Według międzynarodowego think tanku Chatham House kluczowy składnik betonu, czyli cement, stanowi źródło około 8% światowej emisji dwutlenku węgla. Procesy chemicznego i termicznego spalania zachodzące w produkcji cementu plasują go pod względem emisji CO2 powyżej paliwa lotniczego (2,5%) i nieco tylko niżej od rolnictwa (12%). Tymczasem rocznie produkujemy go aż 4 miliardy ton, a szacuje się, że zapotrzebowanie będzie wzrastać, wraz z coraz większą migracją ze wsi do miast. Według danych Międzynarodowej Agencji Energii, światowa produkcja cementu w ciągu najbliższych 30 lat może wzrosnąć do ponad 5 miliardów ton rocznie.

Czytaj też: „Najbielsza z bieli” ochłodzi domy i pomoże planecie

W 2018 roku naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie odkryli sposób na włączenie do betonu popiołu lotnego, czyli popiołu powstającego w efekcie spalania węgla. Ponieważ popiół jest odpadem, jego ponowne wykorzystanie w taki sposób pozwala uniknąć wyrzucenia go na wysypisko. Innym pomysłem, nad którym pracowali naukowcy z Uniwersytetu Exeter, było dodawanie grafenu do betonu, co zwiększa jego elastyczność i wytrzymałość, za to znacząco obniża wykorzystanie materiałów, a co za tym idzie – emisje CO2. Eksperymentuje się również z wykorzystaniem w betonie plastiku pochodzącego z recyclingu, co może zmniejszyć emisje CO2 o połowę, a dodatkowo zwiększyć ilość przetwarzanego plastiku – doktorantka Uniwersytetu Jamesa Cooka stworzyła projekt, w którym plastik zastępuje stal.

Ciekawe wydaje się również wykorzystywanie w technologii produkcji betonu emisji dwutlenku węgla, do czego dążą dwa startupy: CarbonCure Technologies i CarbonBuilt. W technologię CarbonCure zdecydowały się już zainwestować zarówno Amazon jak i Microsoft, a celem startupu jest usuwanie 500 milionów ton CO2 rocznie do 2030 roku. CarbonBuilt natomiast wykorzystuje hydratyzowane wapno do pochłaniania dwutlenku węgla, co pozwala zmniejszyć wykorzystanie cementu nawet do 90%.

Jednym z najnowszych pomysłów, godnym uwagi ze względu na imponujące parametry, jest beton geopolimerowy, który powstaje w wyniku współpracy biura architektonicznego Snøhetta z norweskim startupem Saferock. Zespół pracuje nad stworzeniem niskoemisyjnego betonu geopolimerowego, produkowanego na miejscu z odpadów pochodzących z przemysłu górniczego i elektrowni. W pełni neutralny pod względem emisji CO2 beton ma zostać wyprodukowany już w 2025 roku.

„Pierwszym krokiem projektu badawczego jest pilotowanie i zwiększanie skali rozwoju materiałów budowlanych jutra w postaci betonu o niskiej emisji. Kolejnym będzie zapewnienie, że technologia i materiały są częścią ekosystemu o obiegu zamkniętym. To naprawdę wpłynie na ślad środowiskowy branży” – oświadczył zespół.

Od kilku lat Snøhetta deklarowała chęć projektowania wyłącznie budynków o ujemnym współczynniku emisji dwutlenku węgla, czyli generujących więcej energii niż zużyłyby w trakcie całego okresu ich użytkowania. Biuro szacuje, że aż 85% emisji dwutlenku węgla w budynku jest generowane przez materiały i konstrukcję, a jedynie 15% jest wytwarzane w okresie eksploatacji budynku i podczas jego likwidacji. Dane te potwierdzają, że należy położyć szczególny nacisk na ograniczenie emisji pochodzących z materiałów wykorzystywanych w przemyśle budowlanym.

Produkcja betonu geopolimerowego powoduje emisję CO2 o co najmniej 70% mniejszą w porównaniu z produkcją z wykorzystaniem tradycyjnego cementu portlandzkiego. Dodatkowo użyte w procesie produkcji odpady, stanowiące wcześniej potencjalne zagrożenie dla środowiska, zostają wykorzystane jako składnik materiałów budowlanych. Ponadto geopolimery wykazują szereg właściwości przewyższających cement portlandzki, takich jak wyższa odporność na temperaturę czy chemikalia oraz znacznie niższa przepuszczalność.

Aby osiągnąć cel porozumienia paryskiego, roczne globalne emisje CO2  związane z betonem będą musiały znacznie się zmniejszyć  w ciągu najbliższych kilku lat, co oznacza, że tradycyjny beton musi jak najszybciej odejść w zapomnienie.