12 . مقیاس پذیری و چالش های پذیرش صنعت برای بتن صفر کربن
انتقال از تولید بتن معمولی به جایگزینهای کربن صفر، چالشهای مهمی را از نظر مقیاسپذیری و پذیرش در سطح صنعت ایجاد میکند. این بخش به بررسی عوامل کلیدی موثر بر اجرای مقیاس بزرگ فناوریهای بتن صفر کربن میپردازد، از جمله در دسترس بودن مواد خام، ظرفیت تولید، لجستیک حملونقل، نیازهای انرژی و آمادگی صنعت.
12.1 . در دسترس بودن مواد خام و ملاحظات زنجیره تامین
پذیرش گسترده فناوریهای بتن بدون کربن به شدت به در دسترس بودن مواد سیمانی جایگزین و مواد سیمانی مکمل (SCM) بستگی دارد. خاکستر بادی و سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمینی (GGBS) دو مورد از رایج ترین SCM های مورد استفاده در تولید بتن پایدار هستند. با این حال، در دسترس بودن آنها مستقیماً با نیروگاه های زغال سنگ و تولید فولاد مرتبط است.
محیط و همکاران [ 161 ] تجزیه و تحلیل جامعی از در دسترس بودن جهانی SCM ها انجام داد. آنها دریافتند که در حالی که تولید فعلی خاکستر بادی و GGBS از نظر تئوری می تواند تا 30 درصد تقاضای جهانی سیمان را جایگزین کند، استفاده واقعی به دلیل عدم تطابق جغرافیایی بین مراکز تولید و تقاضا بسیار کمتر است. به عنوان مثال، در حالی که چین سالانه حدود 580 میلیون تن خاکستر بادی تولید می کند، تنها حدود 70 درصد آن برای استفاده در بتن مناسب است و میزان استفاده حدود 60 درصد است [ 248 ].
در دسترس بودن این مواد با تغییر جهانی از نیروگاههای زغالسنگ در پاسخ به نگرانیهای مربوط به تغییرات آب و هوایی پیچیدهتر میشود. یائو و همکاران [ 248 ] یک بررسی جامع از کاربردهای خاکستر بادی ارائه کرد و در مورد در دسترس بودن آینده خاکستر بادی بحث کرد. آنها خاطرنشان کردند که در حالی که ممکن است تولید خاکستر بادی در برخی مناطق به دلیل حذف تدریجی نیروگاه های زغال سنگ کاهش یابد، انتظار می رود تولید جهانی خاکستر بادی در کوتاه مدت تا میان مدت به ویژه در کشورهای در حال توسعه افزایش یابد.
خاک رس کلسینه یک جایگزین امیدوارکننده است، با در دسترس بودن جهانی که بسیار فراتر از خاکستر بادی و GGBS است. اسکریونر و همکاران [ 229 ] تخمین زد که عرضه بالقوه خاک رس کلسینه شده می تواند تا 500 میلیارد تن باشد که برای پاسخگویی به تقاضای جهانی سیمان بیش از حد کافی است.
12.2 . ظرفیت تولید و نیازهای زیرساختی
افزایش تولید بتن بدون کربن مستلزم تغییرات اساسی در تاسیسات تولید فعلی یا ساخت کارخانه های جدید و تخصصی است. لیسون و همکاران [ 249 ] الزامات زیرساختی برای جذب و ذخیره کربن در مقیاس بزرگ (CCS) در صنعت سیمان را تحلیل کرد. محققان دریافتند که مقاوم سازی کارخانه های سیمان موجود برای CCS می تواند هزینه های سرمایه ای را 50 تا 90 درصد و هزینه های عملیاتی را 40 تا 100 درصد افزایش دهد. این یافتهها تاکید میکنند که پروژههای نمایش اولیه برای کاهش این هزینهها و بهبود آمادگی فناوری بسیار مهم هستند.
برای چسباننده های جایگزین مانند ژئوپلیمرها، تسهیلات تولید جدید اغلب ضروری است. پروویس و همکاران [ 157 ] چالشهای افزایش تولید ژئوپلیمر را مورد بحث قرار میدهند، و خاطرنشان میکنند که در حالی که تجهیزات اختلاط اولیه شبیه به تجهیزات مورد استفاده برای بتن PC است، امکانات پخت تخصصی و اقدامات کنترل کیفیت مورد نیاز است. نویسنده تخمین می زند که یک مرکز تولید ژئوپلیمر در مقیاس بزرگ بسته به ظرفیت و موقعیت مکانی می تواند به سرمایه گذاری 50 تا 100 میلیون دلاری نیاز داشته باشد.
12.3 . حمل و نقل و تدارکات
حمل و نقل مواد خام و محصولات نهایی یک عامل مهم در مقیاس پذیری فناوری های بتن صفر کربن است. میلر و همکاران [ 205 ] یک ارزیابی چرخه عمر انواع مختلف بتن انجام داد و دریافت که حمل و نقل می تواند تا 10٪ از کل ردپای کربن تولید بتن را تشکیل دهد. نویسندگان خاطرنشان می کنند که بومی سازی تولید و استفاده از مواد خام منطقه ای می تواند این تاثیر را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
عدم تطابق جغرافیایی بین مراکز تولید SCM و مناطق با تقاضای بتن بالا یک چالش لجستیکی را ارائه می دهد. اختر و سرمه [ 250 ] شبکه های حمل و نقل برای خاکستر بادی در استرالیا را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که میانگین مسافت حمل و نقل برای خاکستر بادی بیش از 250 کیلومتر است و برخی از محموله ها بیش از 1000 کیلومتر است. این امر نیاز به برنامه ریزی استراتژیک تأسیسات تولید و بهبود زیرساخت های حمل و نقل را برای حمایت از پذیرش در مقیاس بزرگ فناوری های بتن صفر نشان می دهد.
12.4 . نیازهای انرژی و ادغام انرژی های تجدیدپذیر
شدت انرژی تولید سیمان و بتن عامل مهمی در ردپای کربن آنها است. انتقال به جایگزین های کربن صفر اغلب نیازمند انرژی های مختلف است. به عنوان مثال، تولید ژئوپلیمر معمولاً به انرژی کمتری نسبت به تولید رایانه شخصی به دلیل دمای کلسیناسیون پایین نیاز دارد. با این حال، تولید فعال کننده هایی مانند سیلیکات سدیم می تواند انرژی بر باشد.
هابرت و همکاران [ 5 ] یک بررسی جامع از نیازهای انرژی برای انواع مختلف سیمان انجام داد. نویسندگان دریافتند که در حالی که بسیاری از جایگزینها انرژی کمتری نسبت به رایانه شخصی دارند، نوع و منبع انرژی مورد استفاده در تولید نقش مهمی در تعیین ردپای کربن کلی دارد. نویسندگان بر اهمیت ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در فرآیندهای تولید برای دستیابی به بتن صفر کربن تاکید می کنند.
کائو و همکاران [ 251 ] پتانسیل یکپارچهسازی انرژیهای تجدیدپذیر در صنعت سیمان را مدلسازی کرد و دریافت که ترکیبی از بازیابی گرمای زباله، سوختهای زیست توده و برقرسانی با انرژیهای تجدیدپذیر میتواند انتشار این بخش را تا 80 درصد کاهش دهد. با این حال، محققان خاطرنشان می کنند که چنین انتقالی به سرمایه گذاری قابل توجهی در فناوری ها و زیرساخت های جدید نیاز دارد.
12.5 . آمادگی صنعت و چالش های نظارتی
آمادگی صنعت ساخت و ساز برای پذیرش فناوری های بتن صفر کربن در سطح جهانی متفاوت است و تحت تأثیر عواملی مانند مقررات محلی، تقاضای بازار و تخصص فنی قرار دارد. غفار و همکاران [ 252 ] مسیرهای ساخت دایره ای، از جمله پذیرش مواد سیمانی جایگزین را بررسی کرد. آنها دریافتند که با وجود افزایش آگاهی از فناوری های بتن پایدار، موانع قابل توجهی برای پذیرش باقی مانده است. اینها شامل فقدان دانش فنی، خطرات درک شده مرتبط با مواد جدید، عدم وجود داده های عملکرد بلندمدت، و چارچوب های خط مشی ناکافی است. نویسندگان بر نیاز به رویکردهای یکپارچه که ترکیبی از نوآوری فناورانه، حمایت از سیاست، و آموزش صنعت برای غلبه بر این موانع و تسهیل گذار به شیوه های ساخت و ساز پایدارتر است، تاکید می کنند.
در حالی که فناوریهای بتن صفر کربن در کاربردهای آزمایشگاهی و مقیاس کوچک نویدبخش است، پیادهسازی در مقیاس بزرگ آنها با چالشهای مهمی مواجه است. پرداختن به مسائل مربوط به در دسترس بودن مواد خام، ظرفیت تولید، لجستیک حمل و نقل، نیازهای انرژی و آمادگی صنعت برای انتقال موفقیت آمیز به شیوه های بتن پایدار بسیار مهم خواهد بود. تلاشهای تحقیق و توسعه آتی باید بر غلبه بر این چالشهای مقیاسپذیری برای تحقق پتانسیل کامل بتن صفر کربن در کاهش اثرات زیستمحیطی صنعت ساختوساز متمرکز شود.
12.6 . استراتژی های مشارکت ذینفعان برای پذیرش بتن بدون کربن
انتقال به بتن صفر کربن نه تنها به پیشرفت های تکنولوژیکی بلکه به مشارکت فعال و خرید سهامداران مختلف در سراسر اکوسیستم ساخت و ساز نیاز دارد.
شان و همکاران [ 253 ] یک تجزیه و تحلیل جامع از ذینفعان برای ترویج مصالح ساختمانی کم کربن در چین انجام داد. این مطالعه گروه های ذینفع کلیدی از جمله سازمان های دولتی، توسعه دهندگان، طراحان، پیمانکاران و تامین کنندگان مواد را شناسایی کرد. آنها دریافتند که سیاستها و مقررات دولتی تأثیرگذارترین عوامل در پیشبرد پذیرش هستند و نیاز به تعامل هدفمند با سیاستگذاران را برجسته میکنند. علاوه بر این، نویسندگان بر اهمیت به اشتراک گذاری دانش و پلتفرم های مشترک برای پر کردن شکاف بین مؤسسات تحقیقاتی و متخصصان صنعت تأکید کردند.
هونگ و همکاران [ 254 ] نقش همکاری ذینفعان را در ترویج فن آوری های ساختمان سبز بررسی کرد. یافته ها نشان داد که مشارکت های بین بخشی، به ویژه بین دولت، صنعت و دانشگاه، برای غلبه بر موانع دانش و تقویت نوآوری حیاتی است. این مطالعه ایجاد انجمنها و گروههای کاری در سطح صنعت را برای تسهیل گفتگو و تبادل دانش بین سهامداران مختلف توصیه کرد.
Oesterreich و Teuteberg [ 255 ] استراتژی هایی را برای افزایش آگاهی مصرف کننده و تقاضا برای مصالح ساختمانی پایدار بررسی کردند. تحقیقات آنها اثربخشی کمپین های آموزشی و پروژه های نمایشی را در افزایش درک عمومی و حمایت از جایگزین های کم کربن برجسته کرد. نویسندگان پیشنهاد کردند که تعامل با رسانه ها و استفاده از پلتفرم های رسانه های اجتماعی می تواند به طور قابل توجهی دامنه و تأثیر این ابتکارات را تقویت کند.
دارکو و همکاران [ 256 ] به طور خاص عوامل مؤثر بر پذیرش فناوری های ساختمان سبز، از جمله شیوه های بتن پایدار، را از دیدگاه کارشناسان صنعت در ایالات متحده بررسی می کند. این بینشهای ارزشمندی را در مورد موانع و محرکهای پذیرش ارائه میکند، که برای توسعه استراتژیهای تعامل مؤثر با ذینفعان بسیار مهم هستند.
این مطالعات در مجموع بر ماهیت چند وجهی مشارکت ذینفعان مورد نیاز برای پذیرش موفقیتآمیز بتن صفر کربن تأکید میکنند. راهبردهای کلیدی برآمده از این تحقیق عبارتند از.
- 1.توسعه برنامه های تعامل هدفمند برای گروه های ذینفع مختلف، شناخت نقش ها و نگرانی های منحصر به فرد آنها.
- 2.ایجاد بسترها و انجمن های مشترک برای تسهیل اشتراک دانش و مشارکت های بین بخشی.
- 3.اجرای کمپین های آموزش عمومی و پروژه های نمایشی برای ایجاد آگاهی و پذیرش.
- 4.افزایش تلاشهای تحقیق و توسعه برای بهبود عملکرد و کاهش هزینههای فناوریهای بتن پایدار
- 5.تعامل با سیاست گذاران برای توسعه چارچوب های نظارتی حمایتی و مشوق ها.
با ترکیب این استراتژیهای تعامل با ذینفعان، صنعت ساختوساز میتواند محیط مساعدتری برای پذیرش گسترده فناوریهای بتن صفر کربن ایجاد کند و انتقال به سمت شیوههای ساخت و ساز پایدار را تسریع کند.
Leave A Comment