Koldioxidnegativ betong: så byggs kolsänkor i städer

Betong är överallt. Vägar, broar, vindkraftfundament, datacenter, batterifabriker – hela elektrifieringen står bokstavligen på en betongplatta. Samtidigt är cementindustrin ansvarig för ungefär 8% av världens CO₂-utsläpp. Det är en siffra som borde ge varje hållbarhetschef och energiplanerare lätt puls.

Här är en mer hoppfull tanke: byggmaterial som inte bara minskar utsläpp – utan lagrar koldioxid. Forskare vid Northwestern University har visat en process där CO₂, havsvatten och elektricitet omvandlas till fasta mineralpartiklar som kan fungera som sandliknande ballast i betong – och samtidigt bli en långlivad kolsänka. Dessutom bildas vätgas som biprodukt.

I den här delen av vår serie AI inom energi och hållbarhet tittar vi på vad tekniken betyder i praktiken, varför den är extra relevant nu (2025-12-21, när många bolag spikar klimatbudgetar för 2026), och hur AI kan bli verktyget som gör koldioxidnegativa material skalbara, verifierbara och lönsamma.

Varför cement och sand är byggbranschens ömma punkt

Det största klimatproblemet i betong sitter i cementen – men också i resursflödena runtomkring. Cement ger betong dess bindande egenskaper, men produktionen kräver höga temperaturer och frigör dessutom CO₂ när kalksten omvandlas kemiskt.

Samtidigt består betong till 60–70% av ballast (sand och grus). Den delen står inte för samma direkta processutsläpp som cement, men den driver andra hållbarhetsproblem:

• Sandutvinning från flodbäddar, kuster och havsbotten påverkar ekosystem och erosion.
• Transporter av ballast är tunga, dyra och utsläppsintensiva.
• Tillgången blir mer reglerad och konfliktfylld.

Det är därför det är intressant när en ny metod riktar in sig på just ballasten – och gör den till en CO₂-bärare.

Det nya greppet: gör “sand” av CO₂

Kärnan i forskningen är enkel att beskriva men smart i sin kombination:

1. Elektroder sänks ner i havsvatten.
2. En låg elektrisk ström splittrar vatten och skapar hydroxidjoner samt vätgas.
3. CO₂ bubblas in och bildar mer vätekarbonat i vattnet.
4. Hydroxid och vätekarbonat reagerar med naturliga joner i havsvatten, främst kalcium och magnesium.
5. Resultatet blir fasta mineraler, framför allt kalciumkarbonat (CaCO₃) och magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂).

Det fina är att mineralerna kan bilda partikelkluster som liknar sand i funktion. Och beroende på processparametrar kan materialet göras mer poröst eller mer kompakt.

En bra tumregel från studiens resultat: materialet kan lagra över halva sin vikt i CO₂, beroende på mineralsammansättning.

Så fungerar den koldioxidnegativa mineraliseringen (utan magi)

Det här är inte “CO₂-lagring i marken”, utan kemisk inlåsning i mineralform. Det är attraktivt för byggsektorn eftersom byggnader och infrastruktur redan är designade för att stå i decennier.

Havsskal som inspiration – men med el istället för metabolism

Forskarna jämför processen med hur koraller och mollusker bygger sina skal av kalciumkarbonat. Skillnaden är att naturen använder biologisk energi. Här driver vi reaktionen med elektricitet.

Det gör processen extra relevant för energisystemet:

• När elen kommer från förnybar energi kan materialet bli tydligt klimatpositivt.
• Processen går att köra i modulära reaktorer nära industrier, istället för i havet, vilket minskar risker för marina ekosystem.

Vätgas som biprodukt – bonus eller distraktion?

Vätgasen är inte huvudpoängen, men den kan förbättra ekonomin. I bästa fall kan den användas lokalt (t.ex. industriell värme, transporter på site, eller som insats i andra processer).

Min erfarenhet är att biprodukter ofta avgör om en klimatprocess stannar som pilot eller faktiskt blir drift. Men då krävs en sak: man måste kunna planera, styra och sälja vätgasflödet. Där börjar AI bli riktigt användbart.

Var AI kommer in: från labbresultat till industriell drift

AI är inte pynt i den här historien. AI är skillnaden mellan “spännande papper” och “fungerande fabrik”. När du ska köra elektro-kemiska processer stabilt, billigt och med tydlig klimatnytta behövs styrning och uppföljning på en nivå som manuella rutiner sällan klarar.

AI för processoptimering: mer CO₂ per kWh

Målet i praktiken blir: maximera infångad CO₂ och rätt partikelegenskaper per kilowattimme.

AI kan användas för att:

• förutsäga hur ändringar i spänning/ström, CO₂-flöde och recirkulation påverkar partikelstorlek, porositet och mineralsammansättning
• styra processen i realtid för att få jämn kvalitet (viktigt när materialet ska in i betongrecept)
• minska energikostnad genom smart laststyrning mot elpris och tillgång på förnybart

En konkret modellidé som ofta fungerar: kombinera fysikbaserade samband (elektrokemi) med maskininlärning som fångar “stökigheten” i verkliga data. Då får du både stabilitet och precision.

AI för MRV: mätning, rapportering och verifiering

Om du vill sälja klimatnytta (internt eller externt) måste du bevisa tre saker:

1. Hur mycket CO₂ som faktiskt bundits i materialet
2. att kolet är långlivat (inte släpps ut direkt i nästa steg)
3. att totala systemet är netto-negativt när el, CO₂-källa och logistik räknas in

Här kan AI koppla ihop sensordata, laboratorieprov, driftloggar och livscykelberäkningar i en spårbar kedja. Det gör materialet “bankbart” i klimatredovisningen.

AI + smarta elnät: kör reaktorer när elen är som grönast

Den här tekniken är eldriven, vilket gör den perfekt för flexibilitet:

• Kör hårdare när vind och sol ger överskott.
• Dra ner när nätet är ansträngt.
• Utnyttja lokal produktion vid kustnära industrier.

Det betyder att koldioxidnegativa byggmaterial kan bli en ny typ av industriell flexibilitetsresurs i smarta elnät. Inte lika snabb som batterier, men mer uthållig och kopplad till verklig efterfrågan på material.

Praktiska användningsfall: var materialet kan göra mest nytta

Störst effekt får du där betong redan är en flaskhals för klimatarbetet och där logistik/energi går att optimera. Några exempel som passar Sverige och norra Europa särskilt väl:

1) Kustnära betong- och cementanläggningar

Om en anläggning ligger nära havsvatten och har tillgång till el (och ofta en CO₂-ström), finns en tydlig logik i att sätta modulära reaktorer på området.

• CO₂ fångas vid källan (punktutsläpp).
• Mineralpartiklarna används direkt i egna recept.
• Transporter minskar.

2) Infrastruktur för elektrifiering

Nya elnätstationer, kabelförläggning, vindkraft, vattenkraftuppgraderingar och industrisatsningar kräver betong.

Här kan koldioxidnegativa ballastmaterial ge dubbel nytta:

• lägre klimatavtryck per byggt MW
• möjligheten att bokföra delar av konstruktionen som kolsänka i material (givet robust verifiering)

3) Energieffektiva byggnader och renoveringar

Byggsektorn jagar två mål samtidigt: låg klimatpåverkan och låg energianvändning.

Koldioxidnegativ ballast påverkar inte automatiskt energiprestanda, men det kan bli en viktig pusselbit i helheten:

• klimatförbättrade stommar
• AI-styrd drift (värme, ventilation, effekttoppar)
• materialpass och spårbarhet för återbruk

Vanliga frågor som dyker upp tidigt (och bra svar)

Är det här samma sak som koldioxidinfångning och lagring (CCS)?

Nej. Här blir CO₂ en del av ett fast mineralmaterial, vilket gör lagringen mer “inbyggd” i produkter snarare än i geologiska lager.

Riskerar havsvattenprocessen marina ekosystem?

Forskarna föreslår inte att man kör processen i havet, utan i kontrollerade reaktorer och behandlar/validerar vatten innan det återförs. Det är helt avgörande för acceptans och tillstånd.

Håller betongen verkligen samma kvalitet?

Enligt forskarna ska materialet kunna ersätta sand eller pulver utan att försvaga betong eller cement, men det här behöver bevisas i bred skala: standarder, långtidsprovning, frostbeständighet, alkalireaktioner och kompatibilitet med olika cementtyper.

Vad är den största praktiska flaskhalsen?

Jag skulle säga två saker:

• Energiekonomi: kWh per ton producerat material måste ner.
• Standardisering: byggbranschen är konservativ av bra skäl. Nya material kräver testdata, klassning och tydliga recept.

Vad du kan göra redan 2026: en kort handlingsplan

Du behöver inte vänta på att “marknaden” ska lösa det här. Om du jobbar med energi, industri, fastigheter eller infrastruktur finns konkreta steg att ta.

1. Kartlägg CO₂-strömmar och kustnära lägen

   • Finns punktutsläpp som kan bli råvara?
   • Finns havsvattenlogistik och elanslutning?

2. Sätt upp ett pilotcase med tydlig MRV från dag 1

   • Definiera hur CO₂-inlåsning ska mätas, inte bara antas.
   • Koppla till klimatredovisning och materialpass.

3. Planera AI-styrning som en del av processen, inte ett tillägg

   • Datainsamling, sensorer, driftdata, kvalitetsdata.
   • Modell för optimering mot elpris och CO₂-inlåsning.

4. Involvera betongrecept och standardkrav tidigt

   • Provkroppar, frost/tö-cykler, hållfasthet, beständighet.
   • Dialog med inköp och projektledning – annars fastnar det.

Koldioxidnegativa byggmaterial är smart infrastruktur

Koldioxidnegativ betong (eller snarare koldioxidnegativ ballast och mineralfyllmedel) är intressant av en enkel anledning: det passar in i hur världen faktiskt byggs. Vi kommer inte sluta använda betong över en natt. Men vi kan göra den mindre skadlig – och i vissa delar faktiskt klimatpositiv.

När du kopplar detta till AI inom energi och hållbarhet blir bilden ännu starkare: AI kan optimera eldrift, säkra kvalitet, verifiera klimatnytta och göra processen till en flexibel resurs i smarta elnät. Det är så tekniken tar steget från labb till industri.

Om byggmaterial kan bli kolsänkor, vad händer då med hur vi värderar städer, elnät och industriområden – inte bara som energikonsumenter, utan som aktiva delar av klimatsystemet?