В Пермском Политехе проанализировали выбросы парниковых газов и технологии декарбонизации цементных производств
Группа из Пермского Политеха (ПНИПУ) исследовали объем выбросов CO2 цементных заводов Уральского региона и предложили комплекс решений, который может снизить эмиссию углекислого газа.
Предприятия по производству цемента являются одними из наиболее крупных источников парниковых газов, в частности, углекислого газа. Согласно данным 2019 года, который приводят ученые, цементные заводы производят около 8 % мирового объема выбросов CO2.
Группа исследователей из Пермского Политеха провела анализ на примере двух крупных предприятий Уральского региона – ООО «Горнозаводскцемент» и ОАО «Сухоложскцемент». Для расчета выбросов парниковых газов использовались методика 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).
– Цементное производство – 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, – рассказывает одна из разработчиков, выпускница бакалавриата кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха Ксения Хусаинова.
Спецификой российских производств является так называемый «мокрый метод» производства, который предполагает более высокий уровень парниковых газов, которые попадают в атмосферу.
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.
Второй частью исследования стало определение направлений снижения углеродного следа анализируемых производств.
– 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.
По словам ученых, 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 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 научно-технологического проекта «Технологии распределенной и климатически нейтральной энергетики» Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование».
В России тенденция декарбонизации промышленно-технологических процессов только набирает обороты, поэтому полученные результаты можно использовать для расчета и снижения парниковых газов и в других отраслях промышленности, считают экологи.
