Цемент без известняка: учёные нашли способ убрать 8% мировых выбросов CO₂

Производство цемента — один из главных загрязнителей планеты. На его долю приходится около 8% глобальных выбросов углекислого газа. Инженеры давно пытаются снизить этот показатель: повышают эффективность печей, переходят на чистые источники энергии. Но есть проблема, которую не решить простой заменой топлива. Дело в том, что при обжиге известняка (основного сырья для цемента) химически выделяется CO₂. Эти так называемые «прямые выбросы» даже превышают выбросы от сжигания угля или газа для нагрева печей.

Недавно в журнале Communications Sustainability вышла статья, которая предлагает радикально новый подход. Авторы работы — руководители и инженеры компании, уже получившей портландцемент в лаборатории из базальта — вулканической породы. Идея проста до гениальности: а что, если вообще отказаться от известняка?

Портландцемент, который мы используем с XIX века, получают путём нагрева известняка (карбоната кальция) с добавками вроде глины или золы. В результате образуется нужная известь (оксид кальция), но при распаде карбоната выделяется CO₂. Базальт же, наоборот, не содержит углерода. В его составе — кальций, алюминий, железо, магний, кремний и кислород. Чтобы извлечь из базальта кальций, нужен не простой нагрев, а более сложный процесс, напоминающий переработку или рафинирование. Сначала кислотой выщелачивают нужные элементы, затем с помощью химической реакции или энергии осаждают кальций в виде гидроксида кальция. После этого полученный порошок отправляют в печь с добавками — и при более низкой температуре, чем для известняка, получают портландцемент. Единственный побочный продукт — водяной пар.

Пока технология существует только в лаборатории. Но если её удастся масштабировать, строительная отрасль может избавиться от главного источника выбросов, не меняя привычного цемента.