Bê tông là vật liệu nhân tạo được sử dụng rộng rãi nhất thế giới trong xây dựng. Việc sản xuất một trong những thành phần quan trọng của nó, xi măng, tạo ra một lượng carbon dioxide do con người tạo ra đáng kể nhưng đã không được xem xét đầy đủ: chiếm đến 8% tổng lượng khí cacbonic do con người tạo ra trên toàn cầu, theo tổ chức nghiên cứu Chatham House có trụ sở tại London. Chatham House báo cáo hiện nay 4 tỷ tấn xi măng được sản xuất mỗi năm, nhưng do tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng, con số đó dự kiến sẽ tăng lên 5 tỷ tấn trong 30 năm tới. Khí thải từ sản xuất xi măng là do nhiên liệu hóa thạch được sử dụng để tạo ra nhiệt cho quá trình hình thành xi măng, cũng như từ quá trình hóa học trong lò biến đá vôi thành clinker, sau đó được nghiền và kết hợp với các vật liệu khác để tạo ra xi măng.
Vào năm 2018, Hiệp hội Xi măng và Bê tông Toàn cầu, chiếm khoảng 30% sản lượng trên toàn thế giới, đã công bố Hướng dẫn Bền vững đầu tiên của ngành, một tập hợp các phép đo chính như lượng khí thải và mức sử dụng nước nhằm theo dõi các cải tiến về hiệu suất và minh bạch.
Trong khi đó, nhiều phương pháp tiếp cận carbon thấp hơn đang được theo đuổi, với một số phương pháp đã được áp dụng. Công ty khởi nghiệp Solidia ở Piscataway, New Jersey, đang sử dụng một quy trình hóa học được cấp phép từ Đại học Rutgers để cắt giảm 30% lượng carbon dioxide thường thải ra trong quá trình sản xuất xi măng. Công thức này sử dụng nhiều đất sét hơn, ít đá vôi hơn và ít nhiệt hơn các quy trình điển hình. CarbonCure ở Dartmouth, Nova Scotia, lưu trữ carbon dioxide thu được từ các quy trình công nghiệp khác trong bê tông thông qua quá trình khoáng hóa thay vì giải phóng nó vào khí quyển dưới dạng sản phẩm phụ. Công ty CarbiCrete có trụ sở tại Montreal đã loại bỏ xi măng trong bê tông hoàn toàn, thay thế nó bằng một sản phẩm phụ của quá trình luyện thép được gọi là xỉ thép. Và Norcem, một nhà sản xuất xi măng lớn ở Na Uy, đang đặt mục tiêu biến một trong những nhà máy của mình thành nhà máy sản xuất xi măng không phát thải đầu tiên trên thế giới. Cơ sở này đã sử dụng nhiên liệu thay thế từ chất thải và dự định bổ sung công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon để loại bỏ hoàn toàn lượng khí thải vào năm 2030.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã kết hợp vi khuẩn vào công thức bê tông để hấp thụ carbon dioxide từ không khí và cải thiện các đặc tính của nó. Các công ty khởi nghiệp theo đuổi vật liệu xây dựng "sống" này bao gồm BioMason ở Raleigh, Bắc Carolina, tạo ra những viên gạch giống như xi măng bằng cách sử dụng vi khuẩn và các hạt được gọi là cốt liệu. Và trong một cải tiến do Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (Hoa Kỳ) tài trợ và được công bố trên tạp chí Matter, các nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado Boulder đã sử dụng vi khuẩn quang hợp gọi là vi khuẩn lam để xây dựng một loại bê tông carbon thấp hơn. Họ đã cấy vi khuẩn vào giàn giáo cát-hydrogel để tạo ra những viên gạch có khả năng tự chữa lành vết nứt.
Những viên gạch này không thể thay thế xi măng và bê tông trong tất cả các ứng dụng ngày nay. Tuy nhiên, một ngày nào đó chúng có thể thay thế các vật liệu nhẹ, chịu lực, chẳng hạn như vật liệu dùng để lát, trang trí mặt tiền và các công trình tạm thời.
P.A.T (NASATI), theo Top 10 Emerging Technologies of 2020, WEF
