703 просмотра

Выращивать кирпичи и не только: как уменьшить углеродный след бетона

Предприниматели используют поглощающие углекислый газ бактерии, утилизацию парниковых газов и другие методы, чтобы сделать популярный строительный материал более экологичным

Биобетон компании BioMason, выращенный с помощью бактерий. Фото: Jeremy M. Lange / The Wall Street Journal

Автомобили. Самолеты. Электростанции. Крупный рогатый скот. Все они являются крупнейшими источниками выбросов парниковых газов, которые способствуют изменению климата. Есть и другой виновник выбросов: бетон.

Бетон – самый часто используемый в мире строительный материал. Он играет большую роль в выбросах углекислого газа просто потому, что производство бетона такое широкомасштабное. В год производится свыше 4 млрд тонн цемента, основного компонента бетона. Это примерно 8% глобальных эмиссий углекислого газа, по данным Chatham House – лондонского аналитического центра, который среди прочего изучает изменение климата.

«Больше, чем бетон, мы используем только воду», – сказал доктор Джереми Грегори, исполнительный директор Центра устойчивого производства бетона в Массачусетском технологическом институте.

Пока что снизить эмиссии, связанные с производством бетона, оказалось невозможно, особенно с учетом того, что развивающиеся страны возводят новую инфраструктуру: дороги, мосты, плотины и порты. Для всего этого нужно огромное количество бетона.

Примерно половина эмиссий от бетона образуется в процессе производства стандартного компонента, называющегося клинкером. Его получают, нагревая измельченный известняк в гигантских печах. Помимо того, что для нагрева печей требуются большие объемы ископаемого топлива, в результате нагревания из известняка выделяется углекислота.

Чтобы решить эту проблему, предприниматели разрабатывают альтернативные продукты – низкоуглеродистые заменители бетона. Правда, пока что строительные компании не стремятся переходить на экспериментальные и потенциально рискованные материалы.

«Этим заменителям предстоит серьезно доказывать, что они пригодны для использования», – отмечает доктор Грегори.

Вот три технологии, находящиеся в разработке.

Биобетон

vyrashchivat-kirpichi-ne-tolko-kak-umenshit-uglerodnyj-sled-betona1_0.jpg

Стартап из Северной Каролины BioMason – это одна из нескольких компаний, создающих «биобетон» из натуральных материалов. Для выращивания цементных кирпичей используются бактерии: по заявлению компании, в результате этого процесса парниковые газы не выделяются вообще. Генеральный директор компании Джинджер Досье имеет опыт в архитектуре и говорит, что начала изучать технологию выращивания кирпичей в 2000-х гг. Она экспериментировала с разными методами во второй спальне своего дома. По ее словам, на разработку у нее ушли тысячи повторных попыток.

В компании заявляют, что запустят новую плитку на рынок уже в этом году, кроме того, BioMason вместе с ВВС США работает над проектом по «выращиванию» взлетно-посадочных полос.

Исследователи из Колорадского университета в Боулдере разработали процесс создания строительного материала с использованием бактерий, которые для роста поглощают углекислый газ и выделяют карбонат кальция. Карбонат кальция – это основной компонент известняка, который делает его твердым. Кирпичи, созданные по этой технологии, вероятно, смогут сами заделывать свои трещины!

Впрыск углекислого газа

Другой вариант: взять углекислоту, уловленную в результате промышленных процессов, и ввести ее в цементную смесь. В результате начнется процесс минерализации, похожий на образование известняка, говорит доктор Грегори. По этой технологии производства бетона используется меньше клинкера, кроме того, находит применение углекислый газ, удаленный из атмосферы. Для инженеров этот метод привлекателен, так как конечный продукт практически идентичен обычному бетону.

Гаурав Сант, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, недавно основал компанию CO2 Concrete, которая забирает выделяемый углекислый газ напрямую с заводов, включая цементные заводы, и вводит его в запатентованную смесь гидроксида кальция, воды и минералов.

Ключевое преимущество, по словам Санта, – в том, что из выбросов не нужно извлекать чистый углекислый газ перед тем, как добавить его в смесь. Это процесс дорогостоящий. Однако у технологии есть ограничение: из-за сложности процесса он используется только для отливки бетонных конструкций, которые потом транспортируются на строительную площадку. Обычный бетон замешивается и отливается сразу на месте.

Бетон с графеном

Будучи студентом-инженером в Университете Эксетера в Великобритании, Димитар Димов узнал о графене – сверхпрочном и сверхтонком материале, разработанном в 2000-х гг. в Манчестерском университете.

«Я подумал: почему бы не добавить самый прочный материал в бетон», чтобы увеличить его прочность и уменьшить объем, говорит Димов.

В то время графен стоил около $1000 за килограмм, из-за чего технология была бы слишком дорогостоящей. Но за последние годы цены на графен резко упали, что побудило доктора Димова создать компанию под названием Concrene Ltd, чтобы извлечь выгоду из производства бетона с графеном. Компания ведет переговоры с возможными клиентами, но пока не продала свой продукт.

vyrashchivat-kirpichi-ne-tolko-kak-umenshit-uglerodnyj-sled-betona2.jpg

Сверхпрочный синтетический материал графен укрепляет бетон и при этом делает его менее объемным. Фото: Concrene

Перевод с английского языка осуществлен редакцией Kursiv.kz

banner_wsj.gif

210 просмотров

Почему энергетики потребовали повышения тарифов

Участники рынка считают, что это покроет лишь текущие затраты энергоснабжающих станций

Фото: Аскар Ахметуллин

Новые предельные тарифы на электроэнергию в Казахстане утвердило Минэнерго РК – приказ был опубликован 30 июня. По мнению участников рынка, даже после повышения тарифы покроют лишь текущие затраты энергоснабжающих станций в 2020 году. Дальнейший рост стоимости топлива и увеличение гарантированного объема закупа у производителей возобновляемой энергии может привести к новому пересмотру тарифов.

Энергетики массово подали заявки на повышение установленных предельных тарифов в апреле 2020 года – обращение о корректировке тарифа прозвучало со стороны 35 из 44 действующих энергопроизводящих организаций страны. Директор департамента развития электроэнергетики Министерства энергетики Айдос Дарибаев объяснил: хоть в октябре прошлого года было утверждено повышение предельных тарифов энергопроизводящих организаций в среднем на 15%, а тарифы на электрическую энергию в соответствии с действующим законодательством устанавливаются на семь лет, но при этом производители электро­энергии имеют право обращаться за внеочередным повышением в случае фактического увеличения затрат. И именно фактическое увеличение затрат, по словам представителя Минэнерго, стало причиной обращения о корректировке тарифа.

Дорогие источники  

«С начала 2020 года увеличились затраты на приобретение топлива на 9,9%, тарифы на электроэнергию от возобновляемых источников энергии увеличились на 9,3%, при этом объем вырабатываемой энергии от ВИЭ увеличился в два раза. Также увеличились в тарифе доли платежей в бюджет и оплаты услуг системного оператора», – перечислил все форс-мажорные обстоятельства Дарибаев. По его словам, доля затрат на топливо в себестоимости электроэнергии составляет 35% в угольной генерации и 60% – в газовой. При этом еще 11% затрат традиционных энергопроизводителей уходит на закуп у ВИЭ по очень высокому тарифу. По данным участников рынка, киловатт зеленой электроэнергии обходится им сейчас в 43 тенге, а реализовывать его конечному потребителю они вынуждены по цене, не превышающей их предельный тариф.

Для понимания разницы: максимальное значение предельного тарифа до сих пор было у ТОО «МАЭК-Казатомпром» и равнялось 11,64 тенге за киловатт-час. И если ранее традиционная энергетика страны еще справлялась с ролью спонсора альтернативной энергетики, то сейчас в совокупности с другими факторами двукратный рост объемов этих закупок стал одной из причин повышения тарифов. 

«По возобновляемым источникам у нас наблюдается ежегодный рост закупаемого объема, все станции традиционной генерации закладывают в себестоимость данные расходы. В этом году фактически доля от закупа электроэнергии от ВИЭ в себестоимости киловатт-часа достигла одного тенге, выросла с 45–50 тиын до 95 тиын – 1 тенге в структуре себестоимости одного киловатта по энергопроизводящим организациям «Самрук-Энерго»; по рынку, наверное, то же самое произошло, – говорит управляющий директор по финансам – член правления АО «Самрук-Энерго» Айдар Рыс­кулов. – Вторая равнозначная причина – рост цен на топливо и рост стоимости его транспортировки. Основной поставщик энергетического угля – это «Богатырь Комир». В силу того, что он также находится в портфеле «Самрук-Энерго», мы в прошлом году согласовали повышение на 9,9%, в структуре затрат оно дало 2% роста себестоимости киловатта – это, грубо говоря, до 50 тиын», – добавил он.

В результате повышения этих составляющих многие электростанции стали работать в убыток: по словам директора ТОО «Степногорская ТЭЦ» Валерия Донцова, при установленном для его станции предельном тарифе 7,1 тенге за кВт*ч по факту себестоимость вырабатываемой электроэнергии перевалила за 8 тенге. Энергетикам при этом надо индексировать зарплату своему персоналу, поскольку отрасль и так испытывает кад­ровый голод: ее предприятия просто неконкурентоспособны на региональных рынках труда. «У нас на станции средняя зарплата составляет 117 тыс. тенге при средней зарплате в отрасли в 191 тыс. тенге и при зарплате на промышленных предприятиях региона свыше 200 тыс. тенге, – говорит Донцов. – Как можно удержать людей при такой разнице, если мы еще и в убыток себе работаем последние полгода?».

На модернизацию все еще не хватает

Минэнерго согласовало увеличение предельных тарифов энергопроизводящих организаций в среднем на уровне 16%, что в IV квартале 2020 года обернется для конечного потребителя прибавкой в 200 тенге в месяц к текущим счетам. При этом, по словам экспертов, нынешнее повышение тарифов позволит станциям лишь выйти в ноль по расходам в текущем году, а вот решить проблему износа оборудования станций на 60% оно не поможет. С модернизацией генерирующих мощностей в стране вообще сейчас все достаточно сложно, констатирует первый заместитель генерального директора АО «Центрально-Азиатская Электроэнергетическая Корпорация» Дюсенбай Турганов.

«Как известно, тариф на элект­роэнергию с 2019 года поделен на две составляющие с вводом рынка электрической мощности, – напоминает Турганов. – Предполагалось, что для инвестиций будет использоваться тариф на мощность, который изначально должен был составить 700 тыс. тенге/МВт*мес., которого было явно недостаточно для выполнения инвестиционных программ. В итоге данный тариф был утвержден в размере 590 тыс. тенге/МВт*мес., что только усугубило ситуацию. Решение о применении нулевой рентабельности окончательно могло поставить крест на будущем электроэнергетики страны, учитывая, что многие энергокомпании для реконструкции и модернизации оборудования брали большие кредиты, которые нужно выплачивать, при этом средств для инвестиционных программ практически нет», – добавляет он.   

По словам управляющего директора по развитию и продажам – члена правления АО «Самрук-Энерго» Марата Улданова, страна нуждается не только в модернизации действующих, но и в вводе новых мощностей традиционной генерации. 

Потребление электроэнергии в Казахстане ежегодно вырастает на 3–5%, по 3 млрд кВт*ч.  «Сейчас генерирующие мощности покрывают этот рост, но пиковые часы потребления, с 18.00 до 22.00, когда оно вырастает на 30% от нормы, нам уже покрывать тяжело – у нас уже не хватает резервов в Казахстане. И нет денег, чтобы создать эти резервы», – отмечает Улданов. Он напоминает, что в 2024 году на Экибастузской ГРЭС будет запущен новый блок в 500 мВт, в 2027 году там же произойдет запуск еще одного такого блока. Каждый из них по году способен будет производить 2,5 млрд кВт*ч, то есть при нынешних темпах роста потребления Казахстану необходимо вводить по одному такому блоку ежегодно. А его стоимость колеблется от 90 млрд тенге (при имеющейся инфраструктуре) до 300 млрд тенге (при строительстве с нуля). Очевидно, что таких денег нынешний тариф энергетикам не даст, но без нынешнего повышения станции стали бы использовать свои доходы, получаемые на рынке мощности и предназначенные для модернизации на покрытие своих текущих затрат, отмечает независимый эксперт Ануар Кошкарбаев.

«Текущее повышение тарифов не есть решение всех проблем станций, которые имеются сегодня, – это лишь восстановление тех условий работы станций, когда их тарифы на электро­энергию позволяют им полностью покрывать свои затраты на ее производство, – отмечает эксперт. – Но тут надо понимать, что без таких мер мы через три-четыре года можем прийти к той же ситуации, которая была в 2008 году, когда в энергосистеме из-за длительной нехватки средств у станций назревал дефицит мощности. Что было после 2008 года, мы все помним: была оперативно принята программа «предельных тарифов», которые начали резко расти, – иного выхода уже не было. Так что рост тарифов будет и дальше, сомнений нет, ведь расширение мощностей требует еще больше инвестиций, просто сейчас еще есть возможность прийти к этому росту постепенно», – заключает он.

banner_wsj.gif

#Коронавирус в Казахстане

Читайте нас в TELEGRAM | https://t.me/kursivkz

Читайте свежий номер

kursiv_uz_banner_240x400.jpg