Цементные заводы: неожиданный способ борьбы с углекислым газом в воздухе

Исследование выявило, что сочетание цементного производства с прямым захватом CO2 может снизить углеродный след сектора на 78% к 2050 году

Цементная промышленность ежегодно производит приблизительно 4 миллиарда тонн и отвечает за около 5–8% мировых выбросов углекислого газа. Исследование, проведенное ETH Zurich в сотрудничестве с американской компанией Heirloom Carbon Technologies, продемонстрировало, как можно интегрировать цементные заводы с установками для прямого захвата CO2 из атмосферы.

Предложенная концепция основывается на кальциевом цикле. При нагреве известняка в печи образуются негашёная известь и углекислый газ. В традиционном процессе выбросы возникают как от самого известняка, так и от топлива, использующегося для нагрева. Электрическая печь может устранить часть выбросов, связанных с топливом, а выделившийся при обжиге CO2 — отделить и сохранить.

Затем негашёная известь смешивается с водой и преобразуется в гашёную известь. Этот материал способен поглощать дополнительный углекислый газ из воздуха и вновь превращаться в известняк. Его можно вернуть в производство цемента, а захваченный газ — сжать и закачать в подземные хранилища.

По оценкам авторов, эффективность захвата колеблется от 85% до 96% в зависимости от энергетического баланса системы. На каждую тонну CO2, отправленную на хранение, приходится от 40 до 150 кг выбросов по всей технологической цепочке.

При использовании электричества от ветровых и солнечных источников результат оказывается лучше, чем при текущем энергетическом балансе в США. Тем не менее, промышленное масштабирование сдерживается высокой потребностью в электричестве, нехваткой электрических печей, инфраструктурой для транспортировки и хранения CO2, а также необходимостью государственной поддержки.

Модель демонстрирует, что синергия цементного производства и прямого захвата воздуха может снизить климатическое воздействие сектора на 78% к 2050 году.

Heirloom уже управляет установкой прямого захвата воздуха в Калифорнии мощностью 1000 тонн CO2 в год. Более крупный объект компания собирается построить в Луизиане. Авторы описывают работу как первый анализ полного жизненного цикла кальциевого метода прямого захвата, рассчитанный на промышленный уровень.