Изоляционные материалы на растительной основе как поглотители CO2?

Биоуголь предназначен для использования в строительстве в качестве изоляционного материала и может удалять CO2 из атмосферы. Изображение: Эмпа

Исследователи Empa ( Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологий, проводящая исследования в области передовых материалов и технологий) хотят разработать новый тип изоляционного материала из растительного сырья или отходов, который может постоянно связывать содержащийся в нем CO2 посредством специальной термической обработки и, таким образом, действовать как поглотитель CO2. Более того, после демонтажа зданий этот «биоуголь» и содержащийся в нем CO2 можно использовать в сельском хозяйстве для повышения плодородия почвы. Многообещающая идея убедила несколько финансирующих организаций, которые в настоящее время поддерживают эту концепцию в финансовом отношении.

Строительный сектор является наиболее материалоемким сектором и одним из важнейших факторов глобального изменения климата. На его долю приходится около 40 процентов мирового потребления энергии, 30 процентов выбросов парниковых газов и 36 процентов отходов, образующихся в ЕС. После значительных усилий, предпринятых в последние десятилетия для обеспечения того, чтобы здания потребляли меньше энергии и чтобы возобновляемые источники энергии все чаще использовались в ходе их эксплуатации, выбросы парниковых газов в этой области заметно сократились. Однако на протяжении всего жизненного цикла здания выбросы парниковых газов в ходе строительства и производство строительных материалов играют существенную роль, которая до сих пор мало учитывается по сравнению с выбросами при его эксплуатацией. В современных зданиях, выбросы выбросы парниковых газов, произведенные в результате строительства здания примерно так же высоки, как и выбросы при его эксплуатации. Таким образом, строительные материалы, удаляющие CO2 из атмосферы в долгосрочной перспективе, обладают большим потенциалом для уменьшения экологического следа зданий.

Как CO2 может быть связан в долгосрочной перспективе

Новый исследовательский проект группы ученых Empa под руководством Янниса Вернери основан на идее долгосрочного связывания CO2 в недавно разработанных изоляционных материалах. С этой целью растительное сырье — в идеале отходы сельского и лесного хозяйства — должно быть переработано в изоляционные материалы для зданий. Большая часть связанного в биомассе углерода, поглощенного растущими растениями из атмосферы в виде СО2, может быть навсегда закреплена специальной термической обработкой; он остается связанным с полученным биоуглем на протяжении всего срока службы здания и даже намного дольше. По окончании срока эксплуатации и разборки здания, биоуголь можно вывозить на поля. Там он повышает плодородие почвы и остается стабильным на протяжении столетий и тысячелетий — в отличие от других строительных материалов на растительной основе, таких как древесина или целлюлозная изоляция, которые выделяют накопленный CO2 при гниении или термической утилизации.

«Предстоит еще многое сделать, прежде чем эту идею можно будет воплотить в жизнь», — говорит физик Вернери, который, в сотрудничестве с исследователями из Цюрихского университета прикладных наук (ZHAW), специализируется на исследованиях и разработках новаторских изоляционных материалов. Помимо прочего, важно убедиться, что все ингредиенты новых материалов пригодны для последующего использования в качестве «удобрения». Кроме того, коммерческий изоляционный материал должен быть конкурентоспособен с точки зрения теплоизоляции и противопожарной защиты.

Вернери убежден, что, если удастся выполнить этот строгий набор требований, то в будущем изоляция на основе биоугля может значительно улучшить баланс CO2 в Швейцарии. Первоначальный анализ показал, что реальная частичная замена традиционных изоляционных материалов, таких как пенополистирол или минеральная вата, на биоуголь может ежегодно экономить полмиллиона тонн эквивалента CO2, с одной стороны, избегая выбросов при производстве традиционных материалов, а с другой стороны, длительным хранением СО2 в биоугле. Это соответствует более чем одному проценту от общего объема выбросов парниковых газов в Швейцарии.

Финансовая поддержка – из нескольких источников

Амбициозная концепция с большим потенциалом — таково было мнение различных финансирующих организаций, которые поддерживают подход Вернери в финансовом отношении. Среди них: Фонд Минерва, приверженный устойчивому использованию природных ресурсов, Совет ETH и Швейцарское федеральное управление Энергия (SFOE).  Недавно Климатический фонд Stadtwerk Winterthur  также предоставил субсидию на реализацию проекта,  которая поступает из добровольных взносов в размере двух сантимов за киловатт-час электроэнергии, покупаемой клиентами Stadtwerk Winterthur.

В головах исследователей Empa рождается множество потенциально прорывных идей — не все из них удается реализовать, а на некоторые просто нет финансирования. Empa Future Fund закрывает этот пробел: посредством профессионального сбора средств Empa Future Fund поддерживает захватывающие исследовательские проекты, а также особо многообещающие молодые таланты, которые еще не получили финансирования и признания в других местах,