Углекислый газ как строительный материал

Notice: Undefined variable: 16157.711325207 in /var/www/www-root/data/www/374.ru/tpl_text/text_picture.php on line 81

Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность животных, растений и человека. Основными антропогенными источниками являются сжигание ископаемого топлива, сжигание биомассы (например, лесов) и некоторые промышленные процессы (фото с сайта weathersavvy.com).

В начале августа университет Ноттингема (University of Nottingham) получил грант на общую сумму порядка £1,1 миллиона ($2,2 миллиона) на создание Центра инноваций по захвату и захоронению углерода (Centre for Innovation in Carbon Capture and Storage — CICCS). В нём специалисты разных стран будут разрабатывать технологии извлечения диоксида углерода из выбросов электростанций и дальнейшего его захоронения или использования.

Существует множество способов захвата и захоронения CO2. Например, его предлагают переводить в биотопливо или захоранивать в водоносных слоях.

Также известно о двух больших проектах, на которые возлагались и возлагаются большие надежды.

Первый: хранилище Saline Aquifer CO2 Storage, расположеное в Северном море. В ходе его работы с 1996-го по 2002 год в слои породы под дном ежегодно закачивалось около миллиона тонн углекислого газа.

Saline Aquifer CO2 Storage — характерный пример хранилища углекислого газа между слоями породы глубоко под океанским дном (иллюстрация с сайта iku.sintef.no).

Второй: FutureGen — проект по созданию нескольких электростанций в разных штатах, разрабатывающийся в США (мы о нём уже немного рассказывали). Планируется, что строительство первой такой станции начнётся в 2009 году, и уже к 2012-му ряд электростанций FutureGen начнёт действовать.

Кроме того, существуют различные похожие замыслы, которые ещё не воплощены в жизнь. Например, технология, которая позволит улавливать углекислый газ прямо из атмосферного воздуха. Или британский проект электростанции, которая весь вырабатываемый CO2 будет пускать на вытеснение нефти из соседнего месторождения.

Однако вернёмся в Великобританию. Открытие CICCS запланировано на октябрь 2007 года. Британцы рассчитывают, что к 2012 году этот центр станет одним из мировых лидеров в разработке подобных технологий и установит сотрудничество с большинством международных предприятий и исследовательских центров.

"Новые технологии, которые будет разрабатывать CICCS, помогут Соединённому Королевству добиться поставленной цели: уменьшить выбросы CO2 в атмосферу на 60 процентов, то есть ниже уровня 1990 года", — говорит директор центра — доктор Мерседес Марото-Балер (Mercedes Maroto-Valer).


Notice: Undefined variable: 16136.748797331 in /var/www/www-root/data/www/374.ru/tpl_text/text_picture.php on line 81

Парадокс: кирпичи на основе газа, вредного для природы, будут безвредными для человека. А ещё они должны оказаться достаточно лёгкими (фото с сайта reginarescuemission.org).

В Британии почти треть диоксида углерода (основного виновника возникновения парникового эффекта и, как следствие, глобального потепления) вырабатывается тепловыми электростанциями. Поэтому идея этих технологий заключается в том, чтобы захватывать этот газ прямо "на местах".

Непосредственно на электростанциях в специальных реакторах CO2 будут смешивать с минералом серпентином (его формула — 3MgO×2SiO2×2H2O). Серпентин (или, как его ещё называют, змеевик) очень распространён в природе, легко связывает диоксид углерода и переходит в смесь веществ, одним из которых является магнезит (MgCO3).

Из магнезита, в свою очередь, можно производить металлический магний, кроме того, он употребляется в производстве огнеупорного кирпича для кладки печей и других строительных материалов.

Кстати, полученный таким образом магнезит можно использовать в дорожном строительстве. Его можно применить и для производства строительных кирпичей, причём почти 40 процентов массы этих блоков будет составлять диоксид углерода. Как это ни удивительно, но выходит, что значительную часть дома или любой другой конструкции, построенной из такого материала, будет составлять этот самый парниковый газ.


Notice: Undefined variable: 16256.184534139 in /var/www/www-root/data/www/374.ru/tpl_text/text_picture.php on line 81

Как утверждает доктор Марото-Балер, CICCS позволит творчески подходить к решению поставленных задач за счёт сплочения сил как учёных — инженеров, математиков, биологов, геологов, — так и промышленников (фото University of Nottingham).

За счёт этого общий объём произведённых строительных блоков будет сопоставим с 1,5 тысячами объёмов хранилища, в котором газообразный CO2 оставался бы, в общем-то, бесполезным.

Вообще, по оценкам учёных, до 22 процентов минералов земной коры способны образовывать карбонаты, и подобные реакции сами собой происходят в природе. Но на это тратятся целые геологические периоды.

Если же процесс проводить искусственно при высоких температуре и давлении, то он будет занимать всего несколько минут.

Важно то, что процесс идёт необратимо, то есть образование карбонатов магния из исходных веществ "термодинамически выгодно" – реакция экзотермическая, так что человечеству не придётся опасаться повторного высвобождения CO2 в атмосферу ни при каких условиях. И это главный плюс данного способа захоронения.

Теперь о минусах. Насколько данная разработка будет выгодна с точки зрения экономики, пока неизвестно. Ведь, по оценкам специалистов, электростанция с такой системой захвата потребует дополнительного расхода топлива, поскольку на работу самой системы будет уходить немало энергии.

Потому главная задача учёных нового центра не только придумать технологию очистки выбросов на электростанциях, но и создать максимально экономичное решение этой проблемы.

После полной разработки процесса CICCS планирует продавать эту технологию нефтедобывающим и химическим компаниям, а также заняться объединением усилий электростанций и компаний-разработчиков стройматериалов для дальнейшей коммерциализации технологии.