Каждый год около двух гигатонн (2 000 000 000 000 кг) CO 2 выбрасывается в окружающую среду из-за производства и использования цемента. Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды США (EPA), цемент занимает третье место среди десяти крупнейших источников промышленного загрязнения. Удивительно, но группа исследователей утверждает, что мы можем полностью остановить выбросы углерода, вызванные цементом, за одну ночь, заменив традиционный цемент их новым биогенным цементом на основе микроводорослей (вещество, полученное с использованием живых организмов).
Группа исследователей из Университета Колорадо в Боулдере совместно со своими коллегами из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) и Университета Северной Каролины в Уилмингтоне (UNCW) разработала уникальный углеродно-нейтральный метод, с помощью которого цемент может производиться из биологически выращенного известняка . Этот новый материал может значительно снизить загрязнение окружающей среды, вызванное строительными работами по всему миру.
Традиционный цемент против цемента из биогенного известняка
Интересно, что бетон, который в основном производится с использованием цемента , воды и гравия, считается наиболее потребляемым материалом в мире после воды. Будь то Северная Америка, Европа или Азия, строительную деятельность невозможно представить без бетона и особенно цемента.
Подчеркивая значение бетона, ведущий исследователь и профессор Калифорнийского университета в Боулдере Уил Срубар сказал: «Мы производим больше бетона, чем любой другой материал на планете, а это значит, что он затрагивает жизнь каждого».
Но коммерческое производство цемента связано с сжиганием большого количества известняка, что приводит к огромным выбросам CO 2 . Кроме того, качество воздуха в районе производства цемента также сильно ухудшается, поскольку при сжигании известняка в воздух выделяются различные загрязняющие вещества и токсичные газы. Решение этой проблемы пришло в голову профессору Уилу Срубару в 2017 году во время его поездки в Таиланд.
Профессор Срубар во время своего путешествия заметил естественные структуры карбоната кальция вокруг коралловых рифов. И он знал, что известняк тоже состоит из карбоната кальция. Глядя на месторождения CaCO3, он подумал, что, возможно, известняк можно выращивать естественным путем, а не добывать его в карьерах. Он спрашивал себя: «Если природа может выращивать известняк, то почему мы не можем?»
Когда он вернулся в США, он и его команда исследователей решили выращивать микроводоросли, называемые кокколитофоридами. Представители этого вида водорослей способны образовывать биогенный известняк, создавая отложения карбоната кальция во время фотосинтеза. Исследователи заметили, что, в отличие от природного известняка, для формирования которого под землей требуются миллионы лет , биогенная версия кокколитофоридов может быть получена в режиме реального времени.
Кроме того, кокколитофориды производили карбонат кальция за меньшее время по сравнению с коралловыми рифами, которые профессор Срубар наблюдал в Таиланде. Сырье, необходимое для образования биогенного известняка в морской воде, включало только растворенный углекислый газ и солнечный свет. Кроме того, поскольку микроводоросли могут выживать как в соленых, так и в пресных водоемах, их можно использовать для выращивания известняка практически в любой точке мира.
Известняк, выращенный из водорослей — это будущее
Исследователи утверждают, что производство известняка из кокколитофоритов настолько осуществимо, что при желании можно удовлетворить весь спрос на цемент в США. Все, что вам нужно сделать, это — позволить кокколитофорам цвести в водоеме площадью около двух миллионов акров. Для этого потребуется всего 0,5% всей имеющейся в стране земли.
Удивительно, но производство цемента из биогенного известняка является не только углеродно-нейтральным, но и углеродно-отрицательным, поскольку микроводоросли удаляют углекислый газ из окружающей среды и хранят его в форме карбоната кальция. Таким образом, бетон, полученный из этого цемента, может положить начало новой эре устойчивого строительства во всем мире.
«Для отрасли сейчас самое время решить эту очень серьезную проблему. Мы считаем, что у нас есть одно из лучших решений, если не лучшее, для цементной и бетонной промышленности, чтобы решить проблему углерода», — сказал профессор Срубар.
Профессор Срубар и его коллеги считают, что их революционный материал имеет все шансы заменить добытый из карьеров известняк и спасти планету от всего вреда, который он наносит окружающей среде.
