Цемент вполне можно назвать фундаментом современной цивилизации. Без него невозможно представить себе строительство как таковое. Принято считать, что цемент стал приобретать привычные нам очертания в начале 19 века, хотя родственные материалы с похожими свойствами изготавливали ещё вавилоняне, ассирийцы, македонцы, римляне и многие другие народы.
При всей своей важности для человечества цемент имеет существенный недостаток – его производство сопровождается выбросами большого количества парниковых газов. Они составляют 90% мирового объёма выбросов углекислого газа от промышленных процессов и 5% от совокупных выбросов, если учитывать сжигание ископаемого топлива. Происходит это потому, что для превращения известняка в цемент необходима температура около 1500 ˚C. Для её достижения также необходимо сжигать большое количество того самого ископаемого топлива.
А так как этот материал нужен практически повсеместно и производится в огромных количествах, экологи вполне имеют право испытывать серьёзное волнение по поводу его общемирового производства. Только с 1930 по 2013 год в мире было получено порядка 76 миллиардов тонн цемента, что привело к выбросу в атмосферу 38,2 гигатонн углекислого газа.
И, тем не менее, известен факт, что тот же самый цемент способен поглощать парниковые газы. Положительный эффект этого процесса для экологии никогда не оценивался. В надежде восполнить этот пробел и хотя бы частично оправдать цемент, за дело взялась международная команда исследователей под руководством профессора Университета Восточной Англии Дабо Гуаня (Dabo Guan).
Учёные обнаружили, что в ходе естественного процесса карбонизации цемента и материалов на его основе происходит поглощение углекислого газа из воздуха, с которым действительно стоит считаться. Они проанализировали новые полевые данные, собранные в Китае, а также уже имеющиеся результаты исследований цемента на протяжении всего срока его службы, включая вторичное использование, и смоделировали региональное и глобальное поглощение атмосферного углекислого газа всеми этими материалами между 1930 и 2013 годами.
Как сообщается в официальном пресс-релизе, за этот временной период цементные материалы должны были поглотить около 4,5 гигатонн углерода или, в пересчёте на углекислый газ, 16 гигатонн. И это компенсирует до 43% выбросов углекислого газа при их производстве.
Была обнаружена также интересная зависимость процесса поглощения углекислого газа от возраста цемента. Так с 2000 по 2013 год материалы старше 5 и 10 лет должны были поглощать ежегодно 25 и 14% от общего количества поглощённого углекислого газа, соответственно. То есть в ходе старения цемента эффективность процесса повышается. Это происходит в том числе и потому, что материал "в возрасте" более склонен к разрушению, что в свою очередь ведёт к образованию новых полостей и поверхностей, готовых к полезной работе.
По мнению специалистов, результаты этого исследования заставят существенно пересмотреть модели глобальных выбросов парниковых газов в атмосферу. Кроме этого, они показывают, что цемент, сам по себе, – не такое уж большое зло, каким его выставляют экологи, и что главная проблема – это всё то же ископаемое топливо. И если его хотя бы частично удастся заменить при производстве, то в долгосрочной перспективе использование цемента может потенциально иметь даже положительный экологический эффект.
Результаты работы были опубликованы авторами в издании Nature Geoscience.
