Биоуголь: инновационный материал для устойчивого развития городов

Города продолжают расти, сталкиваясь со все возрастающим экологическим давлением. В ответ на это ученые ищут инновационные решения, способные сделать городскую среду чище, зеленее и устойчивее. Одним из таких многообещающих инструментов может стать биоуголь – богатый углеродом материал, который получают из органических отходов.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Biochar X, обобщены мировые научные работы и практические примеры его использования в таких мегаполисах, как Нью-Йорк, Сингапур и Токио. Биоуголь производят путем нагревания сельскохозяйственных, бытовых или промышленных отходов при низком содержании кислорода. Этот процесс не только сокращает количество мусора, отправляемого на свалки, но и «запирает» углерод в твердой стабильной форме, которая может оставаться в окружающей среде на протяжении долгого времени.

Одним из самых впечатляющих открытий стало влияние биоугля на качество воздуха. Известно, что асфальтовые покрытия, особенно в жаркую погоду, выделяют летучие органические соединения, загрязняя городской воздух. Исследование показывает, что некоторые виды биоугля способны поглощать до 76 процентов этих вредных выбросов. Это открывает новый путь к снижению загрязнения в густонаселенных центрах и одновременно продлевает срок службы дорожной инфраструктуры.

Перспективным оказалось применение биоугля и в строительстве. При добавлении в цемент и бетон он повышает прочность материалов, их долговечность и способствует долгосрочному хранению углерода. Не менее важны его свойства для городского сельского хозяйства и восстановления почв. Биоуголь улучшает пористость уплотненных городских грунтов, их способность удерживать воду и питательные вещества. Полевые испытания показали, что его использование вместе с органическим компостом может увеличить урожайность – например, перца чили на 50 процентов.

Стремительно развивается и технология очистки воды с помощью биоугля. Он демонстрирует высокую эффективность в удалении тяжелых металлов, красителей, органических загрязнителей и даже таких «вечных химикатов», как вещества PFAS. В некоторых системах очистки удалось удалить более 70 процентов свинца и до 95 процентов красителей. Кроме того, биоуголь способен более чем на 27 процентов увеличить выработку метана в системах анаэробного сбраживания, что поддерживает производство возобновляемой энергии из органических отходов.

Несмотря на многообещающие результаты, широкому внедрению технологии все еще мешают определенные трудности. К ним относятся необходимость стандартизации методов производства, недостаток экономических стимулов и отсутствие четкой нормативно-правовой базы. Различия в сырье и технологиях приводят к получению биоугля с разными характеристиками, что делает стабильность качества ключевым вопросом. Тем не менее, исследователи позиционируют биоуголь как универсальный материал, который может помочь городам стать более устойчивыми к климатическим изменениям и интегрироваться в модели экономики замкнутого цикла.