Увеличение количества углекислого газа в атмосфере является одной из важнейших причин изменения климата. С каждым годом этот процесс ускоряется из-за деятельности человека: главным образом, из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов.
Так называемое антропогенное изменение климата влияет на экосистемы всей планеты и может привести к самым неприятным для человечества последствиям. Климатологи заявляют о рисках затопления обширных прибрежных территорий, смены климатических зон, что приведёт, как минимум, к крупным изменениям в сельхозпромышленности, и конечно, быстрому сокращению биоразнообразия. Последнее, к слову, опасно для здоровья человечества.
Поэтому инженеры и учёные так стремятся найти новые решения, которые позволят сократить выбросы парниковых газов в атмосферу. В этих целях в Северной Америке был запущен проект Carbon XPrize. Он предлагает крупный денежный приз тем командам, которые предложат наилучший способ полезного использования углекислого газа, который выбрасывают электростанции.
Конкурс был запущен в 2016 году, и лишь в 2021 были выбраны два победителя: оба из Северной Америки, и оба предлагают решения по оптимизации производства бетона.
Это неудивительно: бетон является самым популярным строительным материалом в мире, а производится он из цемента. В свою очередь, при производстве цемента происходят немалые выбросы CO2 и цементной пыли в атмосферу.
Финал конкурса проходил на двух реальных энергетических объектах: угольной электростанции в Вайоминге в США и электростанции в канадском городе Калгари, работающей на природном газе. Там финалисты должны были продемонстрировать свои технологии в реальных промышленных условиях.
Победителями были объявлены те проекты, которые задействовали наибольшее количество выбросов углекислого газа для производства действительно ценных продуктов (напомним, что уже существуют решения по захоронению CO2, но конечный продукт планируется просто закапывать в землю). При этом сам этот проект тоже должен был использовать минимум дополнительных природных ресурсов.
На электростанции в Калгари победителем стал канадский стартап CarbonCure Technologies. Приз команды составил 7,5 миллиона долларов США. Победившая технология заключается в захвате определённого количества выбросов CO2 электростанции и добавлении его в систему регенерации бетонного завода. Там углекислый газ вступает в реакцию с ионами кальция в цементе, образуя минеральные наночастицы, которые при добавлении в бетонную смесь увеличивают её прочность до 10%.
Необходимые для этого изменения можно внести всего за одно посещение завода. Для этого нужно лишь внедрить клапанную установку, которая будет "скармливать" бетонной смеси нужное количество углекислого газа из баллона во время замешивания.
Эта технология позволит производить бетон с меньшими затратами воды, сократит твёрдые отходы производства, и, что самое главное, сократит количество необходимого для производства цемента.
Победителем в Вайоминге стала команда CarbonBuilt из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе. Здесь победители также получили приз в 7,5 миллиона долларов. Их технология очень похожа на описанную выше: углекислый газ захватывается из потока дымовых газов электростанции и добавляется прямиком в бетонную смесь.
Команда CarbonBuilt заявляет, что их технология сокращает углеродный след от производства бетона на целых 50%, а также требует до 90% меньше портландцемента для его производства.
При этом получившийся бетон ничем не уступает традиционному, такой же крепкий и прочный. Для финальной демонстрации проекта команда инженеров создала бетонные блоки, каждый из которых содержал по 340 грамм углекислого газа. Этим они также продемонстрировали, что при помощи их технологии за 24 часа можно использовать в производстве целых 135 кг CO2.
"Производство портландцемента, ключевого ингредиента, скрепляющего бетон, в ответе примерно за 7% мировых выбросов CO2. Бетон также можно легко производить, используя CO2 в качестве исходного материала, что наглядно продемонстрировали команды-победители", – отметил вице-президент по климату и энергии проекта XPrize Марсиус Экставур (Marcius Extavour).
Использование этих новых технологий должно помочь уменьшить выбросы тяжёлой промышленности в атмосферу, что станет важным этапом в борьбе с изменением климата.
Больше интересных новостей из мира науки и технологий вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
