Как инновационные материалы на основе биомассы могут превратить здания в огромные поглотители углерода

Строительные материалы, такие как бетон и пластик, могут играть значительную роль в хранении миллиардов тонн углекислого газа. Об этом сообщают в недавнем исследовании ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе и Стэнфордского университета, результаты которого опубликованы в журнале Science. Работа подчеркивает, как внедрение хранения CO₂ в зданиях, наряду с усилиями по декарбонизации экономики, может помочь достигать глобальных целей по сокращению выбросов парниковых газов.

Секвестрация углерода подразумевает захват углекислого газа — либо непосредственно из источника, либо из атмосферы — стабилизацию его и хранение таким образом, чтобы он не способствовал изменению климата. Традиционные методы включают закачку CO₂ под землю или хранение его в глубинах океана, но эти варианты сопряжены с техническими препятствиями и экологическими рисками.

«Потенциал довольно велик. А что, если вместо этого мы сможем использовать материалы, которые мы уже производим в больших количествах, для хранения углерода?» — говорит о перспективах Элизабет Ван Ройен, ведущий автор исследования и бывшая аспирантка Калифорнийского университета в Дэвисе.

Работая с Сэбби Миллер, доцентом кафедры гражданского и экологического строительства Калифорнийского университета в Дэвисе, и Стивом Дэвисом из Стэнфордского университета, Ван Ройен рассчитала потенциал хранения углерода в широком спектре распространенных строительных материалов, включая бетон (цемент и заполнители), асфальт, пластик, древесину и кирпич. Ежегодно во всем мире производится более 30 млрд тонн традиционных версий этих материалов.

Изучаемые подходы к хранению углерода включали:

• добавление биоугля, полученного путем нагревания отходов биомассы, в бетон;
• использование искусственных камней, которые могут быть загружены углеродом в качестве заполнителя для бетона и асфальтового покрытия;
• пластмассы и асфальтовые связующие на основе биомассы, а не ископаемых источников нефти;
• включение волокна биомассы в кирпичи.

Эти технологии находятся на разных стадиях разработки, некоторые из них все еще изучаются в лабораторных или пилотных масштабах, другие уже доступны для внедрения.

Исследователи обнаружили, что хотя биопластики могут поглощать наибольшее количество углерода, наибольший потенциал для хранения углерода заключается в использовании карбонизированных заполнителей для производства бетона. Это связано с тем, что бетон является самым популярным строительным материалом в мире: ежегодно производится более 20 млрд тонн.

Сырьем для новых процессов производства строительных материалов в основном являются малоценные отходы, такие как биомасса, отмечает Ван Ройен. Их внедрение повысит их ценность, создавая при этом экономическое развитие и продвигая круговую экономику.