齐柏林感到欣慰 圆石藻可成为环保水泥的材料
右图是显微镜下的球石藻,左为以球石藻做成的混凝土块。(图/科罗拉多大学)
空拍摄影师齐柏林生前的「看见台湾」纪录片,既看到台湾的美,但也看到台湾许多不环保的产业,其中水泥公司为挖取石灰石,最常被提及。事实上水泥业对环境的破坏不只是台湾的问题,各国都有类似的困境。科学家发现,培养一种以碳酸钙为基础物质的微藻类,就可以生产足够数量的石灰石来制造水泥,就不必挖山取矿。
新阿特拉斯(News Altas)报导,水泥是现代现代建筑物的主要材料,同时,水泥再进一步调配,成为更坚固的混凝土,用处更大。但是生产水泥却并不环保,除了前言提到的取矿阶段就已经破坏山林,在制造过程中,又是一连串的碳排放反应。全球水泥业每年所排放的温室气体占到7%,可见其严重性。
材料科学家威尔‧斯鲁伯( Wil Srubar)在渡假时前往泰国海岸,他在浮潜时看到美丽的珊瑚礁,然后开始联想到,各国的石灰石矿,其实都可视为古代的珊瑚礁或是贝类这种会制造碳酸钙的生物,于是他就开始思考,是不是能从源头上就寻找碳酸钙生物来做为水泥的材料?这促使他与其他研究伙伴找到了圆石藻。
圆石藻是一种包覆着碳酸钙外壳的单细胞海洋浮游植物,这些微小的生物与植物类似,都会行光合作用,不过与植物将吸收后二氧化碳转成叶子与木材不同的是,圆石藻是将二氧化碳转化为碳酸钙外壳,而且由于它们繁殖快速,因此效率比珊瑚礁更快更多。同时它们非常多,全球各地的海洋里都有,不管生活在温水、冷水、咸水和淡水中都有它们的身影。
斯鲁伯说:「在显微镜下,这些圆石藻非常漂亮,它们创造了非常复杂、美丽的碳酸钙外壳,可以视为围绕细胞的石灰石盔甲。」
团队收集足够浓度的球石藻,成为取代石灰石的水泥材料,欣慰的发现,以球石藻做成的水尼与混凝土,外观、品质都与普通混凝土完全一样。由于原材料不靠挖矿,因此这些水泥是净零碳排的,甚至是碳负质,因为相关的二氧化碳排放量,少于微藻捕获的量。
斯鲁伯说:「这个成果非常令人兴奋,我相信,我们找到了水泥和混凝土业最终的碳排解决方案。」
斯鲁伯和他的团队已获得美国能源部320万美元的资助,以继续优化这项技术,研究扩大生物石灰石水泥生产的方法。
科学家们计算出,以美国的水泥需求量估算,大约需要200万英亩(81万公顷)的露天池培养的球石藻,就可以满足美国的水泥需求,这个面积看起来很大,但只是美国种植玉米土地面积的1%。
团队表示,一但全球都推广应用这项技术,每年可以减少20 亿吨的二氧化碳排放量。