Исследователи Новосибирского государственного университета представили работу, посвященную технологии усиленного выветривания минералов как одному из подходов к долговременному удалению углекислого газа из атмосферы (Carbon Dioxide Removal, CDR).
Горнодобывающие предприятия производят огромные объемы тонкоизмельченных отходов, которые содержат магний- и кальцийсодержащие силикатные минералы (серпентины, оливин, пироксены и др.). При взаимодействии с CO2и водой в результате последовательных реакций растворения и осаждения эти минералы превращаются в устойчивые карбонатные фазы, фиксируя углекислый газ в твердой форме. Это позволяет рассматривать хвостохранилища и отвалы как потенциальные площадки для естественной или ускоренной секвестрации углерода.
— рассказал директор Климатического центра НГУ кандидат физико-математических наук Георгий Лазоренко.
В работе приведены примеры предприятий, где уже зафиксировано активное связывание атмосферного CO2 за счет природного выветривания отходов горнодобычи. К ним относятся никелевые рудники в Австралии, отходы добычи хризотилового асбеста в Канаде и Австралии, а также кимберлитовые отходы алмазных рудников в Канаде и Южной Африке.
На основе анализа полевых данных исследователи выделили несколько категорий подходов к ускорению карбонизации горных отходов в поверхностных условиях: физические (увеличение реакционной поверхности и улучшение газопроницаемости отвалов), гидрологические (регулирование водного режима для баланса между растворением минералов и диффузией CO2) и биологические (использование биотических агентов и продуктов их жизнедеятельности для ускорения выветривания и карбонатообразования). Эффективность применения каждой из этих стратегий зависит от конкретных условий на объекте, а их ограничения (энергозатраты, климатическая зависимость, сложность контроля) определяют направления для дальнейших исследований и технологической оптимизации.
Согласно приводимым в статье глобальным оценкам, Россия входит в число стран с наибольшим потенциалом применения технологии усиленного выветривания на горных отходах. Это связано с наличием крупных месторождений никельсодержащих серпентинитов, хризотилового асбеста, платиновых руд, дунитов, а также кимберлитовых отходов алмазодобычи. Такое сочетание различных типов реакционноспособных пород и техногенных отходов создает в России уникальные предпосылки для развития данного направления CDR.
Дальнейшее развитие метода в России потребует проведения собственных полевых испытаний на действующих и законсервированных горнодобывающих предприятиях, адаптации стратегий ускорения к климатическим условиям (включая низкие температуры и сезонное промерзание пород), а также оценки экономической эффективности в сравнении с другими CDR подходами. Работы в этом направлении ведутся, в частности, на Карбоновом полигоне НГУ, где уже в лабораторных и полевых условиях исследуются процессы минеральной карбонизации отходов асбестового и других промышленных производств.
Статья «Усиленное выветривание минералов как инструмент связывания углерода в горнодобывающем секторе: текущие и будущие полевые испытания и эксперименты» («Enhanced mineral weathering as a carbon sequestration tool in the mining sector: Current and future field trials and experiments») опубликована в журнале Separation and Purification Technology.
Источник: Минобрнауки России
