Будівельні матеріали, такі як бетон і пластик, мають потенціал захоплювати мільярди тонн вуглекислого газу, згідно з новим дослідженням інженерів-будівельників та вчених-дослідників систем Землі з Каліфорнійського університету в Девісі та Стенфордського університету.
Дослідження, опубліковане 10 січня в журналі Science, показує, що у поєднанні з заходами щодо декарбонізації економіки зберігання CO2 у будинках може допомогти світові досягти цілей зі скорочення викидів парникових газів.
«Потенціал досить великий», — каже Елізабет Ван Ройєн, яка керувала дослідженням як аспірантка Каліфорнійського університету в Девісі.
Метою секвестрації вуглецю є вилучення вуглекислого газу або з місця його виробництва, або з атмосфери, перетворення його на стабільну форму і зберігання його далеко від атмосфери, де він не може сприяти зміні клімату. Пропоновані схеми включають, наприклад, накачування вуглецю під землю або зберігання його в глибинах океану. Ці підходи створюють як практичні проблеми, так і екологічні ризики.
«Що якщо замість цього ми зможемо використовувати матеріали, які ми вже виробляємо у великих кількостях, для зберігання вуглецю?» - каже Ван Ройєн.
Працюючи з Себбі Міллер, доценткою кафедри цивільного та екологічного будівництва Каліфорнійського університету в Девісі, та Стівом Девісом зі Стенфордського університету, Ван Ройєн розрахувала потенціал зберігання вуглецю в широкому спектрі поширених будівельних матеріалів, таких як бетон (цемент та заповнювачі), асфальт, пластик, дерево, цегла.
Щороку у всьому світі виробляється понад 30 мільярдів тонн звичайних версій цих матеріалів.
Потенціал бетону
Підходи до зберігання вуглецю, що вивчаються, включали додавання біовугілля (отриманого шляхом нагрівання відходів біомаси) в бетон; використання штучних порід, які можуть бути насичені вуглецем як заповнювач для бетону та асфальтового покриття; пластмаси та асфальтові сполучні на основі біомаси, а не викопних джерел нафти; і включення волокна біомаси в цеглу. Ці технології знаходяться на різних стадіях готовності, деякі з них вивчаються в лабораторних або пілотних масштабах, а інші вже доступні для впровадження.
Дослідники виявили, що, хоча біопластики можуть поглинати найбільшу кількість вуглецю за вагою, на сьогодні найбільший потенціал зберігання вуглецю полягає у використанні карбонізованих наповнювачів для виробництва бетону. Це тому, що бетон на сьогодні є найпопулярнішим будівельним матеріалом у світі: щорічно виробляється понад 20 мільярдів тонн.
"Якщо це можливо, невелике зберігання в бетоні може мати велике значення", - каже Міллер. Команда підрахувала, що якщо 10% світового виробництва бетонного заповнювача буде карбонізованим, він може поглинути гігатонну CO2.
Вихідною сировиною для цих нових процесів виробництва будівельних матеріалів в основному є малоцінні відходи, такі як біомаса, каже Ван Ройєн. Впровадження цих нових процесів підвищить їхню цінність, створить економічний розвиток і сприятиме розвитку економіки замкнутого циклу, сказала вона.
Необхідна деяка розробка технологій, особливо у випадках, коли необхідно перевірити експлуатаційні характеристики матеріалів та чистий потенціал зберігання окремих методів виробництва. Проте багато хто з цих технологій просто чекають свого прийняття, каже Міллер.
