Kako izgraditi neboder koji štiti životnu sredinu?

Amy Feldman, Forbes novinarka

Kompanija Prometheus Materials ima rješenje da zamijene jednog od najvećih kontributora emitovanju gasova sa efektom staklene bašte, finansijsku podršku Microsoft i agresivan plan kako da brzo narastu.

Volimo beton. Koristimo ga svugdje – u neboderima, data centrima, krovovima, trotoarima, domovima. Problem je to što beton ne voli nas. Njegov glavni sastojak, cement, izvor je 8% svjetskih emisija ugljen dioksida, gasa koji katastrofalno zagrijava planetu.

Ali kako da zamijenimo materijal koji je tako jeftin, tako trajan i tako popularan?

Prometheus Materials imaju intrigantan odgovor. Firma nastala na Univerzitetu Kolorado pretvara alge u cement koristeći proces koji je sličan načinu na koji prirodno nastaju korali i morske školjke. „Klimatske promjene su potencijalno egzistencijalni problem, i otkrivamo da nam je priroda možda dala ključeve za dolazak do rješenja“, kaže Loren Burnett, suosnivač i generalni direktor kompanije.

Prometheus Materials je još u ranoj fazi komercijalizacije, sa minimalnim prihodom iz objekta za testiranje u Logmontu, Kolorado, blizu Boldera. Ali izučio je nauku i sada prikuplja, koliko očekuje Barnet, između 15 i 35 miliona dolara početnog kapitala (plus dodatno projektno finansiranje) da bi izgradio fabriku površine 3.250 kvadrata kako bi proizvodili najmanje pola tuceta različitih prefabrikata, biobetonskih proizvoda, uključujući blokove, panele i ploče. Barnet očekuje da kombinacija proizvodnje fabrike i strategije licenciranja, koja bi omogućila da prodaju biomaterijal u formi praha proizvođačima širom svijeta, pomogne da dostignu 75 miliona dolara prihoda u 2027.

„Ovdje je ključno da ćemo iskoristiti velike proizvođače cementa i betona koristeći njihove proizvodne i distributivne kapacitete“, kaže on.

To je veliki broj, ali čak i ako Prometheus Materials dostigne taj cilj, to je samo kap u moru za globalnu industriju cementa vrijednu 300 milijardi dolara. To pomaže da se objasni zašto je Prometej jedan od brojnih startapova koji se sada bave teškim problemom cementa. Biomason je, na primjer, razvio slično rješenje kako bi pravio cementne cigle i pločice uz pomoć bakterija.

Terra CO2, sa drugačijom niskokarbonskom alternativom za cement, dobila je novac od fonda Breakthrough Energy Ventures, kojim upravlja Bill Gates. Brimstone Energy radi na tome da komercijalizuje karbon-negativni cement i gradi pilot fabriku u Rinu, Nevada, uz podršku venture firme DCVC. Sve tri su dobile više početnog kapitala nego Prometej, jer je Brimston uzeo 60 miliona dolara, Biomejson 87 miliona i Tera CO2 – 99 miliona, prema podacima baze podataka o venture kapitalu PitchBook.

Gejts, koji je napisao knjigu „Kako izbjeći klimatsku katastrofu“, ukazao je na veliku potrebu da se dođe do čistije i prijemčivije alternative cementu kako bismo se izborili sa klimatskim promjenama.

Cement je veliki izvor gasova staklene bašte kako zbog hemijske reakcije do koje dolazi u proizvodnji tako i zbog fosilnih goriva potrebnih da se zagriju peći u kojima se proizvodi. „Nemamo čist način na koji to da radimo, koji ne košta dramatično više, više nego dvostruko u odnosu na cijenu“, rekao je 2021. za NPR-ov Marketplace. „Ako ljudi misle da je problem samo do putničkih automobila i struje, propustiće da vide šta nam je potrebno da bismo stigli do nule“.

Da bi se cementna industrija uskladila sa Pariškim sporazumom o klimatskim promjenama, njena godišnja emisija morala bi da padne za najmanje 16% do 2030, iako će se proizvodnja cementa povećavati, pokazuju podaci izvještaja londonskog think tank-a Chatham House iz 2018. „Ovaj problem je toliko veliki da će biti potrebno da svi budemo ludo uspješni“, kaže Barnet o svojoj kompaniji i konkurenciji. „Gdje god da pogledate, vidjećete beton. On je sveprisutan“.

Dani Petrijeve šolje
Četiri akademika Univerziteta Colorado Jeff Cameron, Sherri Cook, Mija Hubler i Wil Sruber – svi Prometejovi suosnivači i savjetnici – došli su na ideju dok su tražili rješenje za drugi problem. Dobili su grant vrijedan 2,4 miliona dolara od istraživačkog dijela Ministarstva odbrane u 2017. kako bi provjerili da li mogu da iskoriste biologiju da proizvedu zaštitne strukture u pustinjama i drugim udaljenim okruženjima sa teškim terenom. „Znali su da ne mogu da upotrebe beton jer je pretežak i znali su da ne žele da ga transportuju preko velikih prostranstava nepristupačne teritorije“, kaže Barnet. „Ako bi mogli da koriste lokalne materijale da proizvedu ojačane strukture kako bi zaštitili trupe i veoma vrijednu vojnu imovinu, to je ono što su željeli da urade“.

Istraživači su počeli da ispituju bakterije u Petrijevim šoljama da bi vidjeli šta bi mogli da dobiju. Prvo su radili sa urolitičkim bakterijama, koje su proučavane za primjenu u civilnom inženjerstvu, ali su se na kraju prebacili na cijanobakterije, poznatije kao plavo-zelena alga, koja dobija energiju iz fotosinteze. Kako su kopali dublje, Ministarstvo odbrane tražilo im je da naprave malu 2×2 kocku od tog materijala. „Brzo smo otkrili da je puno izazova, koje smo morali da riješimo“, kaže Habler.

Danas kompanija gaji svoje alge u uskim tankovima od 1.350 litara sa vještačkom morskom vodom koja je puna hranjivih materija, gaziranom vodom koja osigurava ugljen-dioksid i LED svjetlima koji imitiraju dnevno svjetlo. Prometheus Materials prikuplja alge i stavlja u zasebnu posudu i, koristeći svoj proces, stimuliše ono što se zove biomineralizacija – formiranje minerala u biološke strukture. „To je naš tajni začin“, kaže Barnet. Rezultat je kaša koja se suši u prah i kombinuje sa prirodnim materijalom za vezivanje da bi kreirali biocement bez ugljenika. Ovaj materijal može da se miješa sa granularnim materijalom poznatijim kao agregat da bi se napravio beton na bio-osnovi. Finalni biobetonski blokovi izgledaju veoma slično onom napravljenom po industrijskim standardima, Portland cementu.

Buba dekarbonizacije

Barnet koji ima 66 godina, serijski preduzetnik, prethodno je osnovao pet kompanija, od kojih su četiri bile bazirane na transferu tehnologija sa univerziteta ili iz laboratorije. U 2011, pokrenuo je, sada u mirovanju, kompaniju e-Chromic Technologies, zasnovanu na tehnologiji licenciranoj od laboratorije za obnovljive izvore Ministarstva energetike, koja je razvijala tehnologiju za prozore koji odbijaju infracrvenu radijaciju nazad u atmosferu da bi smanjili potrebu za klima uređajima i hlađenjem. „Tu me je ujela buba dekarbonizacije“, kaže on.

U februaru 2021, Kancelarija Univerziteta Kolorado za transfer tehnologija povezala je Barneta sa četiri profesora i sljedećeg mjeseca su zajedno osnovali kompaniju. Rane faze kompanija nastalih na univerzitetu su teške jer akademski istraživači ne mogu da koriste školske laboratorije za komercijalni rad, a za prikupljanje novca potrebno je više od teorijskog dokaza da tehnologija radi.

Kameron je napravio laboratoriju u podrumu svoje kuće sa akvarijumima i opremom za gasiranje kupljenom u prodavnicama za kućne ljubimce. „Slali smo uzorke nekim od naših investitora, koje smo napravili moja djeca i ja“, kaže Kameron. Godinu kasnije, startap je prikupio osam miliona dolara početnog finansiranja od evropske firme za životne nauke Sofinnova Partners, koja uključuje strateške investitore kao što su Microsoft, arhitektonska firma Skidmore, Owings & Merrill kao i giganta za krovove GAF. To je omogućilo Prometheus Materials da započne pilot projekte.

Prometheus Materials je realizovao pilot projekat s Microsoft-om, koji gradi stotine data centara širom svijeta svake godine. „Kada ulažemo u rastuće tehnologije, gledamo da li je izvodljivo da bude u opštoj primjeni do 2030“, kaže Brendon Mido, viši direktor Microsoft Inovacionog fonda za klimu (Climate Innovation Fund) i naglašava da ciljevi Pariškog sporazuma za 2030. ne izgledaju više tako daleko. „Vidimo da je potencijal tu, i put da ih dostignemo“.

„The Bleeding Edge“ Skidmor, Ouvings & Meril, globalna arhitektonska firma poznata po neboderima kao što su Burj Khalifa u Dubaiju, najviša zgrada na svetu, i njujorškom trgovinskom centru One World, također je tražila načine da smanji svoj karbonski otisak sa novim materijalima. Prije četiri godine, počeli su da zaključuju partnerstva sa kompanijama koje bi mogle da pomognu, kaže Brajan Koleta, rukovodeći partner i šef tima za globalna istraživanja i inovacije.

U partnerstvu s Prometheus Materials, testirali su biomaterijale kako bi vidjeli da li mogu da odgovore specifikacijama u domenu snage i otpornosti na požare. Radeći sa zidarima, napravili su imitacije i ostavili ih napolju kako bi provjerili šta bi moglo da se desi kada su izložene različitim uslovima, a potom su ih isprskali sredstvima za čišćenje radi dodatnog testiranja. „Tjeramo ih, a i oni tjeraju sebe, da prođu sve te testove da bismo mogli da sipamo taj beton u nebodere“, kaže Koleta. „Oni su ispred svih u ovome“.

U februaru, Prometheus Materials je dobio industrijske certifikate za noseće i nenoseće blokove, što je važan korak kako idu ka komercijalizaciji. Skidmore, Owings & Merrill čuvaju dijelove biobetona u kancelarijama širom svijeta kako bi klijenti mogli da ih vide, i planiraju da izlože skulpturu u obliku spirale na Čikaškom arhitektonskom bijenalu ove jeseni. Iako to može da zvuči fensi, Koleta očekuje da prvi veliki klijent bude neki data centar.

Mnogo toga još treba da se dogodi da bi Prometheus Materials biocement bio korišćen u stvarnim projektima, i rizici su i dalje visoki. Prvo moraju da prikupe finansiranje da bi napravili fabriku, za koju očekuju da startuje tokom 2024, i onda moraju da pokažu da mogu uspješno da proizvode materijale po cijenama koje će kupci htjeti da plate. Također će njihov biocement morati da prođe dodatna testiranja i moraće da uvjere velike proizvođače cementa da iskoriste priliku. Barnet, koji smatra da će kompanija proizvoditi punim kapacitetom i potpisati dogovore o licenciranju do 2025, je odlučan. „Moramo da dekarbonizujemo i cement i čelik ako želimo da budemo na nuli do 2025, kaže on. „Matematika jednostavno ne radi ako se te dvije stvari ne dogode“.

Amy Feldman
Ja sam viša urednica u Forbes-u, gdje pokrivam proizvodnju, industrijske inovacije i potrošačke proizvode. Također uređujem listu startapova koji će dostići vrijednost od milijardu dolara (Next Billion-Dollar Startups). Nakon što sam se vratila u Forbes 2016, bila sam novinar u BusinessWeek, Money i New York Daily News. Moji tekstovi su se takođe pojavili u Barron‘s, New York Times i brojnim drugim publikacijama. Živim u Njujorku, ali je moja porodica iz Pitsburga.