Технология ускоренного выветривания (EW) использует измельченные горные породы для интенсификации естественных процессов поглощения углекислого газа из атмосферы, предлагая значительный потенциал в борьбе с изменением климата.
Исследование, опубликованное в феврале 2025 года, прогнозирует, что к 2050 году внедрение EW в американское сельское хозяйство может привести к удалению 160-300 миллионов метрических тонн CO2 ежегодно, приближая страну к достижению целей по нулевым выбросам. По оценкам, стоимость удаления CO2 с помощью EW может снизиться до примерно 100-150 долларов за тонну CO2 к 2050 году, что делает ее конкурентоспособным вариантом по сравнению с другими методами удаления CO2. Изначально рассматривался оливин, но опасения по поводу его токсичности привели к предпочтению базальта, несмотря на более медленную скорость выветривания. Исследования, проведенные в Великобритании, показали, что применение базальта может значительно повысить урожайность, в среднем на 20,5% на участках прямой посадки и на 9,3% на участках с вспашкой, а также стабилизировать pH почвы. Эксперименты в Индии показали, что применение базальта может увеличить урожайность чая до 20%. Ускоренное выветривание горных пород (ERW) является одной из перспективных технологий с отрицательными выбросами, обладающей потенциалом для быстрого масштабирования благодаря использованию существующей инфраструктуры.
Процесс основан на естественном химическом выветривании, при котором атмосферный CO2 улавливается за счет растворения силикатов или карбонатов. В естественных условиях этот процесс занимает миллионы лет, но его можно ускорить, измельчая породы, такие как базальт, в мелкий порошок. Этот порошок, обладая большой реакционноспособной поверхностью, распределяется по обширным территориям, например, сельскохозяйственным угодьям. Там почвенные бактерии и корни растений способствуют химическим реакциям, ускоряя поглощение углерода. Исследования показывают, что применение базальта на пахотных землях может увеличить их способность выступать в качестве чистого поглотителя CO2 двумя основными путями: преобразование атмосферного CO2 в растворенные формы и последующая потеря растворенного CO2 в реках и океанах, а также осаждение карбонатов в почве. Исследования также предполагают, что EW может положительно влиять на качество воздуха в регионе, снижая уровень приземного озона и вторичных аэрозолей, которые могут быть вредны для сельскохозяйственных культур и здоровья человека.
Моделирование ERW демонстрирует, что в регионах с благоприятными климатическими условиями, таких как тропические широты и Индия, скорость улавливания углерода может достигать 1,2-1,6 тонны на гектар в год. Базальт, помимо своих углеродопоглощающих свойств, также улучшает качество почвы, регулируя ее кислотность и способствуя повышению урожайности, что делает его двойным преимуществом для сельского хозяйства и экологии. Исследования в Индии показали, что применение базальта может повысить урожайность чая до 20%.
Ученые из Стэнфорда разработали метод, ускоряющий выветривание минералов, превращая их в материалы, способные поглощать CO2. Этот процесс, вдохновленный производством цемента, заменяет песок силикатом магния, что приводит к образованию оксида магния и силиката кальция — минералов, выветривающихся значительно быстрее. Эксперименты показали, что тонна таких минералов способна поглотить тонну CO2. В сравнении, упоминается, что этот метод может создавать новый источник дохода для фермеров за счет углеродных кредитов. Важно отметить, что эффективность методов ERW зависит от множества факторов, включая климат, почвенные условия, сельскохозяйственные практики и логистику поставок. Также необходимо учитывать энергетические потребности и воздействие на окружающую среду, связанные с добычей, измельчением и транспортировкой горных пород. Если эти источники энергии поступают из ископаемого топлива, это приведет к выбросам углерода, что частично сведет на нет преимущества удаления углерода. Таким образом, общий углеродный след процесса уплотнения имеет решающее значение. Исследования продолжаются для точной оценки потенциала ERW в крупномасштабном удалении CO2.