Сколько углекислого газа «съедает» цемент
Цемент поглощает почти половину того СО2, который образуется при его производстве.
При производстве цемента известняк и глину нагревают вместе до температуры свыше 1000°С, при этом известняк – соль кальция и угольной кислоты – декарбонизуется, то есть расщепляется на углекислый газ СО2 и оксид кальция, или известь. Оксид кальция вступает в дальнейшие химические реакции, в результате которых появляются минералы, составляющие вещество цемента. А вот углекислый газ улетает в атмосферу.
Как мы знаем, СО2 относится к парниковым газам, поэтому можно представить, что могут сказать экологи по поводу цементных заводов, особенно, если учесть, что для разогрева печей, в которых обжигают смесь глины и известняка, нужно сжечь немало топлива, а при его сжигании получается опять же немало углекислого газа. Причём известно, что собственно при декарбонизации известняка получается примерно половина «цементного» СО2.
Но при всём при том известно, что сам цемент способен впитывать углекислый газ обратно. Когда СО2 проникает в известковый раствор, в частицы бетона, в прочие цементосодержащие строительные материалы, он претерпевает ряд химических превращений и в атмосферу уже не уходит. Много ли его таким образом оседает в цементной ловушке?
Фэнмин Си (Fengming Xi) и его коллеги из Китайской академии наук полагают, что много – 43% от всего СО2, который образуется при цементном производстве. Исследователи сначала собрали данные о том, как используют цемент в разных странах: их интересовали толщина бетонных блоков, особенности строения бетона, как долго бетонные конструкции находятся на открытом воздухе во время стройки, что происходит с бетонными строениями после их разрушения, и т. д.
С другой стороны, с помощью лабораторных экспериментов удалось выяснить, с какой интенсивностью цемент поглощает углекислый газ, будучи в разном состоянии – например, сколько СО2 цемент поглощает на открытом воздухе, или засыпанный землёй, или в закрытом помещении. Экспериментальные данные и строительно-промышленные данные совместили в компьютерной модели, которая сообщила, что в период с 1930 по 2013 гг. «мировой» цемент поглотил 4,5 гигатонны углекислого газа – то есть 43% всего СО2, образовавшегося при его производстве. Если сравнивать с лесным поглощением СО2, то эти 4,5 гигатонны составляют более 20% того, сколько углекислого газа «съели» леса Земли на последние несколько десятилетий. Полностью результаты исследований опубликованы в Nature Geoscience.
По словам Роб Джексона (Rob Jackson), председателя международного проекта Global Carbon Project, цель которого – следить за углеродом в земной биосфере, обычно в экологических моделях, посвящённых углероду, много внимания уделяется выбросам СО2 в атмосферу, но в то же время мало говорится о том, сколько углекислого газа фиксируется на поверхности земли.
И «цементная» работа наглядно показывает, что земные ловушки СО2 всё-таки надо учитывать – они могут играть довольно большую роль в динамике углекислого газа и углерода. Возможно, в будущем появятся новые марки цемента, которые станут поглощать ещё больше СО2, но пока что, если мы хотим сделать производство цемента более экологичным, стоит задуматься над тем, что можно сделать с топливом для печей – ведь на него, как мы помним, приходится половина углекислого газа, вырабатываемого при обжиге цементного сырья.
По материалам Science.
