Предприятия по производству цемента являются одними из наиболее крупных источников парниковых газов, в частности, углекислого газа. Это негативно влияет на окружающую среду. 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» (2022) и на V Международной научной конференции «От обращения с отходами к управлению ресурсами» (Пермь, 2021). 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 8 % мирового объема выбросов CO2, — рассказала 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 выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в РФ (Приказ МПР РФ от 30.06.2015 № 300) 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, — объяснила 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 % за счет уменьшения карбоната в сырье на 22 % и сокращения расхода углеродосодержащего топлива более чем на 50 %.
Результаты исследования также можно использовать для расчета парниковых газов от других отраслей промышленности, считают экологи.