Бетон использовался в строительстве тысячи лет, он повсюду. Но его производство вносит основной вклад в глобальные выбросы углерода, и мы видели много исследований, направленных на снижение его воздействия на окружающую среду. Один из таких проектов, созданный VTT Finland, направлен на сокращение выбросов углерода при производстве бетона.
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», — сказал старший научный сотрудник VTT Тапио Вехмас. «Мы начали эксперименты, чтобы выяснить, как двуокись углерода действует в бетоне, как образуются карбоалюминаты и как этот процесс заменяет цемент и снижает выбросы углекислого газа».
Главный операционный директор Carbonaide Йонне Хирвонен (слева) и генеральный директор Тапио Вехмас ( справа) на пилотной установке в Холлале, ФинляндияVTT/Jarno Artika
Начались поиски подходящих низкоуглеродистых связующих. Эти эксперименты показали, что доменные шлаки сталелитейной промышленности могут карбонизоваться и хорошо работают в качестве эффективного связующего для замены обычного цемента в бетоне.
«Это не сработало сразу, но нам пришлось разработать материальную концепцию и искать подходящие активаторы», — добавил Вехмас. «Окончательная комбинация материалов связующего состояла из шлаков, остатков зеленого щелока и биозолы».
Затем проект обратил свои коллективные взоры 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%», — сказал 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.
Бетонная компания Rakennusbetoni- ja Elementti Oy использовала технологию Carbonaide для изготовления дворовой плитки на экспериментальной установке в Холлале, ФинляндияVTT
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 намерена увеличить производство и к 2026 году ввести в эксплуатацию 10 установок по всему региону, которые, как ожидается, к 2050 году будут поглощать около 500 мегатонн CO 2 в год. Текущий пилотный проект можно увидеть в работе на видео ниже.
«Наша цель в Carbonaide — создать более устойчивое будущее с помощью передовых технологий, которые не только сокращают выбросы углерода строительными материалами, такими как бетон, но и улавливают больше CO2, чем они выделяют в течение всего срока службы», — сказал Вехмас. «Вполне естественно, что искусственная среда становится поглотителем CO2, поскольку это самый большой объем искусственного материала».
Первая автоматизированная производственная линия Carbonaide в Холлоле
