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Jan 05, 2024

カーボンネガティブ建材

Probabilmente ti starai chiedendo se i materiali da costruzione negativi al carbonio possono davvero assorbire il carbonio.

おそらく、カーボンネガティブ建築材料が実際に、製造時に排出される炭素よりも多くの炭素を吸収できるのかどうか疑問に思っているかもしれません。 もしそうなら、あなたは一人ではありません、私たちの多くがそうしています。

実際、多くの人が同じ疑問を抱いています…そして、カーボン ネガティブな建築システムはごく最近のものであるため、驚くべきことではありませんが、それは定着しています。 なぜ？

世界の温室効果ガス (GHG) 排出量の 3 分の 1 以上が建築部門によるものです。 そして世界は、温室効果ガス排出量を削減しなければならない重大な局面にあります。 それが理由です。

まず、カーボン ニュートラルとカーボン ネガティブを区別するのに役立ちます。

カーボンニュートラルとは、その材料が排出する CO2 の量が、大気から除去する CO2 の量と同じであることを意味します。 カーボンネガティブとは、製品が放出する CO2 量よりも吸入する CO2 量が多いことを意味します。

カーボンネガティブ建築システムには、空気から CO2 を効果的に除去して建築部門の炭素排出量を削減できる建築材料と技術の使用が含まれます。 これは、次のものを組み合わせて適用することで可能になります。

建築業界からの炭素排出とその環境への影響が最近注目を集めています。 建築部門は大量のエネルギー使用と二酸化炭素排出量を占めています。

構造物を建設する際には、二酸化硫黄、一酸化炭素、炭素、粒子状物質、その他の汚染物質など、単純に大量の GHG 発生源が存在します。 他の主なエネルギー源には、建築資材の生産と輸送、廃棄物の処理、投棄、建設機械の需要に必要なエネルギーが含まれます。

鉄やアルミなど建物に使われる素材や製品は、さまざまな工程を経て作られます。 これには、原料の抽出、原料の加工、溶解、最終製品の製造、建築現場への輸送が含まれます。 これらの各プロセスでは、炭素排出量で表されるエネルギーが使用されます。

すべての建築資材と製品、およびそれらを組み立てる際の建設工事の総排出量は、建物に含まれる炭素を指します。 固着炭素は、建築部門からの総温室効果ガス排出量の約 20% を占めます。

固着炭素の削減は、この分野における実際的な緩和策の 1 つです。 そして、カーボンシンクとカーボンネガティブな建材や製品を選択することで、それを実現できます。

従来の建設技術は、必要なエネルギーを化石燃料に大きく依存しており、その結果、膨大な量の炭素が排出されます。 これに加えて、これらの従来のシステムにはエネルギー効率の高いアプローチが欠けていることがよくあります。 これにより、エネルギー使用量が増加し、コストが増加しました。

さらに、従来の建築システムには環境から炭素を除去する機能がありません。 建設中に排出量が削減されたとしても、建物自体から排出される二酸化炭素はプラスのままです。

地球の気温を抑えることはもはや選択肢ではありません。 それは絶対必要です。 そうしないと、地球は気候変動のさらに悪い影響を経験することになります。

ここで、カーボンネガティブ建材への移行の重要性が生まれます。建材は、持続可能性のほかに、経済的にも大きなメリットをもたらします。

たとえば、再生可能電源とエネルギー効率の高いエンジニアリングを使用すると、建設業者とテナントの両方にとってエネルギー費用が削減される可能性があります。 さらに注目すべきことは、現代のカーボンネガティブ建築材料の炭素隔離能力により、簡単にカーボンクレジットを生成できることです。

炭素クレジットは、大気中の炭素を削減または除去することによって獲得される単位です。 各クレジットは、1 トンの二酸化炭素が防止または除去されたことを表します。

炭素クレジットを生成すると、そのクレジットを販売することで所有者に追加の収入が得られました。

ここで、最も多くのクレジットを獲得できる二酸化炭素排出量が最も低い建築材料は何かと疑問に思われるかもしれません。

実際には、材料や製品がどのように加工されるか、その背後にある技術、エネルギー使用量、使用される原材料などによって異なります。 体現された炭素を思い出してください。

コンクリートは安価で製造が簡単なため、世界中の建築分野で人気の材料です。 しかし、それは地球の健康を犠牲にすることになります。7％世界の炭素排出量の合計。

この事実は、科学者や技術者の間で、より持続可能な建築材料を設計する競争に拍車をかけています。 カーボンネガティブまたはグリーンコンクリート以外に、低炭素建築材料の例は何ですか?

それらすべてを知りましょう。

低炭素建材の研究開発により、リサイクル製品を使用した革新的な製品が生まれました。 最近開発されたカーボンネガティブ建材の例をいくつか紹介します。

金属の製造に関わるプロセスは炭素を非常に大量に消費します。 しかし、ライフサイクル全体のパフォーマンスを考慮すると、総エネルギー使用量を削減できます。 それは、リサイクルされた金属を繰り返し使用しても、その特性が変化しないためです。

また、完全なリサイクルプロセスを経なくても、鋼製の柱や梁などの既存の金属構造部品の再利用は可能です。 さらに興味深いのは、建築業者が建築用ではない金属製品を使用できることです。 たとえば、輸送用コンテナを新しい建物の建設に再利用することもできます。

使用する40%フライアッシュ（主に鉄、シリカ、アルミナから作られた微細なガラス粉末）は、従来のレンガに固着した炭素を切断するのに役立ちます。 発電のために石炭を燃やした際の副産物です。 この低炭素建築材料の使用は 2009 年から行われています。

タイルを環境に優しいものにしているのは、約 50% リサイクルされたガラスやその他の鉱物から作られたセラミックを使用していることです。 タイルに加工された廃ガラスは、屋内外の床材や外壁材に使用されます。 輝くガラスのコンポーネントがタイルにさらなる美的品質を加えます。

木材は乾燥重量で約 50% の炭素でできています。 木材に含まれる炭素と貯蔵炭素を考慮すると、多くの木材建材はカーボンネガティブです。

カーボンネガティブ特性のおかげで、木材は人気のある建築材料として大きく復活しています。 炭素集約型の化石燃料から作られるコンクリートや金属とは異なり、木材は大気からの CO2 の除去に役立つ再生可能な材料です。

もう一つのカーボンネガティブ建築材料は麻コンクリートですが、これはあまり人気がありません。 これは麻繊維の複合材料であり、接着剤のようなバインダーです。 麻は通常の森林の2倍の炭素を吸収することができます。

工業プロセスの副産物と、従来のコンクリートを製造するための原材料の代わりに使用されるリサイクル材料。 例えば、フライアッシュや高炉水砕スラグは炭素高濃度セメントの代替品として利用されています。

同様に、洗浄した銅スラグを骨材や砂の代わりに使用できます。 解体された瓦礫からリサイクルされた花崗岩を使用することは、コンクリートの排出量の削減にも役立ちます。

低炭素、あるいはカーボンネガティブなコンクリートブロックを作る方法はいくつかあります。

1 つの方法は、空気から CO2 を取り込み、カーボン ネガティブにすることができるカーボン ニュートラルな材料である生物起源の石灰石を添加することです。

別の方法は、海水を使用して従来のセメント混合物をマグネシウムベースのセメントに置き換えることです。 従来のセメントのように炭素を放出するのではなく、吸収することができます。

コンクリートの主要成分であるセメントの製造は、膨大な量を占めています。8%世界の総排出量のうち。 しかし、構造物を建てるためにコンクリートブロックの使用をやめるわけにはいきません。

そこで、コンクリートをカーボンニュートラルな建築材料にするだけでなく、カーボンネガティブな建築材料にする革新的な方法が登場しました。 結局のところ、より強力な嵐やハリケーンに耐えるためには、より強力な家が必要です。

これらすべての選択肢がある中で、最良のカーボンニュートラルな建築材料は何でしょうか? 決定を下す際、または選択プロセスを開始する際に役立つように、この分野のトップ製品をご紹介します。

この分野で名を上げようとしている先駆的な企業は数多くありますが、その中でも傑出した企業を以下に挙げます。

最高のカーボンネガティブ建築材料リストのトップに位置するのは、Plantd の製品です。 Plantd は、急速に成長する多年生草を耐久性のあるカーボン ネガティブな建築材料に変える革新的な持続可能な建築材料会社です。

Plantd の特許取得済みの低炭素排出量生産技術は、最近シリーズ A 資金調達ラウンドで 1,000 万ドルを集めました。 American Family Ventures がラウンドをリードしました。

同社の共同創設者でありエンジニアである Huade Tan 氏と Nathan Silvernail 氏は、SpaceX で協力してスキルを磨きました。 彼らはそこにいる間、何年にもわたって乗組員宇宙船の主要なシステムとコンポーネントの設計と構築を行ってきました。 彼らの先駆的なチームを完成させているのが、連続起業家の共同創設者兼 CEO であるジョシュ ドーフマンです。

Plantd は、その非常に有能なチームとともに、持続可能なカーボンネガティブ建築材料のバリューチェーンを再定義しています。

Plantd は、上の写真のような壁や屋根用の構造パネル製品から始めて、従来の住宅建築製品の直接の代替となる建築材料を製造します。 また、別のインストール手法も必要ありません。

同社は、木を伐採する代わりに成長の早い多年生草を栽培し、二酸化炭素排出量を削減するための新しい生産技術を開拓しています。 Plantd Structural Panels™ と呼ばれる製品は、現場で回収された CO2 の 80% を保持することができます。

その二酸化炭素は、新しい家の壁や屋根の中に閉じ込められます。

Plantd のカーボンネガティブ建材と同様に、CarbiCrete は排出量削減に役立つ革新的で低コストの建築製品を開発しています。 その特許技術により、鉱物廃棄物と CO2 を原料としてセメントフリーのカーボンネガティブコンクリートの製造が可能になります。

同社は、高品質のプレキャスト コンクリートを低コストで、二酸化炭素排出量を削減する方法で提供しています。 これは投資家の注目を集め、同社はこれまでに総額約2,800万ドルを調達することができた。 主導された投資家には、カナダの先進製造スーパークラスターである NGen が含まれます。

セメントベースのコンクリートの場合、プロセスの最初のステップでは、セメントを骨材および水と混合します。 CarbiCrete では、セメントは問題外です。 代わりに鉄鋼スラグが使用され、他の建材と混合されます。

CarbiCrete の CMU (コンクリート石積みユニット) の作成には、CO2 が注入される特殊な吸収チャンバーが必要であることも注目に値します。 24 時間以内にコンクリートは最大強度に達します。

セメントベースの CMU と比較して、CarbiCrete CMU は同等以上の機械的特性と耐久性を示します。 また、同じ吸水特性を持ちますが、圧縮強度は最大で 2 倍高くなります。30%優れた凍結/解凍耐性を示します。

CarbiCrete の第三者によるライフサイクル分析 (LCA) では、セメントの使用を排除することで CO2 排出が 100% 削減されることが示されています。

結果？

CMU あたり 3kg の CO2 を除去 セメントを使用しないことで 2kg を削減 + 養生中に 1kg を回収。 言い換えれば、製品の硬化中に鉱物化された炭素が永続的に隔離されるため、正味のマイナス排出量となります。

セメントを国とみなした場合、セメントは世界第 3 位の炭素排出国となります。 インドのような大国さえも上回りました。

しかし、ルールキーとヴィシャカパトナムに拠点を置く社会的企業GreenJamsが解決策を提供している。 このスタートアップは、大学を含むさまざまな機関からの助成金を通じて財政的支援を受けています。 金額は非公開ながらエンジェルラウンドを完了した。

GreenJams は、農業バイオマスと麻ブロックからカーボンネガティブな建築材料を作成しています。 初期のプロトタイプ製品は以下のような感じです。

アグロクリートと呼ばれる同社の製品はアップサイクル素材で作られています。 その創設者らは、この製品には次のような効果があると述べています。

アグロクリートの製造に使用される水田わら、綿の茎、バガスなどの農業残留物は、同社の革新的な製品 BINDR と混合されます。 これは、鉄鋼、製紙、電力産業の工業副産物から作られたポルトランドセメントの 100% アップサイクルされた低炭素代替品です。 アグロクリートの生活はこうなる。

アグロクリートは従来の窯出し赤レンガと同等の強度を持っています。 しかし、吸水傾向は少なく、何トンもの CO2 排出を吸収し、少なくとも 75 年間は維持できます。

何よりも、アグロクリート ブロックは 30% 軽量であるため、人件費も削減され、石工にとって作業がより便利になります。

上記のようなカーボンネガティブ建築材料は、実際に使用するにつれて GHG 排出量を削減します。 ライフサイクル全体を通じて、放出する炭素よりも多くの炭素を空気から除去します。 建設プロジェクトによる環境への影響を相殺したり、住宅をより持続可能なものにするのに役立ちます。