Ngày 22/8/2020 là Ngày Trái đất vượt ngưỡng (Earth Overshoot Day – cột mốc đánh dấu ngày nhân loại sử dụng hết nguồn tài nguyên thiên nhiên mà Trái đất có thể tái tạo trong năm đó). Đây chính là hồi chuông cảnh báo chúng ta đang tiêu thụ cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, mà phần lớn trong số này đến từ ngành công nghiệp nặng và cách chúng ta xây dựng thành phố của mình.
Cũng trong hai năm đó, con người đã thải ra hơn 80 tỷ tấn CO₂ và Trái đất đã trải qua một trong những năm nóng nhất lịch sử. Mặc dù nhận thức về khủng hoảng khí hậu đã được nâng cao, nhưng rõ ràng là còn rất nhiều điều cần phải làm.
Vào buổi bình minh của cuộc cách mạng công nghiệp cách đây khoảng 200 năm, lượng khí thải carbon của nhân loại gần bằng không. Ngày nay, lượng khí thải carbon của nhân loại chiếm hơn một nửa tổng thể dấu chân sinh thái của chúng ta, dẫn đến việc con người sử dụng nhiều tài nguyên hơn mức có thể tái tạo mỗi năm.
Ngành công nghiệp và nền kinh tế khử carbon là yếu tố cần thiết nếu muốn cải thiện sự cân bằng giữa dấu chân sinh thái của chúng ta với các nguồn tài nguyên tái tạo của hành tinh. Điều này sẽ giúp nhân loại giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Do đó, chúng ta cần phải suy ngẫm lại về cách ta đang xây dựng các thành phố của mình. Và để làm được điều này, cần phải nhắc đến xi măng.
Người ta sản xuất xi măng portland bằng cách nung hỗn hợp đá vôi và các khoáng chất khác đến khoảng 1.450°C, các phản ứng hóa học trong quá trình này giải phóng một lượng lớn CO₂.
Các báo cáo gần đây đã chỉ ra rằng, kể từ khi xi măng portland ra đời cách đây khoảng 200 năm, không gian sống của chúng ta ngập tràn trong các công trình xây dựng, lấn át cả không gian thiên nhiên đã tồn tại hàng triệu năm. Đến năm 2050, dự kiến 80% dân số thế giới sẽ sống ở các thành phố.
Tuy nhiên, đi kèm với những công trình đẹp đẽ như Cầu cạn Millau và tòa nhà Burj Khalifa là những thiệt hại về môi trường quá lớn. Chỉ riêng sản xuất xi măng (không bao gồm các vật liệu khác trong xây dựng) đã chiếm khoảng 8% lượng khí thải CO₂ toàn cầu, khoảng một nửa trong số đó sinh ra từ các phản ứng hóa học trong quá trình sản xuất. Khi các ngành công nghiệp khác như năng lượng và nông nghiệp giảm tỷ trọng phát thải, thì sản xuất xi măng có thể chiếm gần một phần tư tổng lượng khí thải CO₂ do con người tạo ra vào năm 2050.
Việc chuyển hoàn toàn sang xi măng bền vững có thể giảm từ 1,72 đến 2,75 tấn khí thải CO₂ phát thải hằng năm, dời Ngày Trái đất vượt ngưỡng diễn ra trễ hơn khoảng 10 ngày. Đến năm 2050, chúng ta có thể giảm từ 7,25 đến 11,60 tỷ tấn phát thải CO₂ phát thải hằng năm, lùi Ngày Trái đất vượt ngưỡng khoảng 40 ngày.
Chỉ bằng cách thay đổi loại xi măng mà chúng ta đang dùng để xây dựng các thành phố và cơ sở hạ tầng, chúng ta có thể hiện thực hóa được điều này. Thậm chí, chúng ta có thể giảm thiểu lượng carbon phát thải nhiều hơn nữa nếu có được bản thiết kế hiệu quả, giúp sử dụng xi măng bền vững với hiệu suất cao – dùng ít xi măng hơn nhưng vẫn xây được những công trình vững chãi.
Nhiều loại xi măng có hàm lượng CO₂ thấp đã trở thành lựa chọn thay thế hấp dẫn, bền vững hơn so với xi măng Portland truyền thống. Người ta sản xuất xi măng Portland bằng cách nung hỗn hợp đá vôi và các khoáng chất khác đến khoảng 1.450°C, các phản ứng hóa học trong quá trình này giải phóng một lượng lớn CO₂.
Nhưng ngoài ra, trong bê tông cũng có nhiều loại vật liệu khác, bao gồm cả những vật liệu phần lớn được tạo ra từ chất thải công nghiệp hoặc các sản phẩm phụ như tro bay, xỉ lò cao, đất sét nung, đá vôi nghiền mịn hoặc muội silic. Người ta trộn chúng với xi măng truyền thống, hoặc là chất kết dính mà không cần bất cứ xi măng Portland nào.
Điều quan trọng là quy trình sản xuất các vật liệu này dẫn đến lượng khí thải CO₂ thấp hơn nhiều so với xi măng Portland. Điều này có thể giúp giảm lượng khí thải CO₂ từ 50 – 80%, tùy thuộc vào công nghệ sử dụng.
Sử dụng các vật liệu này trong xi măng giúp tăng cường độ bền và độ bền, đồng thời cũng cải thiện tính bền vững bằng cách giảm phát thải CO₂ liên quan và tái chế chất thải công nghiệp. Nhiều loại xi măng trong số này đã được nêu rõ trong báo cáo năm 2016 của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc là có tiềm năng lớn nhất trong việc giảm phát thải CO₂ liên quan đến xi măng.
Mặc cho những ưu điểm về môi trường và kỹ thuật, ngành xây dựng vẫn không mấy hào hứng với các công nghệ xi măng bền vững, thay vào đó chủ yếu tập trung vào các thị trường ngách nhỏ hơn. Điều này đã hạn chế khả năng khử cacbon của ngành.
Nếu thực sự muốn giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường, chúng ta cần phải hành động ngay từ bây giờ. Các nhà lãnh đạo trên thế giới đã cam kết ứng phó với biến đổi khí hậu bằng cách giữ cho nhiệt độ trung bình toàn cầu không tăng quá 2°C và nỗ lực giới hạn mức tăng ở mức 1.5°C.
Để làm được điều này, chúng ta phải cách mạng hóa cách thức xây dựng các thành phố, chuyển sang sử dụng xi măng bền vững, tái sử dụng chất thải công nghiệp và thúc đẩy một nền kinh tế tuần hoàn. Các giải pháp nằm trong tầm tay. Và một phần tương lai của chúng ta phụ thuộc vào nó.
