Сокращение воздействия строительства на климат с помощью кирпичей из водорослей

Цемент — важнейший связующий ингредиент бетона, кирпича и строительного раствора — является климатическим кошмаром. Для его изготовления известняк и глину нагревают до чрезвычайно высоких температур, используя ископаемое топливо, загрязняющее углерод. Это запускает химический процесс, который также выбрасывает в атмосферу огромное количество углекислого газа. Этот процесс настолько углеродоемок, а цемент настолько широко используется, что на его долю приходится около 8% мировых выбросов CO2. Поскольку прогнозируется, что к 2060 году мировой строительный фонд удвоится, защитники климата отчаянно нуждаются в быстром выходе на рынок альтернативных материалов.

Завод в Лонгмонте, штат Колорадо, может дать ответ. К концу этого года здесь начнут производить бетонные кирпичи, изготовленные не из цемента, а из водорослей. Компания Prometheus Materials, созданная в 2021 году в результате исследовательского проекта Университета Колорадо, берет микроводоросли, обычно встречающиеся в озерах или прудах, и выращивает их в биореакторах. Они добавляют воздух, поэтому водоросли могут питаться содержащимся в них углекислым газом, а также морской водой и светом светодиодных ламп. Это позволяет водорослям производить цементоподобное вещество, способное связывать песок с гравием или камнем для изготовления бетона. Этот метод имитирует естественный процесс, посредством которого организмы формируют твердые коралловые рифы и морские ракушки.

Кирпичи на основе водорослей поступят в продажу в 2023 году. Они были разработаны в сотрудничестве с американской архитектурной фирмой Skidmore, Owings & Merrill (SOM) и частично профинансированы ею, известной созданием Бурдж-Халифа в Дубае и Нью-Йорка. Один Всемирный торговый центр.

По словам генерального директора Prometheus Materials Лорен Бернетт, при производстве кирпичей в настоящее время выделяется десятая часть выбросов CO2 от обычного производства бетонных блоков. По словам Бернетта, когда компания завершит установку солнечных панелей для питания своего производственного предприятия, этот процесс будет углеродно-нейтральным, а через три года - углеродно-отрицательным. «Во время процесса практически не выделяется CO2, и мы фактически улавливаем CO2», — говорит он. «Потому что водоросли поглощают его посредством фотосинтеза, а затем мы встраиваем эти водоросли в наши строительные материалы».

График производства «Прометея» ставит его в авангарде движения по замене углеродоемких традиционных строительных материалов, таких как сталь и бетон, материалами, полученными из растений и других организмов. Сектор так называемых «биологических» материалов все еще находится в зачаточном состоянии. Но сторонники говорят, что у него есть потенциал превратить строительную отрасль из одного из крупнейших в мире источников выбросов (на долю которого приходится 11% выбросов CO2) в поглотитель углерода. То есть из климатического злодея в часть решения.

Использование природы в строительстве не является чем-то новым. На протяжении тысячелетий люди брали растения и органические вещества, растущие вокруг них, и превращали их в структуры. От Южной Африки до Англии и Афганистана солому издавна смешивали с почвой и водой, чтобы получить початок. Быстрорастущий и прочный бамбук является ключевым элементом многих традиционных архитектурных сооружений Восточной Азии. А древесина сохранила свою историческую популярность во многих странах: 90% новых домов в США по-прежнему построены с деревянным каркасом. За последние несколько десятилетий защитники окружающей среды настаивали на том, чтобы эти поглощающие углерод материалы стали нормой в домах и мелкомасштабном строительстве.

Но масштабное строительство из натуральных материалов оказалось затруднительным (хотя в некоторых городах появляется несколько громких деревянных небоскребов). Итак, ученые разрабатывают новое поколение материалов органического происхождения, достаточно прочных и универсальных, чтобы заменить углеродоемкую сталь и бетон. Чтобы стимулировать эти усилия, в июне Министерство энергетики США объявило о выделении грантов в размере 39 миллионов долларов на 18 проектов, работающих над «технологиями, которые могут превратить здания в структуры чистого хранения углерода». Команда Университета Колорадо, создавшая кирпичи из водорослей, стала одним из получателей. Другой получатель гранта работает над изоляционным материалом на основе грибов, который можно использовать для модернизации домов. Третий хочет добавить микробы в древесину, чтобы создать «живой» материал «с прочностью стали».