Бетон, изготовленный путем смешивания цемента, заполнителя (песка и/или гравия) и воды, в настоящее время является наиболее популярным строительным материалом, необходимым для крупномасштабных проектов. Только на строительство атомной электростанции и связанной с ней инфраструктуры требуется около миллиона кубических метров бетона. Однако производство цемента связано с выбросами огромного количества газов, которые нагревают климат.
Использование тепла, выделяющегося при переработке стали
В основном это касается химических реакций, которые происходят, когда известняк нагревается до температуры 1450 градусов по Цельсию в огромных вращающихся печах, работающих на ископаемом топливе. Высокая температура приводит к выделению углекислого газа из известняка. Всего из ископаемого топлива и известняка на каждую тонну цемента выделяется примерно одна тонна углекислого газа, а мировое производство достигает четырех миллиардов тонн и составляет 7,5% общего количества CO2, производимого человеком.
Разработанный учеными Кембриджского университета метод переработки, позволяющий получать цемент из старого бетона путем его нагрева, позволил бы существенно снизить углеродный след. По мнению ученых, если бы мы перешли на электрические печи и использовали возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, вместо ископаемого топлива, выбросов парниковых газов вообще не было бы.
Использование тепла, выделяющегося при переработке стали, может оказаться новаторским. Химические вещества, добавляемые в лом во время переплавки стали – флюсы, такие как известняк, плавают на поверхности расплавленного металла в виде шлака, предотвращая его реакцию с воздухом и образование загрязнений. Ученые из Кембриджа заметили, что состав бетона практически такой же, как состав шлака в электродуговых печах. На данный момент метод переработки старого бетона успешно опробован в небольшой дуговой печи в Институте обработки материалов в Мидлсбро.
Нулевой выброс углекислого газа
Главный научный сотрудник Сирил Дюнан рассказал BBC, что этот метод может позволить производить цемент с нулевыми выбросами углерода. «Мы показали, что высокие температуры в печи реактивируют бетон, а поскольку дуговые печи используют электричество, они могут работать от возобновляемых источников энергии, декарбонизируя весь процесс производства цемента», – отметил Дюнан.
Объединив это с переработкой бетона, переработка стали также становится менее загрязняющей. Поскольку производство используемых сегодня флюсов также связано с высокими выбросами углекислого газа. На этой неделе испанская компания Celsa попытается воспроизвести новый процесс в своей полномасштабной электродуговой печи в Кардиффе.
По мнению ученых из Кембриджа, их цемент с низким уровнем выбросов может к 2050 году удовлетворить до четверти спроса Великобритании. А в будущем – при более широком использовании электропечей – еще большую часть спроса во всем мире.
Читайте на тему: Космический бетон: смесь марсианской пыли
