Ученые НГУ оценили потенциал технологии усиленного выветривания горных пород для связывания CO2
Исследователи Новосибирского государственного университета (НГУ) представили работу, посвященную технологии усиленного выветривания минералов как одному из подходов к долговременному удалению углекислого газа из атмосферы.
Перспективной стратегией удаления углекислого газа из атмосферы считается технология усиленного выветривания (EMW, Enhanced mineral weathering), использующая для связывания атмосферного CO₂ естественный процесс растворения силикатных минералов.
По мнению авторов исследования, Россия входит в число стран с наибольшим потенциалом применения технологии усиленного выветривания на отвалах горнодобывающих предприятий. Это связано с наличием крупных месторождений никельсодержащих серпентинитов, хризотилового асбеста, платиновых руд, а также кимберлитовых отходов алмазодобычи.
«Горнодобывающие предприятия производят огромные объемы тонкоизмельченных отходов, которые содержат магний- и кальцийсодержащие силикатные минералы — серпентин, оливин, пироксены и другие. При взаимодействии с CO2 и 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 один из авторов исследования, 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 авторы 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). По мнению исследователей, 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.
По оценкам ученых, 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. 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.