Spoločnosť Prometheus Materials prišla na to, ako nahradiť jedného z najväčších prispievateľov do súčtu emisií skleníkových plynov. Má finančnú podporu od Microsoftu a plán na rýchlu expanziu.
Ľudia jednoducho milujú betón. Používame ho všade – mrakodrapy, strechy, chodníky, domy. Problémom však je, že betón nemá rád nás. Až osem percent svetových emisií oxidu uhličitého pochádza práve z jeho kľúčovej zložky – cementu. Ako však nahradiť materiál, ktorý je taký lacný, odolný a obľúbený?
Bio cement?
Spoločnosť Prometheus Materials má zaujímavú odpoveď. Startupov Coloradskej univerzity mení riasy na cement pomocou procesu podobnému tomu, ktorý prirodzene tvorí koraly a mušle. „Zmena klímy je potenciálne existenčný problém a my zisťujeme, že príroda nám možno poskytla kľúč k riešeniu“ hovorí Loren Burnett, spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti.
Spoločnosť Prometheus je stále v počiatočnom štádiu komercializácie s minimálnymi príjmami z testovacieho zariadenia v Longmonte v štáte Colorado neďaleko Boulderu. Prišli však na to, čo treba robiť a teraz získavajú rizikové financovanie v odhadovanej výške 15 až 35 miliónov dolárov (plus ďalšie financovanie projektu) na výstavbu továrne s rozlohou 3 251 kilometrov štvorcových. Budú vyrábať najmenej pol tucta rôznych druhov prefabrikátov z biobetónu vrátane blokov, panelov a dlažby.
Burnett očakáva, že kombinácia výroby a licenčnej stratégie, ktorá im umožní predávať materiál na báze biobetónu v práškovej forme výrobcom po celom svete, pomôže firme dosiahnuť do roku 2027 tržby vo výške 75 miliónov dolárov. „Kľúčom k úspechu je, že budeme využívať veľkých výrobcov cementu a betónu s využitím ich výrobných a distribučných zariadení,“ hovorí.
Jeden z mnohých
Je to veľké číslo, no aj keby sa spoločnosti Prometheus podarilo dosiahnuť tento cieľ, pre celosvetový cementársky priemysel s hodnotou viac ako 300 miliárd dolárov je to sotva kvapka v mori. To vysvetľuje, prečo je Prometheus jedným z mnohých startupov, ktoré sa snažia riešiť ťažký „cementový problém“.
Napríklad spoločnosť Biomason vyvinula podobný spôsob pestovania cementových tehál a dlaždíc pomocou baktérií. Spoločnosť Terra CO2 so svojou nízkouhlíkovou alternatívou cementu získala peniaze od spoločnosti Billa Gatesa – Breakthrough Energy Ventures.
Spoločnosť Brimstone Energy pracuje na komercializácii uhlíkovo-negatívneho cementu a buduje pilotný závod neďaleko mesta Reno v Nevade s podporou rizikovej spoločnosti DCVC.
Podľa databázy rizikového kapitálu PitchBook získali všetky tri spoločnosti viac finančných prostriedkov ako Prometheus: Brimstone 60 miliónov, Biomason 87 miliónov a Terra CO2 99 miliónov dolárov.
Potreba náhrady
Bill Gates, ktorý napísal knihu s názvom Ako sa vyhnúť klimatickej katastrofe, upozornil na zúfalú potrebu vymyslieť čistejšiu a cenovo dostupnejšiu alternatívu cementu v boji proti klimatickej zmene.
Cement je hlavným producentom skleníkových plynov. V prvom rade z dôvodu chemickej reakcie, ktorá prebieha pri jeho výrobe, ako aj z dôvodu fosílnych palív potrebných na vykurovanie pecí, v ktorých sa cement vyrába.
„Neexistuje spôsob výroby, ktorý by bol čistý a zároveň nebol výrazne drahší – viac ako dvojnásobok ceny,“ povedal v roku 2021 v rozhovore pre reláciu NPR Marketplace. „Takže ak si ľudia myslia, že ide len o osobné autá a elektrinu, uniká im to, čo skutočne musíme urobiť, aby sme sa dostali na nulu.“
Podľa správy londýnskeho think-tanku Chatham House z roku 2018 by sa ročné emisie cementárskeho priemyslu museli do roku 2030 znížiť najmenej o 16 percent, aby sa dosiahol súlad s Parížskou dohodou o zmene klímy. Výroba cementu sa pritom plánuje navýšiť. „Tento problém je taký obrovský, že si bude vyžadovať, aby sme všetci boli mimoriadne úspešní,“ hovorí Burnett o svojej spoločnosti a jej konkurentoch. „Všade, kam sa pozriete, uvidíte betón. Je na každom rohu.“
Dni Petriho misiek
Štyria akademici z Coloradskej univerzity, Jeff Cameron, Sherri Cook, Mija Hubler a Wil Sruber, všetci spoluzakladatelia a poradcovia spoločnosti Prometheus, dostali tento nápad pri hľadaní riešenia iného problému.
V roku 2017 získali grant vo výške 2,4 milióna dolárov od výskumnej zložky ministerstva obrany, aby zistili, či by mohli využiť biológiu na výrobu ochranných štruktúr v púšťach a iných odľahlých prostrediach s náročným terénom.
„Vedeli, že nemôžu použiť betón, pretože je príliš ťažký a vedeli, že ho nechcú voziť na nákladných autách cez veľké plochy nepriateľského územia,“ hovorí Burnett. „Takže ak mali možnosť použiť miestne materiály na výrobu spevnených konštrukcií na ochranu jednotiek a vysokohodnotných vojenských prostriedkov, chceli to urobiť.“
Vedci teda začali testovať baktérie v Petriho miskách. Najprv pracovali s ureolytickými baktériami, ktoré sa skúmali na účely stavebného inžinierstva. Nakoniec však prešli na sinice, ktoré získavajú energiu z fotosyntézy.
Keď sa dostali hlbšie, ministerstvo obrany ich požiadalo, aby z materiálu vytvorili malú kocku v rozmeroch dva-krát-dva. „Rýchlo sme zistili, že máme problém s rozširovaním,“ hovorí Hubler.
Tajná ingrediencia
V súčasnosti spoločnosť pestuje riasy v úzkych 1350-litrových nádržiach s umelou morskou vodou plnou živín, bublinkami, ktoré dodáva oxid uhličitý a LED svetlami, ktoré imitujú slnečné svetlo.
Spoločnosť Prometheus zbiera riasy, umiestňuje ich do samostatnej nádrže a pomocou patentovaného procesu stimuluje tzv. biomineralizáciu – tvorbu minerálov do biologických štruktúr. „To je naša tajná ingrediencia,“ hovorí Burnett.
Výsledkom je suspenzia, ktorú vysuší na prášok a spojí s patentovanými prírodnými spojivami, aby vytvoril biocement s nulovým obsahom uhlíka. Tento materiál sa môže miešať s granulovaným materiálom a vytvoriť tak bio betón. Konečné biobetónové bloky vyzerajú celkom rovnako ako bloky vyrobené priemyselným štandardom.
Uštipnutie dekarbonizačnou baktériou
Šesťdesiatšesťročný Burnett, sériový podnikateľ, v minulosti založil päť spoločností. Štyri z nich boli vybudované na transfere technológií z univerzity alebo laboratória.
V roku 2011 vytvoril dnes už neexistujúcu spoločnosť e-Chromic Technologies založenú na technológii licencovanej z laboratória ministerstva energetiky pre obnoviteľné zdroje energie. Zaoberala sa technológiou okien, ktorá odráža infračervené žiarenie späť do atmosféry s cieľom znížiť potrebu klimatizácie a chladenia. „Tam ma uštipla dekarbonizačná baktéria,“ hovorí.
Vo februári 2021 kancelária pre transfer technológií Coloradskej univerzity spojila Burnetta so štyrmi profesormi. O mesiac neskôr založili spoločnosť.
Burnett založil Prometheus Materials spolu so štyrmi proferomi z Coloradskej univerzity.
GUERIN BLASK pre Forbes
Rané štádiá univerzitného startupu sú náročné, pretože akademickí výskumníci nemôžu využívať svoje univerzitné laboratóriá na komerčnú prácu. Na to, aby ste však vyzbierali peniaze potrebujete viac než len teoretický dôkaz, že technológia funguje.
Domáce laboratórium
Cameron si zriadil laboratórium v suteréne svojho domu s akváriami, rybami a prístrojom na výrobu bubliniek zakúpeným v obchode s chovateľskými potrebami. „Niektorým investorom sme posielali vzorky, ktoré sme ja a moje deti skutočne vyrobili,“ hovorí Cameron.
O rok neskôr získal startup osem miliónov dolárov v rámci rizikového financovania pod vedením európskej spoločnosti Sofinnova Partners. Jej súčasťou sú investori ako Microsoft, architektonická firma Skidmore Owings & Merrill a gigant v oblasti strešných krytín GAF. Vďaka tomu mohla spoločnosť Prometheus spustiť pilotné projekty.
2030 sa blíži
Prezident spoločnosti Microsoft, Brad Smith, upozorňuje vo videu na potrebu nových inovácií v oblasti betónu s cieľom znížiť emisie skleníkových plynov. Vyzdvihuje pritom spoločnosť Prometheus a CarbonCure – ďalšiu spoločnosť, do ktorej investoval.
„V Microsofte o tom veľa premýšľame, pretože na výstavbu našich areálov a dátových centier sa používa veľa betónu,“ hovorí vo videu. Spoločnosť Prometheus odvtedy realizovala prototypový projekt s Microsoftom, ktorý každoročne buduje stovky dátových centier po celom svete.
„Keď investujeme do nových technológií, pozeráme sa primárne na to, či je to uskutočniteľné do roku 2030,“ hovorí Brandon Middaugh, senior riaditeľ Fondu pre inovácie v oblasti klímy spoločnosti Microsoft. Poznamenáva, že termín Parížskej dohody do roku 2030 už nie je taký vzdialený ako kedysi. „Vidíme, že potenciál tu je a existuje cesta k jeho rozšíreniu.“
Na pokraji síl
Skidmore, Owings & Merrill je globálna architektonická firma známa svojimi mrakodrapmi. Patria medzi ne Burdž Chalífa v Dubaji, najvyššia budova na svete, a newyorské One World Trade Center. Spoločnosť sa taktiež snaží nájsť spôsoby, ako znížiť svoju uhlíkovú stopu pomocou nových materiálov.
Pred štyrmi rokmi začala nadväzovať partnerstvá so spoločnosťami, ktoré by jej mohli pomôcť, hovorí Brant Coletta, výkonný partner a vedúci globálneho výskumného a inovačného tímu firmy. V rámci partnerstva so spoločnosťou Prometheus testovala biomateriály, aby zistila, či spĺňajú špecifikácie ako je pevnosť a požiarna odolnosť.
V spolupráci s murármi vytvorila makety a nechala ich vonku, aby zistila, čo sa môže stať, keď budú vystavené poveternostným vplyvom. Potom ich postriekala čistiacimi prostriedkami na ďalšie testovanie. „Tlačíme na nich a oni tlačia na seba, aby prešli všetkými týmito testami, aby sme tak mohli začať liať betón do mrakodrapov,“ hovorí Coletta. „V tomto smere sú na pokraji síl.“
Dlhá cesta
Vo februári spoločnosť Prometheus získala priemyselné certifikáty pre nosné aj nenosné bloky, čo je dôležitý krok na ceste ku komercializácii. Spoločnosť Skidmore, Owings & Merrill má vo svojich kanceláriách po celom svete kúsky biobetónu, ktoré si môžu klienti pozrieť. Na jeseň plánuje vystaviť špirálovú sochu na výstave Chicago Architecture Biennial. Hoci to môže znieť zaujímavo, Coletta očakáva, že prvým veľkým zákazníkom bude dátové centrum.
Spoločnosť Prometheus čaká ešte veľa práce, kým sa jej cement dostane do reálnych projektov. Riziká sú stále vysoké. Najskôr musí získať finančné prostriedky na výstavbu továrne, ktorej spustenie očakáva v roku 2024, potom musí preukázať, že dokáže úspešne vyrábať materiály za cenu, ktorú sú zákazníci ochotní zaplatiť.
Bude tiež potrebovať, aby jej biocement prešiel ďalšími testami. Ďalej bude musieť presvedčiť veľkých výrobcov betónu, aby ich cementu dali šancu. Burnett predpokladá, že do roku 2025 bude spoločnosť vyrábať na plný výkon a uzatvárať licenčné zmluvy.
„Ak chceme do roku 2050 dosiahnuť čistú nulovú produkciu, musíme dekarbonizovať cement aj oceľ,“ hovorí. „Matematika jednoducho nefunguje bez týchto dvoch vecí.“
Článok vyšiel na Forbes.com. Jeho autorkou je Amy Feldman.
