Хризотил против загрязнения атмосферы: как поймать CO2 с помощью минерального волокна

В 2024 году ученые из Новосибирского государственного университета (НГУ) оценили запасы отходов обогащения хризотила рядом с тувинским городом Ак-Довурак – предполагается, что отвалы переработанной горной породы площадью 82 га поглощают углекислый газ и другие выбросы из атмосферы.

В ходе экспедиции специалисты провели съемку отвалов горно-обогатительного предприятия «Туваасбест» с помощью беспилотника и построили 3D-модель, которая позволит оценить экологический потенциал отходов производства. В будущем она будет включена в Национальный кадастр антропогенных выбросов парниковых газов, который ежегодного издается в России. По словам ученых, в России есть еще несколько месторождений со схожим химическим составом отвалов, которые потенциально могут вносить существенную лепту в поглощение СО2. Последнее является результатом минерализации «пустых пород» с высоким содержанием диоксида углерода или оксида магния. При длительном контакте с атмосферным воздухом углекислый газ связывается с минералами и металлами в породах, образуя карбонаты.

Помимо отвалов «Туваасбеста», заморозившего производство в 1990-х годах, в России работают два комбината по добыче хризотилового асбеста — ПАО «Ураласбест» и АО «Оренбургские минералы». Они являются двумя крупнейшими компаниями по добыче асбеста не только в России, но и мире. На основе хризотилового волокна выпускают более 300 видов промышленной продукции, в том числе всем знакомые шифер, водопроводные и канализационные трубы, фасадные плиты, огнезащитные материалы и другие изделия. Из отходов обогащения породы комбинаты производят различные фракции щебня для строительства автомобильных и железных дорог и песок. Пока отвалы действующих ГОКов не были оценены учеными на предмет поглощения СО2, но в перспективе также могут стать точками снижения углеродного следа.

Сходные идеи высказывали американские ученые Калеб Вудалл и Дженифер Уликокс, предложившие использовать для поглощения углекислого газа отвалы асбестовой промышленности США. Они предлагают ускорить естественный процесс за счет химических реакций. По прогнозам Вудалла только 30 миллионов тонн отвалов вокруг асбестовой шахты в Вермонте способны поглотить около 12 миллионов тонн СО2, а мировая горнодобывающая промышленность производит достаточно отходов, чтобы уловить примерно 40 миллионов тонн углекислого газа в год. В 2020 году американские специалисты начали серию опытов, которые должны были интенсифицировать процесс связывания СО2 в отходах производства асбестовой промышленности.

В перспективе западные ученые намерены сделать ГОКи не просто «углеродно-нейтральными», а «углеродно-отрицательными». По данным MIT Technology review, основанным на исследовании горнодобывающего производства в Британской Колумбии, около 30% поглощающих отходов делают предприятие, работающее на экологичном типе энергии (к примеру, гидроэлектростанции), углеродно-нейтральным, а доля в 50% позволяет связывать дополнительный диоксид углерода.

Минерализация СО2 позволяет связать часть антропогенных выбросов в атмосферу на тысячи лет. Ученые предлагают немного ускорить естественный процесс, идущий крайне медленно. В природе диоксид углерода, содержащийся в дождевой воде, постепенно растворяет горные породы, которые превращаются в магний, кальций и прочие вещества. В итоге они оказываются в Мировом океане, из которого морские обитатели формируют себе ракушки и скелеты, а потом формируется известняк.