Бетон использовался в строительстве тысячи лет, он повсюду. Но его производство вносит основной вклад в глобальные выбросы углерода, и нашим постоянным читателям знакомо множество исследований, направленных на снижение воздействия производства бетона на окружающую среду. Один из таких проектов, выделенных VTT Finland, направлен на то, чтобы сделать производство бетона полностью углеродно-отрицательным.
Финский центр технических исследований VTT десятилетиями изучает негативные последствия карбонизации — медленного процесса, при котором углекислый газ со временем повторно поглощается бетоном и может привести к коррозии стальной арматуры. В конце 2010-х исследователи начали сосредотачиваться на том, чтобы превратить эти проблемы в преимущество. «Мы решили разработать углеродоотрицательный бетон, не зная точно, как это сделать, — рассказал старший научный сотрудник VTT Тапио Вехмас. — Мы начали экспериментировать, чтобы выяснить, как двуокись углерода действует в бетоне, как образуются карбоалюминаты и как этот процесс заменяет цемент и снижает углеродный след».
Начались поиски подходящих низкоуглеродистых связующих. Эти эксперименты показали, что доменные шлаки сталелитейной промышленности могут быть карбонизированы и хорошо работают в качестве эффективного связующего для замены обычного цемента в бетоне. «Это не сразу получилось, но нам пришлось разрабатывать концепцию материала и искать подходящие активаторы. Окончательная комбинация материалов связующего состояла из шлаков, остатков зеленого щелока и биозолы», — добавил Вехмас.
Затем команда обратила свой коллективный взор на коммерциализацию, создав пилотную автоматизированную систему карбонизации, которая связывает CO2 в сборный железобетон при атмосферном давлении, и установил ее внутри контейнера, который был расположен рядом с бетонным заводом в Холлоле на юге Финляндии. Владелец этого завода, компания Rakennusbetoni-ja Elementti Oy, впоследствии использовала эту технологию для создания дорожного покрытия с отрицательным выбросом углерода для укладки на строительной площадке Skanska.
«На пилотной установке мы продемонстрировали, что наша технология способна снизить выбросы CO2 из обычного бетона на 45%», — заявил Вехмас, ныне генеральный директор дочерней компании VTT Carbonaide. «Прошлой осенью мы продемонстрировали снижение углеродного следа нашей продукции до -60 кг/м3 за счет замены портландцемента шлаком». Сообщается, что углеродный след обычного бетона составляет около 250-300 кг на кубический метр.
В настоящее время Carbonaide намерена построить первую в мире опытную промышленную линию по производству углеродоотрицательного бетона и получила начальное финансирование в размере 1,8 млн евро (около 1,95 млн долларов США), чтобы начать работу. Ожидается, что установка размером с завод в Холлоле в сочетании с полностью функционирующей цепочкой создания стоимости «минерализует до пяти тонн CO2 в день и увеличит производство своих углеродоотрицательных бетонных изделий в 100 раз».
Компания стремится увеличить производство и к 2026 году ввести в эксплуатацию 10 блоков по всему региону, которые, как ожидается, к 2050 году будут ежегодно связывать около 500 мегатонн CO2.
