Z nowego badania przeprowadzonego przez inżynierów budownictwa lądowego i naukowców zajmujących się systemami ziemskimi z Uniwersytetu Kalifornijskiego, Davisa i Stanforda wynika, iż materiały budowlane, takie jak beton i tworzywa sztuczne, mogą zatrzymywać miliardy ton dwutlenku węgla. Badanie, opublikowane 10 stycznia w czasopiśmie Science, pokazuje, iż w połączeniu z krokami zmierzającymi do dekarbonizacji gospodarki, składowanie CO2 w budynkach mogłoby pomóc światu w osiągnięciu celów w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych.
„Potencjał jest dość duży” – stwierdziła Elisabeth Van Roijen, która kierowała badaniem jako studentka na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis.
Celem sekwestracji węgla jest pobranie dwutlenku węgla z miejsca jego produkcji lub z atmosfery, przekształcenie go w trwałą formę i magazynowanie z dala od atmosfery, gdzie nie może przyczynić się do zmiany klimatu. Proponowane programy obejmują na przykład zatłaczanie węgla pod ziemię lub składowanie go w głębinach oceanu. Podejścia te stwarzają zarówno wyzwania praktyczne, jak i zagrożenia dla środowiska.
„A co by było, gdybyśmy zamiast tego mogli wykorzystać materiały, które już produkujemy w dużych ilościach, do magazynowania dwutlenku węgla?” – powiedział Van Roijen.
Współpracując z Sabbie Miller, profesorem inżynierii lądowej i środowiskowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis oraz Stevem Davisem z Uniwersytetu Stanforda, Van Roijen obliczył potencjał magazynowania węgla w szerokiej gamie popularnych materiałów budowlanych, w tym w betonie (cement i kruszywa), asfalcie i tworzywach sztucznych , drewno i cegła.
Co roku na całym świecie produkuje się ponad 30 miliardów ton konwencjonalnych wersji tych materiałów.
Konkretny potencjał
Zbadane podejścia do magazynowania węgla obejmowały dodawanie do betonu biowęgla (wytwarzanego w wyniku ogrzewania biomasy odpadowej); stosowanie sztucznych skał, które mogą być obciążone węglem jako kruszywo do nawierzchni betonowych i asfaltowych; tworzywa sztuczne i spoiwa asfaltowe na bazie biomasy, a nie paliw kopalnych; oraz włączenie włókien biomasy do cegieł. Technologie te znajdują się na różnych etapach gotowości, niektóre są przez cały czas badane w skali laboratoryjnej lub pilotażowej, a inne są już dostępne do przyjęcia.
Naukowcy odkryli, iż chociaż tworzywa sztuczne pochodzenia biologicznego mogą wchłonąć największą ilość węgla wagowo, zdecydowanie największy potencjał magazynowania dwutlenku węgla kryje się w wykorzystaniu kruszyw gazowanych do produkcji betonu. Dzieje się tak dlatego, iż beton jest zdecydowanie najpopularniejszym materiałem budowlanym na świecie: każdego roku produkuje się go ponad 20 miliardów ton.
„Jeśli to możliwe, niewielka ilość składowania w betonie może bardzo pomóc” – powiedział Miller. Zespół obliczył, iż gdyby 10% światowej produkcji kruszyw betonowych pochodziło z węgla, mogłoby pochłonąć gigatonę CO2.
Surowcami do tych nowych procesów wytwarzania materiałów budowlanych są głównie odpady o niskiej wartości, takie jak biomasa, powiedział Van Roijen. Wdrożenie tych nowych procesów zwiększyłoby ich wartość, tworząc rozwój gospodarczy i promując gospodarkę o obiegu zamkniętym – dodała.
Konieczne jest pewne opracowanie technologii, szczególnie w przypadkach, gdy należy zweryfikować wydajność materiałów i potencjał magazynowania netto poszczególnych metod produkcji. Jednak wiele z tych technologii dopiero czeka na przyjęcie, powiedział Miller.
Van Roijen jest w tej chwili pracownikiem naukowym w Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Praca została wsparta grantem Millera CAREER z National Science Foundation.
