How we could make carbon-negative concrete | Tom Schuler

53,188 views

2021-01-04・ 3229    51


Take action on climate change at http://countdown.ted.com. Concrete is all around us: we use it to build our roads, buildings, bridges and much more. Yet over the last 2,000 years, the art of mixing cement and using it to bind concrete hasn't changed very much -- and it remains one of the world's biggest emitters of carbon. Entrepreneur Tom Schuler previews an innovative way to create concrete, potentially turning it into a carbon sink that traps CO2 from the atmosphere -- while producing a viable building material. This talk was part of the Countdown Global Launch on 10.10.2020. (Watch the full event here: https://youtu.be/5dVcn8NjbwY.) Countdown is TED's global initiative to accelerate solutions to the climate crisis. The goal: to build a better future by cutting greenhouse gas emissions in half by 2030, in the race to a zero-carbon world. Get involved at https://countdown.ted.com/sign-up Follow Countdown on Twitter: http://twitter.com/tedcountdown Follow Countdown on Instagram: http://instagram.com/tedcountdown Subscribe to our channel: http://youtube.com/TED TED's videos may be used for non-commercial purposes under a Creative Commons License, Attribution–Non Commercial–No Derivatives (or the CC BY – NC – ND 4.0 International) and in accordance with our TED Talks Usage Policy (https://www.ted.com/about/our-organization/our-policies-terms/ted-talks-usage-policy). For more information on using TED for commercial purposes (e.g. employee learning, in a film or online course), please submit a Media Request at https://media-requests.ted.com

Instruction

Double-click on the English captions to play the video from there.

00:00
Transcriber: TED Translators Admin Reviewer: Rhonda Jacobs
Translator: Masoud Motamedifar Reviewer: Mansoureh Hadavand
00:13
Concrete is all around us,
بتون در اطراف ما به وفور وجود دارد،
00:14
but most of us don't even notice that it's there.
اما اکثر ما حتی متوجه وجود آن نمی‌شویم.
00:17
We use concrete to build our roads, buildings, bridges, airports;
ما از بتون برای جاده‌ها، ساختمان‌ها، پل‌ها، فرودگاه‌ها استفاده می‌کنیم.
00:21
it's everywhere.
بتون همه جا هست.
00:23
The only resource we use more than concrete is water.
تنها مصالحی که بیشتر از بتون از آن استفاده می‌کنیم آب است.
00:26
And with population growth and urbanization,
و با رشد جمعیت و شهرسازی،
00:28
we're going to need concrete more than ever.
ما بیش از پیش به بتون نیاز خواهیم داشت.
00:30
But there's a problem.
اما یک مشکل وجود دارد.
00:32
Cement's the glue that holds concrete together.
سیمان چسبی است که بتون را به هم متصل نگه می‌دارد.
00:35
And to make cement,
و برای ساخت سیمان،
00:37
you burn limestone with other ingredients in a kiln at very high temperatures.
سنگ آهک و دیگر مواد را در کوره با دمای بسیار بالا می‌سوزانند.
00:42
One of the byproducts of that process is carbon dioxide, or CO2.
یکی از محصولات جانبی این فرآیند، دی اکسید کربن یا CO2 است.
00:46
For every ton of cement that's manufactured,
به ازای هر تن سیمان تولیدی،
00:49
almost a ton of CO2 is emitted into the atmosphere.
حدود یک تن CO2 وارد هوا می‌شود.
00:53
As a result,
در نتیجه،
00:55
the cement industry is the second-largest industrial emitter of CO2,
صنایع تولید سیمان دومین منتشرکننده بزرگ صنعتی CO2
00:59
responsible for almost eight percent of total global emissions.
و مسئول حدود هشت درصد از کل انتشار جهانی این گاز است.
01:03
If we're going to solve global warming,
اگر می‌خواهیم مشکل گرمایش زمین را حل کنیم،
01:06
innovation in both cement production and carbon utilization
نوآوری در تولید سیمان و استفاده از کربن
01:10
is absolutely necessary.
کاملا ضروری است.
01:13
Now, to make concrete, you mix cement with stone, sand, and other ingredients,
برای تولید بتون، سیمان با سنگ، شن و مواد دیگر ترکیب می‌گردد،
01:19
throw in a bunch of water, and then wait for it to harden or cure.
مقداری آب به آن اضافه می‌شود، و سپس زمان داده می‌شود تا پخته و سفت گردد.
01:23
With precast products like pavers and blocks,
در مورد محصولات پیش ساخته مثل سنگفرش و بلوک،
01:26
you might shoot steam into the curing chamber
ممکن است بخار با شدت به داخل کوره پرتاب شود،
01:28
to try to accelerate the curing process.
تا فرآیند پخت سرعت گیرد.
01:30
For buildings, roads, and bridges,
در مورد ساختمان‌ها، جاده‌ها و پل‌ها،
01:33
we pour what's called ready-mix concrete into a mold on the job site
سیمان آماده ترکیب شدن را در محل عملیات داخل قالب ریخته
01:37
and wait for it to cure over time.
و صبر می‌کنند که با زمان پخت شود.
01:39
Now, for over 50 years, scientists believed
بیش از ۵۰ سال دانشمندان عقیده داشتند
01:43
that if they cured concrete with CO2 instead of water,
اگر سیمان را با CO2 به جای آب پخت کنند،
01:47
it would be more durable,
دوام آن بیشتر خواهد بود،
01:49
but they were hamstrung by Portland cement's chemistry.
اما ترکیب شیمیایی سیمان پورتلند آنها را به زانو درآورد.
01:51
You see, it likes to react with both water and CO2,
در حقیقت، آن هم با آب و هم با CO2 واکنش می‌دهد،
01:55
and those conflicting chemistries just don't make for very good concrete.
و آن ترکیب‌های شیمیایی متناقض، نمی‌توانند سیمان بسیار خوبی تولید کنند.
01:59
So we came up with a new cement chemistry.
پس ما یک فرمول جدید برای سیمان خلق کردیم.
02:01
We use the same equipment and raw materials,
ما از مواد اولیه و تجهیزات یکسانی استفاده می‌کنیم،
02:04
but we use less limestone,
اما سنگ آهک کمتری به کار می‌بریم،
02:06
and we fire the kiln at a lower temperature,
و کوره را با دمای پایین تری روشن می‌کنیم،
02:08
resulting in up to a 30 percent reduction in CO2 emissions.
در نتیجه انتشار CO2 تا ۳۰ درصد کاهش می‌یابد.
02:12
Our cement doesn't react with water.
سیمان تولیدی ما با آب واکنش نمی‌دهد.
02:14
We cure our concrete with CO2,
ما بتون‌مان را با CO2 پخت می‌کنیم،
02:17
and we get that CO2 by capturing waste gas
و آن CO2 را از طریق جمع آوری گاز زاید
02:20
from industrial facilities like ammonia plants or ethanol plants
تولیدی از تاسیسات صنعتی مثل نیروگاه‌های آمونیاک یا اتانول، به دست می‌آوریم
02:25
that otherwise would've been released into the atmosphere.
که در غیر این صورت وارد جو می‌شدند.
02:28
During curing, the chemical reaction with our cement breaks apart the CO2,
حین پخت، واکنش شیمیایی با سیمان ما CO2 را تجزیه می‌کند،
02:33
capturing the carbon to make limestone,
و کربن را برای تولید سنگ آهک می‌گیرد،
02:36
and that limestone's used to bind the concrete together.
و آن سنگ آهک برای بهم چسباندن بتن استفاده می‌شود.
02:40
Now, if a bridge made out of our concrete were ever demolished,
اگر یک پل که با سیمان ما ساخته شده بخواهد تخریب شود،
02:43
there's no fear of the CO2 being emitted because it doesn't exist any longer.
ترسی در رابطه با انتشار CO2 وجود ندارد چرا که دیگر وجود ندارد.
02:49
When you combine the emissions reduction during cement production
وقتی کاهش انتشار CO2 حین تولید سیمان را
02:52
with the CO2 consumption during concrete curing,
با مصرف آن حین پخت بتون ترکیب کنید،
02:56
we reduce cement's carbon footprint by up to 70 percent.
ما ردپای کربن سیمان را تا ۷۰ درصد کاهش داده‌ایم.
03:00
And because we don't consume water, we also save trillions of liters of water.
و به این دلیل که از آب استفاده نمی‌کنیم، تریلیون‌ها لیتر آب صرفه جویی کرده‌ایم.
03:05
Now, convincing a 2,000-year-old industry
قانع کردن یک صنعت ۲,۰۰۰ ساله
03:08
that hasn't evolved much over the last 200 years,
که طی ۲۰۰ سال گذشته پیشرفت زیادی نداشته،
03:11
is not easy;
کار آسانی نیست؛
03:12
but there are lots of new and existing industry players
اما نقش آفرینان صنعتی موجود یا جدید زیادی وجود دارند
03:16
that are attacking that challenge.
که با این چالش مبارزه می‌کنند.
03:18
Our strategy is to ease adoption
استراتژی ما این است که اتخاذ این راهکار را
03:20
by seeking solutions that go beyond just sustainability.
با جستجوی راه حل‌هایی که فراتر از فقط پایداری هستند آسان کنیم.
03:24
We use the same processes, raw material, and equipment
ما از فرآیندها، مواد اولیه و تجهیزات مشابه و یکسان
03:27
that's used to make traditional concrete,
با تولید سنتی بتون استفاده می‌کنیم،
03:29
but our new cement makes concrete cured with CO2
اما سیمان جدید ما، بتونی پخت شده با CO2 را تولید می‌کند
03:33
that is stronger, more durable, lighter in color,
که مستحکم تر و بادوام‌تر است و رنگ روشن‌تری دارد،
03:37
and it cures in 24 hours instead of 28 days.
و به جای ۲۸ روز، طی ۲۴ ساعت پخت می‌شود.
03:41
Our new technology for ready-mix
فناوری جدید ما برای سیمان آماده ترکیب
03:43
is in testing and infrastructure applications,
در مرحله تست در کاربردهای زیرساختی است،
03:46
and we've pushed our research even further
و ما تحقیقاتمان را حتی بیشتر گسترش داده‌ایم
03:48
to develop a concrete that may become a carbon sink.
تا بتونی تولید کنیم که شاید بتواند کربن را جذب کند.
03:51
That means that we will consume more CO2 than is emitted during cement production.
یعنی ما CO2 بیشتری نسبت به آنچه در تولید سیمان آزاد کرده‌ایم مصرف خواهیم کرد.
03:57
Since we can't use CO2 gas at a construction site,
از آنجایی که نمی‌توانیم از گاز CO2 در محل عملیات استفاده کنیم،
04:00
we knew we had to deliver it to our concrete
می‌دانستیم که باید آن را
04:02
in either a solid or liquid form.
به حالت جامد یا مایع به بتون برسانیم.
04:04
So we've been partnering with companies that are taking waste CO2
بنابراین با شرکت‌هایی همکاری داشته‌ایم که CO2 زاید را جمع آوری
04:09
and transforming it into a useful family of chemicals
و آن را به مواد شیمیایی مفید تبدیل می‌کنند؛
04:12
like oxalic acid or citric acid,
موادی مثل اگزالیک اسید یا سیتریک اسید،
04:15
the same one you use in orange juice.
که در تهیه آب پرتقال هم مصرف می‌شوند.
04:17
When that acid reacts with our cement,
هنگامی که آن اسید با سیمان ما واکنش می‌دهد،
04:19
we can pack in as much as four times more carbon into the concrete,
می‌توانیم تا چهار برابر بیشتر کربن داخل بتون جای دهیم،
04:23
making it carbon negative.
و ردپای کربن آن را منفی کنیم.
04:25
That means that for a one-kilometer road section, we would consume more CO2
این بدان معناست که به ازای یک کیلومتر جاده، ما می‌توانیم
04:30
than almost a 100,000 trees do during one year.
از حدود ۱۰۰,۰۰۰ درخت در یک سال، CO2 بیشتری مصرف کنیم.
04:33
So thanks to chemistry and waste CO2,
درنتیجه به وسیله علم شیمی و دی اکسید کربن زائد،
04:37
we're trying to convert the concrete industry,
ما در تلاشیم که صنعت تولید بتون را
04:39
the second-most-used material on the planet,
که دومین ماده پر مصرف در کره زمین است،
04:42
into a carbon sink for the planet.
را به یک عامل جذب کننده‌ی CO2 برای زمین تبدیل کنیم.
04:46
Thank you.
متشکرم.
About this site

This site was created for the purpose of learning English through video.

Each video can be played with simultaneous captions in English and your native language.

Double-click on the English captions will play the video from there.

If you have any comments or suggestions, please contact us using this contact form.