Bahan Bangunan Negatif Karbon Dapat Menggantikan Beton

Biaya Lingkungan dari Beton Tradisional

Jika Anda mencermati sektor konstruksi saat ini, jelas bahwa beton adalah salah satu material yang paling banyak digunakan. Sebagian besar konstruksi baru mengandalkan beton karena keterjangkauan, ketersediaan, dan fleksibilitasnya.

Statistik Pasar Beton

Pasar beton global saat ini bernilai $402.87 miliar, dengan pasar semen AS melampaui angka tersebut. $ 15.22B hanya pada tahun 2025 saja. Permintaan ini berasal dari beberapa sumber, termasuk proyek infrastruktur pemerintah seperti jalan dan jalan raya, yang mencakup 11% dari permintaan tersebut.

Pusat data merupakan alasan lain di balik ekspansi pasar beton baru-baru ini. Menurut laporanPusat data menyumbang 247,000 ton beton pada tahun 2025, dengan analis memperkirakan pertumbuhan yang lebih besar lagi di sektor ini pada tahun 2026.

Konstruksi Modern Boros

Terdapat beberapa masalah yang muncul terkait meningkatnya permintaan akan material bangunan beton. Pertama, prosesnya sangat merusak lingkungan. Menurut laporan, konstruksi beton menyumbang 8% dari emisi CO2 global. Sayangnya, metode fabrikasi saat ini membutuhkan banyak energi, karena beton perlu dipanggang pada suhu tinggi selama proses pengeringan yang berlangsung berminggu-minggu.

Teknologi Konstruksi Berkelanjutan

Menyadari perlunya mencapai keseimbangan dan keberlanjutan, para insinyur telah menghabiskan waktu berjam-jam untuk mencari cara menciptakan teknologi konstruksi berkelanjutan. Strategi-strategi ini mencakup berbagai pendekatan, mulai dari pemanfaatan biomaterial hingga desain revolusioner yang membutuhkan lebih sedikit material untuk penyelesaiannya.

Sumber - WPI

Salah satu metode paling menarik yang digunakan para insinyur untuk mengurangi dampak fabrikasi beton adalah melalui penggunaan perancah berbasis hidrogel. Jenis beton ini memungkinkan beton tersebut tahan terhadap erosi air dan tidak larut ke dalam air pada tingkat yang berbahaya.

Permasalahan dengan Teknologi Konstruksi Berkelanjutan Saat Ini

Selama dekade terakhir, telah ada kemajuan dalam penelitian yang dilakukan untuk mengurangi dampak lingkungan dari pembuatan beton. Namun, hingga saat ini, sebagian besar pendekatan membutuhkan metode pembuatan yang kompleks dan tidak dapat diskalakan, atau setidaknya lapisan pelapis atau pelindung tambahan. Kurangnya hasil ini membuat banyak peneliti berpikir bahwa hampir tidak mungkin untuk menciptakan material konstruksi yang menghasilkan emisi karbon negatif melalui metode berenergi rendah.

Hasil Studi WPI: Material Enzimatis vs. Beton

Geser untuk menggulir →

Untungnya, para peneliti WPI tidak menerima memo tersebut. “Material struktural enzimatik karbon negatif yang tahan lama dan berkekuatan tinggi melalui teknik suspensi kapiler. ¹” Sebuah studi yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah Matter menjelaskan bagaimana tim tersebut mampu menciptakan material konstruksi penyerap karbon dengan memanfaatkan formasi komposit mineralisasi yang dikatalisis oleh enzim.

Mineralisasi yang Dikatalisis oleh Enzim

Secara spesifik, tim tersebut menciptakan campuran enzim yang dirancang khusus bersamaan dengan strategi suspensi kapiler yang memungkinkan mereka untuk menangkap mineral kalsium yang mengendap di dalam matriks karbon. Setelah terjalin di dalam matriks, partikel-partikel tersebut secara alami berikatan satu sama lain.

Bahan Struktural Enzimatis (ESM)

Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan akan metode pengawetan buatan seperti pemanggangan dalam oven di bawah suhu tinggi. Pendekatan ini juga menciptakan material yang mudah dibentuk dan memberikan kekuatan struktural yang setara dengan alternatif beton. Inti dari teknologi ini adalah penggunaan strategi pengawetan termal untuk secara alami menciptakan komposit terner yang dihubungkan oleh CaCO3 dengan porositas dan sifat mekanik yang dapat disesuaikan.

Penangkapan CO2

Selain lebih mudah dibuat dan kurang berbahaya bagi lingkungan, ESM memiliki keunggulan utama lainnya yaitu benar-benar berfungsi sebagai penyerap karbon. Penyerap karbon menjebak CO2, menghilangkannya dari atmosfer dan menyimpannya.

Sumber - Sel

Yang mengesankan, ESM memiliki enzim yang memadatkan CO2 dan mengubahnya menjadi material yang lebih padat. Struktur penangkapan karbon ini memberikan keuntungan besar dalam hal dampak lingkungan. Desainnya yang negatif karbon dan kemampuan penyerapan karbonnya membuat material ini sejalan dengan pedoman lingkungan PBB untuk masa depan yang berkelanjutan.

Uji Material Konstruksi Penyerap Karbon

Nima Rahbar dan timnya menguji material baru mereka untuk kekuatan, daya tahan, ketahanan terhadap air, dan kemampuan penangkapan karbon. Mereka juga menguji kekuatan material tersebut setelah dibentuk menjadi berbagai bentuk dan menggunakan berbagai proses, sehingga memungkinkan tim untuk menyempurnakan pendekatan mereka.

Hasil Uji Studi Bahan Konstruksi Penyerap Karbon

Hasil penelitian menunjukkan hasil yang positif. Secara mengesankan, ESM mengungguli beton dalam hal ketahanan terhadap air. Selain itu, laporan menunjukkan bahwa material yang menggunakan mikrostruktur Hydrochar mampu melampaui beton tradisional dalam hal kekuatan struktural.

Secara spesifik, material tersebut mencatatkan kekuatan tekan rata-rata sebesar 25.8 MPa. Skor ini menempatkan material-material ini di luar kemampuan alternatif konstruksi berkelanjutan lainnya saat ini, termasuk material bangunan hidup (LBM) dan material hidup hasil rekayasa (ELM).

Para insinyur juga mencatat bahwa metode produksi ini jauh lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan beton tradisional. Pembuatan satu meter kubik ESM hanya menghasilkan 6 kg CO2 dibandingkan dengan 330 kg yang dibutuhkan untuk membuat jumlah beton tradisional yang sama.

Keunggulan Material Struktural Enzimatis (ESM)

Ada banyak sekali manfaat yang ditawarkan ESM di pasaran. Pertama, ESM menyediakan alternatif yang sebanding dengan beton tradisional, yang karena penggunaannya yang luas, sudah memiliki infrastruktur dan tenaga profesional yang memadai sehingga dapat memanfaatkan ESM tanpa perlu melakukan perubahan besar.

ESM memberikan kekuatan lebih berkat proses pengikatan partikel dan pengerasan yang digunakan dalam desain ini. Selain itu, proses pengerasannya jauh lebih cepat daripada beton. Pilihan tradisional membutuhkan setidaknya 28 hari untuk mengeras dengan sempurna. Sebagai perbandingan, ESM mengeras hanya dalam beberapa jam. Hal ini memungkinkan konstruksi dan perbaikan yang cepat.

Hemat Biaya

Ada juga alasan finansial mengapa ESM dipandang sebagai tonggak penting di sektor ini. Pertama, ESM mengurangi kebutuhan tenaga kerja selama proses fabrikasi. Selain itu, kemudahan perbaikannya berarti biaya perawatan yang lebih rendah. Kemampuan cetak yang sangat tinggi dari material ini juga mengurangi limbah konstruksi, sehingga menurunkan biaya konstruksi sekaligus memperpanjang umur proyek.

Skalabilitas

Keunggulan utama lain dari ESM adalah kemampuannya untuk ditingkatkan skalanya dan diproduksi pada tingkat industri. Material ini menawarkan kekuatan dan kemampuan cetak yang sebanding, serta limbah yang lebih sedikit. Semua faktor ini berarti lebih banyak uang bagi produsen beton dan kualitas yang lebih baik bagi mereka yang menggunakan material tersebut.

Ramah Lingkungan

Jika dilihat dari perspektif yang lebih luas, ESM menawarkan alternatif yang layak untuk beton tradisional. Alternatif yang ramah lingkungan. Desain penyerap karbonnya dapat membantu memerangi perubahan iklim dan mengurangi dampak terhadap kota, jalan raya, dan banyak lagi.

Selain itu, material ini dirancang sejak awal agar dapat didaur ulang. Tujuannya adalah untuk menciptakan proses manufaktur sirkular. Jika berhasil, ESM dapat menjadi kunci dalam membantu mempertahankan perumahan terjangkau, infrastruktur, dan proyek pemeliharaan di masa depan.

Garis Waktu Komersial untuk Beton Negatif Karbon

Ada banyak aplikasi ESM di masa mendatang. Misalnya, Anda dapat melihat penggunaannya dalam proyek infrastruktur dan konstruksi skala besar di masa depan. Integrasi material penangkap karbon akan membantu mengurangi dampak perluasan wilayah manusia dan penyusutan hutan.

Perlu dicatat, jalan raya merupakan salah satu penyebab utama emisi CO2. Mulai dari metode pembuatan aspal dan beton hingga cara pemasangannya, dan bahkan mobil yang melintas di atasnya, setiap langkah menghasilkan lebih banyak CO2. Penggunaan ESM akan menciptakan jalan raya yang membantu memerangkap CO2 dari kendaraan, sehingga mengurangi emisi.

Garis Waktu Komersialisasi & Prospek Adopsi

Anda mungkin akan melihat ESM digunakan dalam 5 tahun ke depan. Masih ada pengujian lebih lanjut yang perlu dilakukan sebelum material ini diterima dalam proyek infrastruktur besar. Namun, teknologi ini selaras dengan piagam nol karbon PBB dan menyediakan fabrikasi yang lebih terjangkau serta dampak lingkungan yang lebih rendah. Dengan demikian, teknologi ini kemungkinan akan mengalami permintaan yang sangat besar.

Peneliti Bahan Konstruksi Penyerap Karbon

Studi konstruksi penyerap karbon ini dipimpin oleh para ilmuwan di Worcester Polytechnic Institute (WPI). Secara khusus, Profesor Ralph H. White Family dan kepala Departemen Teknik Sipil, Lingkungan, dan Arsitektur, Nima Rahbar, tercantum sebagai pemimpin penelitian ini. Makalah ini juga mencantumkan Shuai Wang, Pardis Pourhaji, Dalton Vassallo, Sara Heidarnezhad, dan Suzanne Scarlata sebagai anggota yang berkontribusi.

Bahan Konstruksi Penyerap Karbon di Masa Depan

Tim tersebut kini akan memfokuskan perhatiannya pada upaya menjalin kemitraan dengan perusahaan industri terkemuka untuk membantu meningkatkan skala proses fabrikasi ESM. Langkah ini mengharuskan mereka untuk meneliti lebih lanjut bagaimana meningkatkan sifat mekanik, daya tahan, dan efisiensi ESM.

Paparan Pasar Publik terhadap Konstruksi Berkelanjutan

Terdapat berbagai perusahaan yang telah menghabiskan jutaan dolar untuk penelitian dalam mencari alternatif yang lebih baik daripada teknologi konstruksi yang boros saat ini. Perusahaan-perusahaan ini memahami bahwa keberlanjutan adalah kunci untuk memastikan kemakmuran di masa depan. Berikut adalah salah satu perusahaan yang terus mendorong inovasi sambil tetap menjadi nama yang bereputasi baik di sektor ini.

CRH (CRH)

Meskipun solusi berbasis laboratorium seperti ESM masih dalam tahap awal, raksasa industri CRH adalah perusahaan yang paling mungkin untuk mengembangkannya dalam skala besar. Sebagai bisnis bahan bangunan terkemuka di Amerika Utara, CRH telah bergerak agresif melampaui beton tradisional melalui Dana Venturing & Inovasi senilai $250 juta.

Yang perlu diperhatikan, CRH telah bermitra dengan Carbon Upcycling Technologies (CUT) untuk menerapkan penangkapan karbon skala komersial. Pada Juli 2025, anak perusahaan CRH, Ash Grove, memulai pembangunan fasilitas pertama sejenisnya di Mississauga, Ontario, yang dirancang untuk menangkap CO2 langsung dari tungku semen dan memineralisasinya menjadi bahan bangunan. Hal ini selaras langsung dengan prinsip-prinsip penyerapan karbon yang ditunjukkan dalam studi WPI.

Dengan berinvestasi di perusahaan rintisan melalui akselerator "Bahan Bangunan Berkelanjutan", CRH bertindak sebagai jembatan antara terobosan akademis dan realitas industri, menjadikannya langkah nyata untuk dekarbonisasi infrastruktur.

Yang perlu diperhatikan, CRH mulai menunjukkan pergerakan positif di tahun 2026, melonjak dari $125.51 menjadi $131.38 pada 9 Januari 2026. Saat ini, MA 50 hari menunjukkan tren bullish yang sejalan dengan kenaikan tahunannya sebesar 31%.

Berita dan Kinerja Terbaru CRH (CRH)

Bahan Konstruksi Penyerap Karbon | Kesimpulan

Yang mengesankan, kerja keras dan dedikasi tim ini dapat menghasilkan perubahan besar di pasar. Jika bahkan 1% dari konstruksi global beralih ke material yang menghasilkan emisi karbon negatif seperti ESM, hal itu dapat mendorong pasar ke tingkat berikutnya sekaligus mengurangi emisi CO2 di masa mendatang.

Jika mempertimbangkan keberlanjutan yang lebih baik, pengurangan biaya, dan modularitas, mudah untuk membayangkan masa depan di mana produsen lebih memilih untuk bekerja dengan ESM daripada beton tradisional. Semua faktor ini, dikombinasikan dengan pengeringan yang lebih terjangkau dan cepat, kekuatan yang dapat disesuaikan, dan kemampuan daur ulang, dapat membantu mendorong adopsi di masa mendatang.

Pelajari tentang proyek keberlanjutan inovatif lainnya. di sini.

Referensi

^{1. Wang, S., Pourhaji, P., Vassallo, D., Heidarnezhad, S., Scarlata, S., & Rahbar, N. (2025). Material struktural enzimatik karbon-negatif yang tahan lama dan berkekuatan tinggi melalui teknik suspensi kapiler. Matter, 102564. https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102564}