Предприятия по производству цемента считаются одними из наиболее крупных источников парниковых газов, в частности, углекислоты. Российские цементные заводы чаще всего используют мокрый способ производства, который оставляет наибольший углеродный след. Ученые Пермского Политеха оценили выбросы углекислого газа на примере крупных цементных заводов Уральского региона и предложили способы, с помощью которых можно снизить количество парниковых газов.
Результаты работы экологи представили в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» и на V Международной научной конференции «От обращения с отходами к управлению ресурсами». Исследование выполнено в рамках приоритетного технологического проекта «Технологии распределенной и климатически нейтральной энергетики» Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование».
«Цементное производство — один из главных источников выбросов парниковых газов. Это сложный и многоступенчатый процесс, который напрямую влияет на окружающую среду. В частности, на этапе погрузки, измельчения и сушки материала образуется много пыли, а при обжиге сырьевой смеси выделяются пылегазовые выбросы с большим количеством углекислого газа. Согласно данным 2019 года, цементные заводы производят около восьми процентов мирового объема выбросов углекислоты», – рассказывает одна из разработчиков, выпускница бакалавриата кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха Ксения Хусаинова.
В России тенденция декарбонизации промышленно-технологических процессов только набирает обороты, поэтому тема снижения выбросов углекислого газа в различных отраслях промышленности актуальна, считают экологи. Для расчета выбросов парниковых газов используют методику количественного определения объема этих выбросов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в России и руководящие принципы инвентаризации парниковых газов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).
Ученые Пермского Политеха сравнили количество углекислого газа в выбросах двух цементных заводов — ООО «Горнозаводскцемент» и ОАО «Сухоложскцемент» по этим методикам. «Для снижения выбросов необходимо перейти на сухой или комбинированный способы производства, а также использовать альтернативное топливо для обжига сырья.
Кроме того, промышленные отходы можно применять в качестве «замены» глинистой или карбонатной части сырья. Например, отходы с большим содержанием оксида алюминия являются высококачественным техногенным минеральным сырьем, которое обладает материальным потенциалом для вторичного использования.
Они повышают прочность, жаростойкость и морозостойкость цемента, снижая углеродный след производства. Оборудование для улавливания парниковых газов и пыли на производстве также позволит сократить количество выбросов», – объясняет руководитель проекта, профессор кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха, доктор технических наук Галина Батракова.
Ученые рассчитали выбросы углекислого газа с помощью метода сценарного моделирования, используя программный продукт OpenLCA и базу данных Environmental Footprints. Они оценили углеродный след предприятий цементной отрасли, их влияние на изменение климата, воздействие на экологические системы и вред здоровью человека.
По их словам, использование минеральной добавки в процессе производства цемента мокрым способом позволит снизить расход минеральных ресурсов и топлива, сократит выбросы углекислого газа на 30 процентов за счет уменьшения карбоната в сырье на 22 процента и сокращения расхода углеродосодержащего топлива более чем на 50. Результаты исследования также можно использовать для расчета парниковых газов от других отраслей промышленности, считают экологи.