمینه کاهش ردپای کربنی بتن، بیشتر بر کربن نهفته تمرکز دارند تا بر کارایی نهایی محصول مانند ساختمان سازی، پل سازی یا روسازی های بتنی. بتن، به عنوان پرمصرفترین مصالح ساختمانی جهان، در مقیاس بزرگ قابل جایگزینی با هیچ مصالح دیگری نمی باشد. علاوه بر آن، یک بتن با دوام مقاوم(Strong Durable Concrete) ؛ مقاومت در برابر حریق و آتش سوزی، سیلاب ها و … یک راهکاری منحصربهفرد برای ساخت وساز پایدار فراهم می نماید. لذا، در ارزیابی واقعی باید چرخه عمر کل سازه، از تولید تا بهرهبرداری و پایان عمر مفید، مدنظر قرار گیرد. صرفا تمرکز بر کربن نهفته تنها یک دید کوتاه مدتی به مسئله خواهد بود، در حالی که هدف نهایی باید آیندهای بلند مدت و پایدار باشد. سازه یا ساختمان بتنی با طول عمر بالا، که انرژی اندکی برای گرمایش و سرمایش مصرف کند و در برابر بلایای طبیعی مقاوم باشد، مسیر واقعی دستیابی ما به آیندهای کربنخنثی را هموار میسازد.