기후 변화에 대한 긴박감이 심화됨에 따라 대부분의 초점은 화석 연료에서 에너지 생산을 전환하고 자동차에서 버스, 비행기에 이르는 운송 수단을 전기화하는 데 있다. 교통과 전기 생산은 CO2 배출의 가장 큰 두 가지 주범이다(또한 우리의 일상 생활에 가장 필요한 두 가지 도구이기도 하다). 목록의 세 번째이자 똑같이 복잡한 짐승은 산업이며 산업의 큰 부분은 구체적이다.
콘크리트는 지구상에서 물 다음으로 가장 널리 사용되는 물질이라고 한다. 그것은 우리 주변에 있지만 우리는 그것에 대해 정말로 생각하지 않는다. 현대 사회는 그 위에 세워졌다. 그것은 우리의 도로, 학교, 가정, 사무실 등에 있다. 우리는 그것 없이는 살 수 없다. 그러나 우리는 시도를 시작해야 할 것이다
콘크리트의 핵심 성분인 시멘트 제조는 전 세계 배출량의 무려 8%를 차지한다. 우리는 무언가를 만드는 것을 멈추지 않을 것이다. 반대로 우리는 훨씬 더 많은 물건을 지어야 하는(그리고 그렇게 하기 위해) 큰 주택 위기의 한가운데에 있다. 그렇다면 지구에 계속 해를 끼치지 않으면서 어떻게 튼튼하고 내구성 있는 구조물을 만들 수 있을까? 앞으로 우리 도시를 덮고 있는 콘크리트를 안정적이고 저렴하게 대체할 수 있는 것은 무엇일까?
CarbiCrete라는 신생 기업은 하나의 유망한 솔루션인 탄소 음성 콘크리트를 개발해 왔다.
CarbiCrete는 몬트리올의 맥길 대학교(McGill University) 졸업생인 Mehrdad Mahoutian 박사와 Chris Stern이 설립했다. Mahoutian은 박사 과정 학생으로 회사의 기술 개발을 시작했다. 올해 초 이 회사는 시리즈 A 펀딩에서 1,730만 달러(2,350만 CAD)를 확보했다.
현상 유지 콘크리트
콘크리트의 핵심 성분은 칼슘, 규소, 알루미늄, 철 및 기타 성분으로 만들어진 복합 화합물인 시멘트이다. 이들은 매우 높은 온도(화씨 2,700도!)로 가열되어 일부 원소가 타버리고 나머지는 화학 반응을 일으킨다. 하나는 분말로 끝난다. 이 과정에서 발생하는 배출에는 이중고가 있다. 첫째, 석탄이나 천연 가스를 태워 고온에 도달하는 데 필요한 에너지와 열을 생성한다. 둘째, 시멘트 화합물의 화학 반응은 CO2를 방출한다.
시멘트 가루는 모래나 자갈과 같은 골재와 섞이고 물이 더해지면 또 다른 화학 반응이 일어나 전체 혼합물이 굳어지고 한 달도 채 안 되어 완전한 강도에 도달한다.
친환경 콘크리트
CarbiCrete는 몇 가지 방식으로 일을 다르게 수행한다. 우선, 그들은 시멘트를 완전히 잘라내어 철강 슬래그로 대체했다. 슬래그는 금속 제조 공정에서 나오는 폐기물이다. 철광석에서 철을 추출해 강철을 만들고 나면 슬래그가 남는다. 슬래그를 건설, 도로 포장용 골재로 사용하는 것은 드문 일이 아니다.
CarbiCrete의 CMU 중 하나이다. 이미지 출처: CarbiCrete
그들은 슬래그를 골재 및 물과 혼합한 다음 혼합물을 거푸집에 부어 CMU(콘크리트 조적 단위, 건설에 사용되는 콘크리트 블록)를 만든다. 마지막 단계는 블록을 경화시켜 최대 강도에 도달하도록 하는 것이다. 이것은 CO2가 주입되는 흡수 챔버에서 발생하여 또 다른 화학 반응을 일으킨다. 이 회사의 웹사이트는 "탄산화 과정에서 CO2는 영구적으로 포집되어 안정적인 탄산칼슘으로 변환되어 매트릭스의 공극을 채워 밀도가 높은 구조를 형성하고 콘크리트에 강도를 부여한다."라고 설명한다. 24시간 안에 최대 강도에 도달한다.
CarbiCrete를 탄소 중립 대신 탄소 음성으로 만드는 것은 회사가 흡수 챔버의 산업용 통풍구에서 공급되는 CO2 가스를 사용한다는 것이다. 따라서 그들은 미리 CO2를 생성하지 않고 대기에서 제거된 일부를 격리하고 있다.
이 회사는 자사의 CMU가 최대 30%까지 더 높은 압축 강도와 더 나은 동결/융해 저항성을 포함하여 시멘트 기반 CMU와 동등하거나 더 나은 기계적 및 내구성 특성을 가지고 있다고 말한다.
확장
그러나 한 가지 잠재적인 단점은 CO2 흡수가 공정의 중요한 부분이고 특수 챔버에서 수행되어야 하기 때문에 CarbiCrete는 사전 주조 형태로만 사용할 수 있다는 것이다. 믹서 트럭에 실을 수 없으며 건설 현장에서 현장에서 부을 수 없다. CMU를 판매하는 대신 CarbiCrete는 프리캐스트 시설에서 회사의 기술을 구현할 수 있는 콘크리트 제조업체에 기술을 라이선스한다. 흡수 챔버의 크기에 따라 이 기술은 블록, 패널, 빔 또는 기타 사전 주조 제품을 만드는 데 사용될 수 있다.
CarbiCrete는 일반적인 CMU 생산 공장이 이 기술을 채택하면 연간 20,000톤의 CO2 감소 및 제거, 4,400 입방미터의 물 절약, 매립 방지 33,000톤 등 환경에 미치는 영향이 상당할 수 있다고 주장한다.
의심할 여지없이 CarbiCrete의 제품이 갈 길인 것 같다. 그러나 미리 주조해야 하는 것 외에도 제품의 최종 양생 공정을 확장하여 기존 콘크리트 사용에서 움푹 들어간 곳에 필요한 양에 도달하는 것이 어려울 수 있다.
회사가 현재의 한계를 해결할 수 있는 더 많은 혁신을 가지고 있기를 바란다. 투자자들은 그렇게 생각하는 것 같다. 지난 달 CarbiCrete는 BDC Capital이 새로 출범한 Climate Tech Fund II로부터 새로운 500만 달러(USD)를 확보했다. 창립자들은 이 자금을 운전 자본, 제품 개발, 비즈니스 개발 및 마케팅 운영 구축에 사용할 것이라고 말했다.
진정으로 지속 가능한 건축 기술로 전환하려면 아직 멀었지만, 소규모라도 탄소 음성 콘크리트는 올바른 방향으로 나아가는 단계이다.
이미지 출처: Unsplash의 Dan Meyers
