시골길을 따라 애틀랜타 동쪽에 있는 거대한 데이터 센터인 ATL4로 이어지는 좁은 흙길 위에 주차된 수십 대의 차량과 픽업트럭이 가늘게 기대어 있습니다. 타주에 있는 많은 번호판은 이러한 대규모 건설 작업을 위해 소집되는 상인 집단의 전형입니다. 거대 기술 기업, 유틸리티 기업, 정부는 미화 1조 달러 AI 지배를 위한 글로벌 전투에 참여하기 위한 자본 확장을 위해 데이터 센터는 벙커, 공장, 스컹크워크이며 콘크리트와 전기는 연료와 탄약입니다.
무심코 관찰하는 사람에게는 데이터 산업이 무형으로 보일 수 있으며, 그 제품은 무중력 조각으로 만들어졌습니다. 하지만 분주한 건설 현장 옆에 서 있는 동안 데이터뱅크의 ATL4에서 가장 인상적인 것은 AI 하드웨어를 수용하고, 보호하고, 전력을 공급하고 냉각시키는 골리앗의 형태를 제공하는 엄청난 양의 재료(주로 콘크리트)입니다. 빅데이터는 거대하고 구체적인 것입니다. 그리고 그것은 큰 문제를 야기합니다.
콘크리트는 데이터 센터와 이에 에너지를 공급하기 위해 건설되는 발전소의 주요 성분이 아닙니다. 세계에서 가장 널리 제조되는 재료인 콘크리트, 특히 그 안에 포함된 시멘트는 기후 변화의 주요 원인이기도 합니다. 전 세계 온실가스 배출량의 6%. 데이터 센터에서는 콘크리트를 너무 많이 사용하므로 건설 붐으로 인해 거대 기술 기업의 탄소 배출 제거 약속이 무너지고 있습니다. 일지라도 Google, 메타그리고 마이크로소프트 2030년까지 탄소 중립 또는 부정적 목표를 내세웠으며, 아마존 2040년까지 업계는 이제 잘못된 방향으로 움직이고 있습니다.
작년에 Microsoft의 탄소 배출량은 30% 이상주로 새로운 데이터 센터의 자재 때문입니다. Google의 온실가스 배출량은 거의 50% 지난 5년 동안. 데이터 센터가 전 세계적으로 확산됨에 따라 Morgan Stanley는 데이터 센터가 다음과 같이 출시할 것으로 예상합니다. CO2 25억톤2 2030년까지 매년—또는 미국이 현재 모든 출처에서 방출하는 것의 약 40%입니다.
그러나 AI의 혁신과 빅데이터 건설 붐이 기술 산업의 하이퍼스케일러의 배출량을 증가시키고 있음에도 불구하고 콘크리트의 재발명은 문제 해결에 큰 역할을 할 수 있습니다. 지난 10년 동안 콘크리트의 탄소 문제 해결을 목표로 하는 혁신의 물결이 있었고 그 중 일부는 이익 중심이었고 일부는 학술 연구실에서 이루어졌습니다. CO 포집을 위한 파일럿 플랜트가 배치되고 있습니다.2 시멘트 공장에서 꺼내 안전하게 묻어두십시오. 다른 프로젝트에서는 기후 친화적인 시멘트 제조법을 개발하고 있습니다. 그리고 AI와 기타 컴퓨팅 도구는 콘크리트에 시멘트를 덜 사용하고 데이터 센터, 발전소 및 기타 구조물에 콘크리트를 덜 사용하여 탄소를 대폭 줄이는 방법을 보여줍니다.
친환경 콘크리트에 대한 수요는 분명히 증가하고 있습니다. Amazon, Google, Meta 및 Microsoft는 최근 오픈컴퓨트 프로젝트 재단 예를 들어 데이터 센터에서 저탄소 콘크리트의 테스트 및 배치를 가속화합니다. 공급량도 증가하고 있습니다. 하지만 성형 가능한 암석에 대한 인류의 엄청난 욕구에 비하면 여전히 미미합니다. 그러나 빅테크의 친환경 목표가 저탄소 콘크리트 혁신을 촉진하고 이를 위한 강력한 시장을 창출할 수 있다면 빅데이터의 붐은 결국 지구에 도움이 될 수 있습니다.
하이퍼스케일러 데이터 센터: 너무 구체적임
ATL4 건설현장에서 만난 토니 쿠리회사의 크고 친절하며 솔직한 건설 책임자입니다. 그는 이 거대한 건물과 DataBank가 최근 애틀랜타 지역에 건설했거나 계획 중인 다른 4개의 건물을 합치면 바닥 공간이 133,000제곱미터(144만 평방피트)에 달할 것이라고 말했습니다.
이들은 모두 Qoori가 회사의 더욱 큰 규모의 센터 건설을 최적화하기 위해 개발한 범용 템플릿을 따릅니다. 각 현장에서 트럭은 벽 패널, 기둥, 기타 구조 요소 등 수천 개가 넘는 조립식 콘크리트 조각을 운반합니다. 작업자는 정밀하게 측정된 부품을 신속하게 조립합니다. 단 며칠 만에 배선 작업을 위해 수백 명의 전기 기술자가 건물에 모여듭니다. 건설 지연으로 인해 AI 전투에서 입지를 잃을 수 있는 경우 속도가 매우 중요합니다.
애틀랜타 외곽의 ATL4 데이터 센터는 DataBank가 건설 중인 5개 센터 중 하나입니다. 이를 합치면 바닥 공간이 130,000제곱미터 이상 추가됩니다.데이터뱅크
그 전투는 새로운 데이터 센터와 바닥 공간에서 측정될 수 있습니다. 미국은 본거지입니다. 5,000개 이상의 데이터 센터 현재 상무부는 그 숫자가 2030년까지 매년 약 450개까지 증가할 것으로 예측하고 있습니다. 전 세계적으로 데이터 센터의 수는 현재 10,000개를 초과하며 분석가들은 또 다른 데이터 센터를 예상하고 있습니다. 2,650만m2 향후 5년 동안의 바닥 면적. 이곳 메트로 애틀랜타에서 개발자들은 작년에 이 지역의 데이터 센터 용량을 3배로 늘리는 프로젝트에 착수했습니다. 예를 들어 Microsoft는 다음을 계획하고 있습니다. 186,000m2 복잡한; 약 100,000개의 랙 장착형 서버를 수용할 수 있을 만큼 큰 이 서버는 324메가와트의 전력을 소비합니다.
데이터 센터 붐의 속도는 아무도 친환경 시멘트를 기다리기 위해 멈추지 않는다는 것을 의미합니다. 현재 업계의 구호는 “Build, baby, build”입니다.
ATL4의 구조 엔지니어인 Aaron Grubbs는 “이러한 프로젝트에서는 콘크리트를 대신할 만한 좋은 대안이 없습니다.”라고 말합니다. 랙에 탑재되는 최신 프로세서는 이전 세대보다 더 크고, 더 무겁고, 더 뜨겁고, 훨씬 더 많은 전력을 소모합니다. 결과적으로 “많은 열을 추가하게 됩니다”라고 Grubbs는 말합니다.
친환경 콘크리트에 참여하는 1,000개 기업
전기와 전자제품이 현대 생활에 어떻게 스며들었는지에 대한 이야기에서 콘크리트는 별처럼 보이지 않을 수도 있습니다. 구리, 실리콘, 알루미늄, 리튬 등 기타 재료의 가격은 더 높습니다. 그러나 콘크리트는 세계의 전기 작업에 있어 문자 그대로 필수적인 기초를 제공합니다. 발전과 배전을 가능하게 하는 것은 견고하고 안정적이며 내구성이 있고 내화성이 있는 재료입니다. 이는 거의 모든 첨단 제조 및 통신을 뒷받침합니다. 100년 전 전력 산업의 급격한 성장에서 있었던 사실은 오늘날의 데이터 산업에도 그대로 남아 있습니다. 기술 발전은 더 많은 성장을 낳고, 더 구체적입니다. 각 세대의 프로세서와 메모리는 각 칩에 더 많은 컴퓨팅을 압축하지만, 초전도 미세회로의 발전 Qoori는 데이터 센터의 설치 면적을 줄일 수 있다는 감질나는 전망을 제시했지만, Qoori는 자신의 건물이 조만간 신발 상자 크기로 줄어들 것이라고 생각하지 않습니다. “이전에 그런 변화를 겪은 적이 있는데, 그에 따라 공간에 대한 필요성도 커지는 것 같아요.”라고 그는 말합니다.
무게로 볼 때 콘크리트는 특별히 탄소 집약적인 재료는 아닙니다. 만들기 강철 킬로그램예를 들어, 약 2.4배 많은 CO를 방출합니다.2 로서 시멘트 킬로그램 하다. 그러나 전 세계 건설 산업은 연간 약 350억 톤의 콘크리트를 소비합니다. 이는 지구상의 모든 사람에 대해 약 4톤이며 다른 모든 건축 자재를 합친 것의 두 배입니다. 기후에 대한 위협과 변화에 저항하는 관성을 모두 생성하는 것은 바로 그 엄청난 규모와 관련 비용 및 엄청난 생산자 수입니다.
앨버타 주 에드먼턴 공장에서 [above]하이델베르그 머티리얼즈(Heidelberg Materials)는 포틀랜드 시멘트 제조 시 발생하는 이산화탄소를 포집하는 시스템을 추가하고 있습니다.하이델베르그 소재 북미
그러나 변화가 일어나고 있습니다. 스위스 소재 대기업이 운영하는 혁신센터를 방문했을 때 홀심프랑스 리옹의 연구 임원들은 시멘트와 콘크리트의 탈탄소화를 위해 노력하는 약 1,000개 회사의 데이터베이스에 대해 나에게 말했습니다. 아직 전 세계 콘크리트 배출량을 측정할 수 있을 만큼 충분한 견인력을 갖춘 것은 없습니다. 그러나 혁신가들은 데이터 센터와 새로운 인프라와 같은 관련 인프라의 호황을 기대합니다. 원자로 그리고 해상 풍력 발전소각 터빈 기초가 최대 7,500입방미터의 콘크리트를 사용할 수 있는 경우, 마침내 친환경 시멘트와 콘크리트를 실험실, 신생 기업 및 파일럿 플랜트를 넘어설 수 있습니다.
시멘트 생산이 탄소를 많이 배출하는 이유
“시멘트”와 “콘크리트”라는 용어를 혼동하는 경우가 많지만 동일한 것은 아닙니다. 업계에서 널리 알려진 비유는 시멘트가 콘크리트 케이크의 계란이라는 것입니다. 기본 조리법은 다음과 같습니다. 시멘트를 더 많은 양의 모래 및 기타 골재와 혼합합니다. 그런 다음 물을 추가하여 시멘트와의 화학 반응을 유발합니다. 시멘트가 모든 구성 요소를 하나로 묶는 매트릭스를 형성할 때까지 잠시 기다리십시오. 굳어 단단한 덩어리가 될 때까지 그대로 두십시오.
포틀랜드 시멘트세계 대부분의 콘크리트에 사용되는 핵심 바인더인 는 윌리엄 아스프딘(William Aspdin)이 그의 아버지 조셉(Joseph)이 1824년에 특허를 낸 초기 모르타르를 만지작거리던 중 우연히 영국에서 발명되었습니다. 100년이 넘는 과학을 통해 콘크리트의 본질적인 화학이 밝혀졌습니다. 시멘트가 콘크리트에서 어떻게 작동하는지에 대한 통찰력뿐만 아니라 새로운 발견은 여전히 중요한 혁신으로 이어지고 있습니다. 콘크리트는 대기 중 탄소를 흡수합니다. 나이가 들면서.
아스프딘 시대와 마찬가지로 포틀랜드 시멘트를 만드는 공정은 여전히 탄산칼슘의 결정질 형태로 만들어진 퇴적 광물인 석회석에서 시작됩니다. 시멘트용으로 채석된 석회암의 대부분은 수억 년 전에 유래되었습니다. 미네랄화된 칼슘과 탄산염 조개, 뼈, 산호 및 기타 단단한 조각을 만들기 위해 바닷물에서.
시멘트 생산업체는 수십 년 분량의 석재를 공급할 수 있는 석회석 채석장 옆에 대규모 공장을 짓는 경우가 많습니다. 돌은 분쇄된 다음 단계적으로 가열되어 일반적으로 칼슘, 규소, 알루미늄 및 철을 포함하는 더 적은 양의 다른 미네랄과 결합됩니다. 혼합과 조리 과정에서 나오는 것은 클링커라고 불리는 작고 단단한 결절입니다. 좀 더 가공, 분쇄 및 혼합하면 펠릿이 분말 포틀랜드 시멘트로 변합니다. CO의 약 90%2 기존 콘크리트 생산으로 배출되는 [see infographic, “Roads to Cleaner Concrete”].
EPFL 연구실에 있는 Karen Scrivener는 배출량을 30~40% 줄이는 구체적인 방법을 개발했습니다.스테판 베르무트(Stefan Wermuth)/블룸버그/게티 이미지
탈탄소화 포틀랜드 시멘트는 제조에 기본이 되는 두 가지 공정 때문에 종종 중공업의 “어려운 문제”라고 불립니다. 첫 번째 과정은 연소입니다. 석회석의 화학적 변형을 클링커로 유도하려면 대형 히터와 가마가 약 1,500°C의 온도를 유지해야 합니다. 현재 이는 종종 폐플라스틱 및 타이어와 함께 석탄, 코크스, 연료유 또는 천연가스를 태우는 것을 의미합니다. 이러한 화재로 인한 배기가스는 시멘트 산업 배출량의 35~50%를 차지합니다. 나머지 배출의 대부분은 기체 CO에서 발생합니다.2 탄산칼슘(CaCO)의 화학적 변형에 의해 유리됩니다.3)을 산화칼슘(CaO)으로 변환하는 과정을 하소라고 합니다. 그 가스는 또한 일반적으로 대기 중으로 곧장 향합니다.
이에 반해 콘크리트 생산은 주로 시멘트 분말을 다른 재료와 혼합한 후 슬러리가 굳기 전에 목적지까지 신속하게 전달하는 사업입니다. 미국의 대부분의 콘크리트는 배치 플랜트, 즉 재료를 혼합하고 호퍼에서 특수 믹서 트럭으로 투입한 다음 작업 현장으로 이동하는 수프가 풍부한 자재 저장소에서 주문할 준비가 되어 있습니다. 콘크리트는 약 90분 후에는 너무 단단해져서 사용할 수 없기 때문에 콘크리트 생산은 매우 지역적입니다. 더 많은 레디믹스 배치 플랜트가 있습니다. 미국에는 버거킹 레스토랑이 더 많습니다.
배치 플랜트는 다양한 작업의 요구 사항에 맞게 맞춤화된 수천 가지의 잠재적 혼합을 제공할 수 있습니다. 100층 건물의 콘크리트는 수영장의 콘크리트와 다릅니다. 모래의 품질과 돌의 크기를 다양하게 변경하고 다양한 화학 물질을 추가할 수 있는 유연성을 갖춘 배치 플랜트는 시멘트 공장보다 탄소 배출을 낮추는 더 많은 방법을 갖추고 있습니다.
탄소를 포집하는 시멘트 공장
중국 전 세계에서 생산되고 사용되는 콘크리트의 절반 이상을 차지하지만 그곳의 회사는 추적하기 어렵습니다. 중국 이외의 상위 3개 다국적 시멘트 생산업체는홀심, 하이델베르그 재료 독일에서는 세멕스 멕시코에서는 CO를 포획하기 위한 파일럿 프로그램을 시작했습니다.2 배출되기 전에 배출한 다음 폐기물을 지하 깊은 곳에 묻습니다. 그러기 위해 그들은 탄소 포집 및 저장 (CCS) 기술은 이미 석유 및 가스 산업에서 사용되어 시멘트 공장에 볼트로 고정되어 있습니다.
이러한 파일럿 프로그램은 수십 년 전 CCS를 시도했을 때 석탄 산업이 피했던 이익을 먹지 않고 규모를 확장해야 합니다. 수십억 톤의 CO를 정확히 어디에 저장할 것인지에 대한 어려운 질문도 남아 있습니다.2 해마다 안전하게.
시멘트 생산업체를 위한 CCS의 매력은 무역 협회가 인정한 탄소 중립을 향한 진전을 계속 진행하면서 기존 공장을 계속 사용할 수 있다는 것입니다. 헌신적인 도달하다 그러나 전 세계적으로 3,000개 이상의 공장이 있는 경우 모든 공장에 CCS를 추가하려면 막대한 투자가 필요합니다. 현재 1% 미만 전 세계 공급량 중 저배출 시멘트가 차지합니다. 컨설팅 회사인 Accenture는 탄소 포집을 위해 업계 전체를 준비하는 데 최대 9000억 달러의 비용이 소요될 수 있다고 추정합니다.
“탄소 포집의 경제학은 괴물입니다.”라고 말합니다. 릭 찰라투니크캐나다 에드먼턴에 있는 앨버타 대학의 지질 공학 교수이며 석유 및 전력 산업에서 탄소 포집을 연구하고 있습니다. 그러나 그는 CCS의 초기 이동자에 대한 인센티브를 보고 있습니다. “예를 들어 하이델베르그가 최저 탄소 경쟁에서 승리한다면, 이는 최초의 탄소 배출 경쟁이 될 것입니다. [cement] 회사는 저탄소 제품을 요구하는 고객, 즉 하이퍼스케일러와 같은 고객에게 공급할 수 있습니다.
시멘트 회사들이 CCS에 수십억 달러를 투자할 것 같지는 않지만 관대한 정부 보조금으로 인해 여러 회사가 시범 프로젝트를 시작하게 되었습니다. 하이델베르그는 발표된 계획 CO 포집을 시작하려면2 2026년 말 에드먼턴 사업장에서 회사가 주장하는 “세계 최초의 본격적인 순 제로 시멘트 공장”으로 탈바꿈할 예정입니다. 배기가스는 CO를 정화하는 스테이션을 통해 흐릅니다.2 그리고 그것을 액체로 압축하면, 운송됨 이를 제품으로 전환하기 위해 화학 공장으로 보내거나 지하 주입을 위해 고갈된 석유 및 가스 저장고로 보내면 한 두 시대 동안 그대로 유지될 수 있기를 바랍니다.
Chalaturnyk은 포획을 목표로 하는 에드먼턴 공장의 규모는 다음과 같다고 말합니다. 백만 톤의 CO2 1년은 CCS 기술을 합리적인 테스트에 제공할 만큼 충분히 큽니다. 경제학을 증명하는 것은 또 다른 문제입니다. 10억 달러 비용의 절반 에드먼턴 프로젝트의 비용은 캐나다와 앨버타 정부가 지불하고 있습니다.
더 깨끗한 콘크리트로 가는 길
빅데이터 건설 붐으로 인해 기술 산업의 배출량이 증가함에 따라 콘크리트의 재발명은 문제 해결에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
• 오늘날의 콘크리트 콘크리트로 인한 온실가스 배출의 대부분은 높은 열이 필요하고 이산화탄소(CO)를 배출하는 포틀랜드 시멘트 생산에서 발생합니다.2) 공기 중으로 직접.
• 콘크리트 내일 시멘트 및 콘크리트 생산의 각 단계에서 성분, 에너지 공급 및 콘크리트 사용의 발전으로 폐기물과 오염을 줄일 수 있습니다.
미국 에너지부도 마찬가지로 하이델베르그를 제안했습니다. 최대 5억 달러 인디애나주 미첼 공장에 CCS를 설치하고 매장하는 데 드는 비용을 충당하기 위해 CO200만톤2 매년 공장 아래. 그리고 유럽연합(EU)은 그 규모를 더욱 확대하여 거의 15억 유로(16억 달러)를 할당했습니다. 혁신기금 7개 회원국의 시멘트 공장에서 탄소 포집을 지원합니다.
이러한 테스트는 고무적이지만 모두 수십 년 전에 콘크리트 수요가 정점에 달했던 부유한 국가에서 일어나고 있습니다. 중국에서도 콘크리트 생산이 정체되기 시작했습니다. 2040년까지 세계 수요의 모든 증가는 인구가 여전히 증가하고 빠르게 도시화되고 있는 덜 부유한 국가에서 나올 것으로 예상됩니다. 에 따르면 로듐 그룹의 예측이들 지역의 시멘트 생산량은 현재 전 세계 공급량의 약 30%에서 2050년에는 50%, 금세기 말에는 80%로 증가할 가능성이 높습니다.
그렇다면 부유한 세계의 CCS 기술이 나머지 세계에도 적용될까요? 나는 후안 에스테반 칼레 레스트레포(Juan Esteban Calle Restrepo) CEO에게 물었습니다. 아르고스 시멘트콜롬비아의 선도적인 시멘트 생산업체인 , 내가 최근 메데인에 있는 그의 사무실에서 그와 마주 앉았을 때 이에 대해 이야기했습니다. 그는 솔직했습니다. “탄소 포집은 미국이나 유럽에서는 효과가 있을 수 있지만 우리와 같은 국가에서는 이를 감당할 수 없습니다.”라고 그는 말했습니다.
화학을 통한 더 나은 시멘트
시멘트 공장이 석회석을 화석 연료 가마에 통과시키는 한 과도한 양의 이산화탄소가 발생합니다. 하지만 석회석과 가마를 버릴 수 있는 방법도 있을 수 있습니다. 연구실과 신생 기업에서는 CO를 방출하지 않는 소성 고령토 및 비산회와 같은 석회석 대체품을 찾아왔습니다.2 가열되면. 고령토 점토는 전 세계적으로 풍부하며 수세기 동안 중국 도자기에 사용되었으며 최근에는 화장품과 종이에 사용되었습니다. 석탄 화력 발전소의 지저분하고 독성이 강한 부산물인 비산회는 많은 지역에서 석탄 전력이 감소하고 있음에도 불구하고 저렴하고 여전히 널리 사용 가능합니다.
스위스 로잔 연방공과대학(EPFL)에서는 카렌 스크리브너 연구진은 소성된 카올린 점토와 분쇄된 석회석을 소량의 클링커와 혼합한 시멘트를 개발했습니다. 소성 점토는 재생 가능한 자원에서 나오는 전기가 작업을 수행할 수 있을 만큼 낮은 온도에서 수행될 수 있습니다. 다양한 연구에 따르면 LC3로 알려진 혼합물이 다음과 같이 전체 배출량을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 30~40% 포틀랜드 시멘트에 비해
LC3는 또한 포틀랜드 시멘트보다 제조 비용이 저렴하고 거의 모든 일반적인 용도에 적합합니다. 그 결과 소성된 점토 식물이 아프리카, 유럽, 라틴 아메리카 전역에 나타났습니다. 콜롬비아에서는 Cementos Argos가 이미 생산하고 있습니다. 2백만 톤 이상 매년 물건의. 세계경제포럼의 에너지소재센터 콘크리트의 탈탄소화를 위한 최고의 희망 중 하나로 LC3를 꼽았습니다. 시멘트 산업의 폭넓은 채택, 센터는 생각한다“최대 5억 톤의 CO를 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다2 2030년까지 배출한다”
환경을 위한 윈윈(win-win) 방식으로 비산회는 배출이 적거나 배출이 전혀 없는 콘크리트의 구성 요소로 사용될 수도 있으며 높은 가공 열로 인해 비산회에 포함된 많은 독소가 중화됩니다. 고대 로마인들이 사용했던 화산재 천천히 굳지만 내구성이 뛰어난 콘크리트를 만들기 위해: 판테온거의 2000년 전에 재 기반 시멘트로 지어진 이 건물은 여전히 훌륭한 상태를 유지하고 있습니다.
석탄 플라이애시는 로마 시멘트, 포틀랜드 시멘트와 유사한 반응성을 지닌 비용 효율적인 성분입니다. 많은 콘크리트 공장에서는 이미 콘크리트 혼합물에 신선한 플라이애시를 추가하여 15 ~ 35% 시멘트의. 재는 콘크리트의 작업성을 향상시키며, 생성된 콘크리트는 처음 몇 달 동안은 강하지 않지만 판테온처럼 시간이 지날수록 일반 콘크리트보다 더 강해집니다.
대학 연구실에서는 비산회만으로 만든 콘크리트를 테스트한 결과 일부 콘크리트가 실제로 표준 콘크리트보다 성능이 더 뛰어난 것으로 나타났습니다. 15년 전 몬타나 주립대학교의 연구자들은 다음과 같은 재료로 만든 콘크리트를 사용했습니다. 100% 비산회 신용협동조합과 교통연구센터의 바닥과 벽에. 그러나 성능은 석탄 발전소마다 달라지는 재의 화학적 구성과 까다로운 제조법에 따라 크게 달라집니다. 석탄 화력 발전소의 폐쇄로 인해 신선한 비산회가 더 드물고 더 비싸졌습니다.
매사추세츠에 있는 Sublime Systems의 파일럿 공장에서 이 회사는 열 대신 전기화학을 사용하여 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 석회 규산염 시멘트를 생산하고 있습니다.토니 루옹
이로 인해 매립지에 묻히거나 연못에 버려진 비산재를 처리하고 사용하는 새로운 방법이 탄생하게 되었습니다. 그러한 산업 매장지는 모든 석탄 발전소가 폐쇄된 후에도 수십 년 동안 콘크리트를 만들기에 충분한 비산재를 보유하고 있습니다. 유타 기반 에코 소재 기술 현재는 신선 플라이애시와 회수 플라이애시를 모두 성분으로 포함하는 시멘트를 생산하고 있습니다. 회사에서는 대체할 수 있다고 주장함 최대 60% 3D 프린팅에 적합한 새로운 품종이 포틀랜드 시멘트를 완전히 대체할 수 있다는 것입니다.
하이브 3D 빌더휴스턴에 본사를 둔 스타트업인 는 저배출 콘크리트를 로봇에 공급해 왔습니다. 인쇄 주택 여러 텍사스 개발에서. “우리는 100% 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않습니다.”라고 말합니다. 티모시 란카우Hive 3D의 CEO. “우리는 집이 1,000년 동안 지속되기를 원합니다.”
숭고한 시스템배터리 과학자들이 MIT에서 분사한 스타트업인 는 열 대신 전기화학을 사용하여 탄소가 포함되지 않은 암석으로 저탄소 시멘트를 만듭니다. 배터리와 유사하며, 서브라임의 프로세스 전극과 음극 사이의 전압을 사용하여 규산염과 반응성 칼슘을 석회(CaO) 형태로 분리하는 pH 구배를 생성합니다. 이 회사는 이러한 성분을 함께 혼합하여 이탈 탄소가 없고, 가마나 용광로가 없으며, 결합력이 포틀랜드 시멘트에 필적하는 시멘트를 만듭니다. 의 도움으로 8,700만 달러 미국 에너지부로부터 Sublime은 매사추세츠주 홀리요크에 공장을 건설하고 있으며, 이 공장은 거의 전적으로 에너지로 구동될 것입니다. 수력 발전. 최근 회사에 연락이 왔습니다. 콘크리트를 제공하다 Martha’s Vineyard 해안에 계획된 주요 해상 풍력 발전 단지입니다.
소프트웨어가 콘크리트의 어려운 문제를 해결합니다.
어떤 혁신도 시멘트 산업이 2050년 이전에 탄소 중립 목표를 달성할 수 있을 것 같지 않습니다. 신기술이 성숙하고, 규모를 확대하고, 비용 경쟁력을 갖추려면 시간이 걸립니다. 그러던 중, 말한다 필립 블록ETH Zurich의 구조 엔지니어인 스마트 엔지니어링은 보다 적은 재료 사용을 통해 탄소 배출을 줄일 수 있습니다.
그의 연구 그룹 는 형상을 영리하게 활용하여 콘크리트 구조물의 강도를 최대화하는 동시에 질량을 최소화하는 디지털 설계 도구를 개발했습니다. 팀의 디자인은 고대 사원, 대성당, 모스크의 높이 솟은 건축 요소, 특히 둥근 천장과 아치에서 시작하여 이를 소형화하고 평평하게 만든 다음 콘크리트 바닥과 천장 내부에 3D 프린트하거나 성형합니다. 아파트, 사무용 건물의 고층에 적합한 경량 슬래브는 콘크리트와 철근의 사용량이 훨씬 적고 CO가 적습니다.2 80%까지 줄어든 설치 공간.
거기’ 이렇게 슬림한 디자인에 숨겨진 마법이 있습니다. 다층 건물에서는 그 위에 있는 자재의 무게를 지탱하기 위해서만 콘크리트 덩어리의 대부분이 필요합니다. Block의 경량 슬래브를 사용하면 탄소 절감 효과가 더욱 커집니다. 건물의 기존 콘크리트 요소의 크기, 비용 및 배출량이 줄어들기 때문입니다.
스위스 스타트업인 Vaulted는 디지털 설계 도구를 사용하여 바닥과 천장의 콘크리트를 최소화하고 CO를 절감합니다.2 발자국을 80% 줄였습니다.아치형
스위스 뒤벤도르프에서는 거친 모양의 실험 건물 블록의 구조 시스템으로 만들어진 바닥, 지붕, 천장이 있습니다. 아치형ETH에서 분사한 스타트업인 는 스위스 추크에서 건설 중인 10층짜리 사무실 건물의 가벼운 바닥을 엔지니어링하고 제작하고 있습니다.
그 나라는 또한 단순히 철거 잔해를 매립하는 것이 아니라 콘크리트를 재활용하고 재사용하는 현명한 방법의 선두주자였습니다. 이것은 말처럼 쉽지 않습니다. 콘크리트는 철근으로 가득 차 있어 힘든 재료입니다. 그러나 경제적 인센티브가 있습니다. 모래와 석회석과 같은 원자재는 점점 더 부족해지고 비용이 더 많이 듭니다. 유럽의 일부 관할권에서는 이제 새 건물을 재활용 및 재사용 재료로 만들 것을 요구합니다. 그만큼 새로운 추가 절묘한 모더니즘 건축의 전시장인 Kunsthaus Zürich 박물관은 재활용 재료를 사용하여 2% 빼고 다 콘크리트의.
새로운 정책으로 인해 재활용 재료에 대한 수요가 늘어나고 유럽 전역에서 포틀랜드 시멘트의 향후 사용을 제한하겠다고 위협함에 따라 Holcim은 오래된 콘크리트에서 시멘트 클링커를 재생할 수 있는 재활용 공장을 건설하기 시작했습니다. 최근에는 파리 외곽의 일부 1960년대 아파트 건물에서 나온 철거 잔해를 220가구 주택 단지의 일부로 바꾸었습니다. 100% 재활용 콘크리트. 회사는 유럽의 모든 주요 대도시 지역에 콘크리트 재활용 센터를 건설할 계획이며 2030년까지 다음을 포함할 계획이라고 밝혔습니다. 30% 재활용 소재 모든 시멘트에.
특히 기계 학습의 힘이 문제에 적용됨에 따라 저탄소 콘크리트에 대한 추가 혁신이 확실히 이루어질 것입니다. 지난 10년 동안 가능한 콘크리트 혼합물의 광대한 공간을 탐색하기 위한 계산 도구에 대해 보고하는 연구 논문의 수가 기하급수적으로 성장. AI가 속도를 높이는 데 사용되고 있는 만큼 약물 발견도구는 입증된 시멘트 혼합물의 거대한 데이터베이스에서 학습한 다음 추론을 적용하여 테스트되지 않은 혼합물을 평가합니다.
일리노이 대학교와 시카고 소재 연구진 오징가는 미국 최대의 민간 콘크리트 생산업체 중 하나이며 최근 Meta와 협력하여 1,030개의 알려진 콘크리트 혼합물 AI로. 이 프로젝트는 일리노이주 디캡(DeKalb)에 있는 데이터 센터 단지의 구역에 사용될 새로운 혼합을 만들어 냈습니다. AI 기반 콘크리트는 현장의 나머지 부분에 사용되는 기존 콘크리트보다 탄소 배출량이 40% 낮습니다. 라이언 시알델라Ozinga의 혁신 부사장인 는 선순환에 대해 언급하면서 미소를 지었습니다. 즉, 데이터 센터에 있는 AI 시스템은 이제 이를 수용하는 콘크리트에서 배출을 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.
정보화 시대를 위한 지속 가능한 기반
저렴하고 내구성이 있으며 풍부하지만 지속 가능하지 않은 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트는 현대 기술의 파우스트적 거래 중 하나였습니다. 건설된 세계는 2060년까지 건평이 두 배로 늘어나 230,000km가 추가될 예정입니다.2또는 캘리포니아 면적의 절반 이상입니다. 그 중 대부분은 우리가 숫자에 추가할 가능성이 있는 20억 명 이상의 사람들을 수용할 것입니다. 글로벌 운송, 통신, 에너지 및 컴퓨팅 네트워크가 성장함에 따라 이들의 새로운 부속물은 콘크리트 위에 놓이게 될 것입니다. 그러나 콘크리트가 변하지 않는다면, 우리는 해수면 상승, 화재, 극한 기후 등 다가오는 기후 혼란으로부터 우리 자신을 보호하기 위해 더 많은 콘크리트를 생산해야 할 것입니다.
데이터 센터의 AI 주도 붐은 그 자체로 이상한 거래입니다. 미래에 AI는 우리가 더욱 풍요롭게 살아가는 데 도움이 될 수도 있고, 우리의 자유, 예의, 고용 기회 및 환경을 훼손할 수도 있습니다. 그러나 AI 데이터 센터가 지구상에 강요하는 나쁜 기후 거래에 대한 해결책은 배포할 의지가 있다면 바로 눈앞에 있습니다. 하이퍼스케일러와 정부는 세계가 사용하는 시멘트와 콘크리트의 종류와 제조 방법을 빠르게 변화시킬 수 있는 영향력을 가진 몇 안 되는 조직 중 하나입니다. 지속 가능성을 중심으로 하는 콘크리트의 독특한 규모는 세계의 자연 시스템을 보호하기 위해 가장 많은 일을 할 수 있는 몇 안 되는 재료 중 하나입니다. 우리는 콘크리트 없이는 살 수 없습니다. 그러나 야심찬 재창조를 통해 우리는 콘크리트와 함께 성장할 수 있습니다.
