энергоэффективность и экологическая безопасность

Экология – это наука, которая изучает среду обитания различных живых организмов, их взаимодействие между собой и со своей средой обитания.

Сегодня ситуация сложилась так, что человек наносит окружающей среде непоправимый вред. Во многом это связано с неразумным использованием природных ресурсов. Одна из важнейших задач экологии состоит в том, чтобы сохранять и приумножать природные ресурсы.

Экология и энергосбережение – это два понятия, которые неразрывно связаны друг с другом. Каждый день мы используем электроэнергию для организации своего быта. Тепловые электростанции, которые поставляют нам эту энергию являются самыми загрязняющими среду производствами. Очевидно, что если мы хотим сохранить нашу планету живой и здоровой, нам следует использовать эту энергию экономно и целесообразно. Таким образом мы сможем уменьшить тот вред, который электростанции наносят природе.

Энергоэффективность и экологическая безопасность — основы устойчивого развития

Российская академия естественных наук — самая крупная общественная академия России, объединяющая более 5 тысяч ведущих специалистов, работающих в различных отраслях по наиболее значимым направлениям научно-технического прогресса, среди которых энергоэффективность, энергосбережение и развитие возобновляемой энергетики. Экономия ресурсов и охрана окружающей среды — две неразрывно связанные и актуальные проблемы, решению которых во всем мире уделяется большое внимание. Россия обладает огромными топливно-энергетическими ресурсами. Однако до сих пор этот потенциал продолжает использоваться далеко не лучшим образом. Сегодня на единицу выпускаемой продукции в России расходуется в 2,5–3 раза больше энергии, чем в США и Западной Европе, и в 4 раза больше, чем в Японии.

Потенциал энергосбережения в российской энергетической промышленности очень велик. Наряду с энергоустановками, работающими с коэффициентом полезного действия 90 % и выше, действует большое количество технологических печей, газотурбинных установок, сушильных агрегатов, КПД которых не превышает 30 %. Эффективность использования теплоты в этих агрегатах можно значительно повысить, причем для этого требуются капиталовложения, существенно меньшие в сравнении с затратами на добычу эквивалентного количества углеводородного топлива.

Опыт показывает, что внедрение новых энергосберегающих технологий, требующее подчас немалых инвестиций, в любом случае выгоднее, чем разработка новых месторождений и строительство новых энергетических мощностей. Одновременно реализуется главный принцип устойчивого развития — сохранение невозобновляемых источников энергии для будущих поколений. Кроме того, меньше энергии затрачивается на выпуск единицы продукции, уменьшаются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Уже сегодня в среднем по России на каждый вложенный в энергосбережение рубль получают 3,5–4 рубля экономии бюджетных средств. А общий потенциал энергосбережения в России оценивается в 30–40 % к суммарному потреблению первичных энергоресурсов.

До сих пор страна активно и повсеместно использовала природный газ как экономически выгодный вид топлива для электростанций, автомобилей, бытовых приборов. И сегодня он — опора экономики страны. Но будет ли так всегда или, скажем, столь долго, чтобы можно было не задумываться об альтернативных проектах? На вопросы нашего корреспондента Леонида Бурганова отвечает председатель Ассоциации газовых предприятий Дона Анна ГАВРИНА.

— Анна Леонидовна, вы являетесь кандидатом наук, председателем Ассоциации газовых предприятий Дона. Расскажите, пожалуйста, о ее деятельности. — Ассоциация, которую я возглавляю, создана в 2004 году по инициативе ряда предприятий малого и среднего бизнеса Южного федерального округа, работающих в сфере топливно-энергетического комплекса. Ее деятельность многофункциональна, но основными направлениями являются информационная и юридическая поддержка организаций отрасли, входящих в ассоциацию, обеспечение промышленной и энергетической безопасности предприятий за счет применения энергосберегающих технологий и энергоэффективного оборудования. Ведь повышение энергоэффективности использования энергоресурсов — одна из приоритетных задач российской экономики в силу того, что высокая энергоемкость производства снижает конкурентоспособность российской продукции на внутреннем и внешнем рынках, а применение энергоэффективного оборудования и новых технологий — один из важных элементов обеспечения энергетической безопасности. Повышение энергоэффективности российской экономики означает не только прямую экономию для отдельных предприятий, но и подъем конкурентоспособности российских производителей в целом. Еще одним важным направлением деятельности ассоциации является повышение экологической безопасности работающих предприятий отрасли. Наша страна богата нефтью, газом, углем, но важно сохранить эти запасы на как можно больший срок, при этом в борьбе с парниковым эффектом для обеспечения экологически безопасной жизнедеятельности будущего поколения найти и использовать альтернативные источники энергии и, применяя их, сохранить запасы невозобновляемых природных ресурсов, являющиеся залогом дальнейшего успешного экономического развития. Сейчас по инициативе членов ассоциации разрабатывается концепция программы «Экологическая безопасность региона за счет применения на автотранспорте экологически чистых видов моторного топлива». Ее реализация поможет снизить зависимость от добычи нефти как основного невозобновляемого источника энергии и повысить рациональное использование других энергоисточников (природный газ, уголь, промышленные отходы). — Что подразумевается под «экологически чистыми видами моторного топлива»?
— Это так называемые альтернативные виды моторного топлива, к которым относят компримированный и сжиженный природный газ (метан), сжиженный углеводородный газ (пропан-бутановая смесь), диметиловый эфир, водород, биогаз, синтез-газ, спирты, биотопливо. Достоинством их применения является значительное снижение вредных выбросов, в том числе канцерогенных веществ, в атмосферу и улучшение качества воздуха крупных мегаполисов, создание новых рабочих мест, снижение заболеваемости населения и, соответственно, затрат на его медицинское обслуживание. Применение альтернативных моторных топлив — актуальная и общественно значимая задача, требующая к себе повышенного внимания со стороны государственно-регулирующих органов, ученых-экологов, руководителей транспортных и производственных компаний, представителей союзов и ассоциаций, занимающихся проблемами экологии и топливно-энергетического комплекса. — Как эти проблемы решаются у нас в стране?
— В Государственной думе ФС РФ готовится к рассмотрению законопроект «Об использовании альтернативных видов моторного топлива». В этом году в ОАО «Газпром» утверждена «Целевая комплексная программа по развитию газозаправочной сети и парка техники, работающей на природном газе» на 2007-2015 годы. В соответствии с ней предусматривается ввод в эксплуатацию 200 новых АГНКС и 90 передвижных автогазозаправщиков в 47 субъектах РФ. В ряде регионов РФ разрабатываются и внедряются целевые программы по развитию сети автозаправочных станций и парка техники, работающей на альтернативных видах топлива. Например, в Свердловской области в 2006 году был реализован проект «Дорогу чистому транспорту!» Это сделано в целях содействия улучшению качества воздуха за счет перевода автотранспорта на КПГ в рамках Программы малых проектов в сфере охраны окружающей среды. Сейчас в некоторых областях ведутся работы по проектированию и строительству заводов по производству биоэтанола — спиртового топлива, вырабатываемого из зерновых культур, сахарного тростника или свеклы. — 7-9 ноября в Ростове-на-Дону состоится 1-й Донской нефтегазовый конгресс «Газификация Юга России, развитие альтернативных видов моторного топлива и повышение эффективности использования ПНГ». Расскажите, пожалуйста, об этом мероприятии. — Проведение подобных форумов сейчас особенно актуально. Они предоставляют возможность деловым кругам, представителям инвестиционных компаний, научного сообщества и государственным структурам, принимающим решения, обмениваться мнениями и дискутировать по важнейшим аспектам нефтегазовой отрасли, экологии, топливно-энергетического комплекса в целом. В работе конгресса примут участие видные ученые, депутаты ГД, представители ОАО «Газпром», НП «Российское газовое общество», Национальной газомоторной ассоциации, Союза нефтегазопромышленников России, Ассоциации взаимодействия субъектов ЮФО «Северный Кавказ», инвестиционные и транспортные компании, а также производители и разработчики оборудования. Конгресс проводится при поддержке Государственной думы ФС РФ, аппарата полномочного представителя президента Российской Федерации в ЮФО, администрации Ростовской области.

Современные учение стремятся найти альтернативные источники энергии.

Под понятием «источник энергии» понимаются природные вещества или явления, которые позволяют людям получать энергию.

Альтернативные источники энергии противопоставляют традиционным источникам. К традиционным, как мы уже указывали выше, относятся нефть, газ и уголь. Альтернативные источники нужны для того чтобы уменьшить негативное влияние традиционных источников энергии, которые наносят вред окружающей среде, а также являются исчерпаемыми. Существуют источники, которые способны предоставлять альтернативную энергию:

• энергия солнца
• энергия ветра
• энергия воды
• энергия земли
• биотопливо

Солнечную энергию получают из солнечного излучения. Солнечная энергия считается возобновляемым источником энергии. Под термином «возобновляемый источник» подразумевают неиссякаемые источники энергии. Плюсом этого вида энергии является ее экологичность, то есть процесс получения энергии не влечет за собой выброс вредных отходов и не загрязняет окружающую среду. Солнечную энергию получают с помощью солнечных электростанций. Данный вид энергии имеет как достоинства, так и недостатки. К достоинствам можно отнести доступность и, как было сказано выше, неиссякаемость и полную безопасность для окружающей среды.

К минусам относится зависимость от погодных условий и времени суток, из-за чего данный вид энергии можно использовать регулярно только в определенных климатических зонах. К недостаткам также относится и высокая стоимость подобных энергетических установок, так как в их производстве используются дорогостоящие элементы. Также эксплуатация солнечных энергостанций требует использования больших площадей.

Энергию ветра получают путем преобразования кинетической энергии ветра в атмосфере в любую другую форму энергии. Для этого используют различные приспособления, например, ветрогенераторы, ветряные мельницы, паруса. Энергию, полученную из ветра, также относят к возобновляемым видам энергии. Кроме того, энергия ветра доступна и безопасна для окружающей среды. К плюсам использования ветреной энергетики так же можно отнести и то, что ветреные энергостанции просты в обслуживании, не требуют длительной установки и больших затрат.

Но безусловно, существуют и некоторые минусы, например, мощность такой энергетической установки не зависит от человека, а зависит от природы, то есть от силы ветра. К незначительным минусам некоторые противники этой технологии относят опасность для птиц, ухудшение приема теле- и радио сигналов, изменения в ландшафте.

Суть водной энергетики состоит в том, чтобы преобразовывать кинетическую энергию водных масс в электрическую энергию. Энергию получают, используя гидроэлектростанции. Сила потока воды оказывает воздействие на турбины, которые вырабатывают электричество. Несомненным плюсом использования подобных установок является то, что этот источник энергии является неиссякаемым. Кроме того, гидроэлектростанции безопасны для окружающей среды. Энергия, полученная подобным способом достаточно дешевая. Наряду с плюсами есть и минусы, например, зависимость от погодных, климатических и природных условий. Строить станции можно только в определенных местах. Еще один недостаток заключается в том, что энергию, полученную таким способом трудно сохранить для реализации в более поздние сроки.

В научном сообществе электроэнергию, полученную с помощью тепловой энергии недр Земли, называют геотермальной энергией. Добывают ее благодаря использованию геотермальных электростанций. При остывании наша планета выделяет огромное количество энергии, которое в тысячи раз больше, чем выделяет ископаемое топливо. Энергия Земли является возобновляемым источником энергии. К достоинствам этого метода добычи электроэнергии можно отнести и то что он не зависит от условий окружающей среды. Минусы включают в себя высокую стоимость строительства и обслуживания таких электростанций. Также считается что подобные станции нельзя назвать полностью безопасными для окружающей сред, так как в результате работы станции происходит выброс пара, который может содержать вредные вещества.

Под понятием биотопливо понимается топливо которое было получено из животного или растительного сырья. Биотопливо может быть трех видов:

• твёрдое
• жидкое
• газообразное

Твердое биотопливо это дрова, щепки, солома. Сегодня человек выращивает специальные энергетические леса, которое состоят из пород быстрорастущих деревьев.

Жидкое топливо представлено в основном биоэтанолом и биодизелем. Биоэтанол в основном производят из сахарного тростника и кукурузы. Биодизель получают из жиров растительного и животного происхождения.

Газообразное биотопливо представлено биогазом, биоводородом, метаном. Биогаз получают из продуктов брожения органических отходов. Биоводород – это водород, который получили из биомассы термохимическим или биохимическим способ.

Энергосбережение в металлургии

Энергоносители Ед. изм. Черная металлургия Цветная металлургия Всего по отрасли
Электроэнергия млрд квт∙ч 60 85 145
Природный газ млрд м 3 22 8 30
Уголь энергетический млн т 2 7 9
Мазут топочный млн т 2 2 4

Энергопотребление в отрасли в среднем на 75 % обеспечивается за счет приобретения на рынке первичных топлива и энергии и лишь на 25 % — за счет собственной выработки электрической и тепловой энергии, а также вторичного использования топливно-энергетических ресурсов (ВЭР). Долю собственного производства энергоресурсов необходимо повышать, учитывая, что стоимость этой энергии в 2–3 раза ниже. Возможность успешно решать эту задачу доказали ряд наших предприятий: ММК, ОХМК, НЛМК, «Норильский никель» и др.

Проблемы энергосбережения в современном мире

Вопрос энергосбережения в современном мире становится ребром. Использование технологий, сберегающих энергию, уже не желание, а необходимость. Энергосберегающие технологии помогают не только сократить затраты на электроэнергию, но и сократить объем негативного влияния, которое человек оказывает на среду в течение жизни. А если мы добавим сюда постоянно растущие потребности землян, то необходимость экономии станет очевидной.

В наше время люди словно бы очнулись ото сна и начали ценить экологически чистые продукты, натуральные материалы, чистый воздух, чистую воду. Все чаще появляются проекты домов из натуральных материалов, люди покупают очищенную воду в бутылках и так далее.

Экология стала активно продвигаться в массы – множество людей задумались о том, как загрязнения среды влияют на их жизнь.

Загрязнением считается все отрицательные изменения среды, которые могут быть вызваны самыми различными факторами и негативно повлиять на животных, растения и на человека.

Одними из основных источников загрязнения являются теплоэлектростанции, нефтехимическая промышленность, металлургия, автотранспорт.

Если взят в расчет только электростанции, то уже даже они наносят колоссальный вред природе. Самые обычные лампы, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, способны стать источником загрязнения ртутью, свинцом или люминофором. Благодаря науке, мы имеем светодиодные ламп, использование которых существенно снижает уровень загрязнения среды.

И все же вернемся к теплоэлектростанциям. Пристальное внимание экологов не зря сосредоточено на этих объектах. Электростанции являются мощным источником загрязнения, так как в процессе их работы происходит:

• выброс в атмосферу опасных веществ;
• сброс технической воды в водоемы;
• потребление значительного количества кислорода и воды;
• изъятие больших площадей земли для захоронения отходов.

Все эти негативные влияния являются причиной закисления почв и воды, вызывают такое явление как «парниковый эффект», провоцируют множество необратимых процессов. Мало того, сюда добавляется еще и топливная проблема.

Топливо, используемое при работе станций, относится к невосполнимым ресурсам, а это значит, что через несколько десятков лет придется искать альтернативные источники энергии.

К счастью, на сегодняшний день мы имеем все шансы вывести планету из экологического и энергетического кризиса. Благодаря экологически чистым и энергосберегающим технологиям возможно создать установки, которые бы обеспечивали планету необходимой энергией, но при этом не вредили бы природной среде. Сюда относятся разнообразные очистительные установки и фильтры, а также применение энергосберегающих технологий – солнечных батарей или тех же светодиодных ламп.

Благодаря тому, что экологическая наука уже пустила корни во все сферы человеческой жизни, люди во всем мире начинают понимать всю необходимость экологически чистых технологий. Сюда стоит отнести и желание людей по всему миру использовать возобновляемые источники энергии или экологически чистые материалы. Важно осознать, что человечество способно не только разрушать, но и восстанавливать. Только делать это нужно точно также как разрушали – сообща, чтобы каждый сделал маленький шажок к счастью будущих поколений. А миллиарды маленьких шажков – это уже один большой шаг всего человечества в целом.

Перспективы биоэнергетики

Широкое использование биоэнергетики может сыграть существенную роль в ускоренном развитии внутреннего рынка России. Это подтверждает опыт Китая, Индии, Европейского союза, США, Бразилии и других стран.

Среди основных направлений биоэнергетики можно выделить производство топлива из сельскохозяйственных масличных культур, переработку отходов растениеводства, содержащих целлюлозу, переработку отходов животноводства, производство водорослей для превращения в биотопливо.

Исходя из этого, особенно применительно к условиям России, наиболее перспективными следует признать технологии переработки отходов животноводства и птицеводства.

Потребление электрической энергии в животноводстве составляет 13–14 млрд кВт∙ч в год или 62–64 % от общего потребления (20,3–22,7 млрд кВт∙ч) на производственные цели в сельском хозяйстве в последние годы.

Только животноводческие и свиноводческие комплексы крупных хозяйств могут производить до 4,56 млрд м 3   биогаза в год (3,26 млн т у. /год) — или 46,6 % от количества энергоресурсов, потребляемых современным российским животноводством. Одновременно с биогазом будет произведено до 114,4 млн тонн в год высокоэффективных органических удобрений, что достаточно для обработки от 38,1 млн до 114,4 млн гектаров.

Международная конференция «Энергоэффективность в промышленности и устойчивое экологическое развитие»

Аналогичные расчеты сделаны по отходам птицеводства для всех категорий хозяйств. Общее поголовье птицы в России составляет 391,16 млн голов. Суточный выход биогаза — 61 тыс. м 3; выработка электроэнергии на все установки —
121,6 тыс. кВт∙ч в сутки, или 44,4 млн кВт∙ч в год. Выработка тепловой энергии — 200 млн ккал в сутки, 74 млрд ккал в год. Одновременно с биогазом все установки могут производить до 28,3 тысячи тонн высокоэффективных органических удобрений в год, чего достаточно для обработки от 9,4 до 28,3 тысячи гектаров.

Снижение энергоемкости сельского хозяйства является важной государственной задачей.

Перспективна также переработка отходов лесной промышленности путем использования передвижных пиролизных установок, которые позволяют получать как жидкое, так и газообразное топливо, которое может быть использовано на месте лесоразработок на собственные нужды.

Энергоэкологическая переработка низкокалорийных видов твердого топлива

Бурное развитие нефте- и газодобычи существенно сократило использование традиционных низкокалорийных видов природного топлива, таких как торф и горючие сланцы.

В то же время наметилась устойчивая тенденция роста мировых цен на нефть. Кроме того, по прогнозам ведущих специалистов, разведанных запасов нефти хватит не более чем на 30–50 лет. Возникает острая необходимость поиска альтернативных источников энергии. Большинство таких источников (солнечные преобразователи, ветроустановки, водородные проекты и др. ) довольно дороги и недостаточно проработаны технологически.

В этой ситуации весьма перспективными становятся экологически чистые технологии переработки низкокалорийного минерального топлива, которые позволяют получать жидкие и газообразные углеводороды.

Наиболее перспективны из таких видов топлива торф, горючие сланцы и бурый уголь.

При переработке из одной тонны сланцев получается от 110 до 250 кг жидкого углеводородного топлива (аналога нефти) и до 40 кг газа. При увеличении температуры процесса увеличивается выход газа и соответственно снижается количество жидкой составляющей. Получающаяся известковая зола (до 400–500 кг) может быть использована для производства цемента или для нужд мелиорации.

При переработке бурого угля выход жидкого топлива несколько ниже, а газа существенно больше. В этом процессе можно получать полукокс, который можно использовать (в смеси с коксом) в черной металлургии.

Целесообразно одновременно организовать переработку сланцевого масла (нефти) на основные фракции (бензин, дизельное топливо и др. ), а также золы для производства стройматериалов. Выделяемое тепло можно использовать в коммунальном хозяйстве.

Организация подобных производств позволит развить местную инфраструктуру за счет создания новых рабочих мест, обеспечения топливными и энергетическими ресурсами. При этом капитальные затраты будут минимизированы: нет необходимости строительства трубопроводов, линий электропередачи и железнодорожных путей. Все это обеспечит устойчивое региональное развитие.

Стоимость получаемого таким способом жидкого топлива составляет 20–25 долл. за баррель, что существенно ниже рыночной стоимости нефти, кроме того, получается ряд других полезных материалов.

Мировые залежи горючих сланцев составляют 465 трлн тонн, что во много раз превышает запасы всех других источников топлива, вместе взятых. Этого хватит, чтобы удовлетворять спрос на углеродное топливо в течение многих сот лет.

Хорошие перспективы имеет использование бурых углей, запасы которых также значительны.

В Советском Союзе был разработан процесс «Галотер», который заключается в термическом разложении (пиролизе) органической части сланцев (керогена) при нагревании в реакторе без доступа кислорода до 450 °С путем перемешивания с теплым теплоносителем — золой. При разложении керогена выделяется углеводородная парогазовая смесь, которая поступает в стандартные нефтехимические аппараты, где при охлаждении она разделяется на газ и различные нефтяные фракции.

Процесс был реализован на установках с твердым теплоносителем (производительностью 500 т/сут. и 3000 т/сут. ), в настоящее время согласовываются контракты на производство нескольких заводов для зарубежных заказчиков.

Эти установки перерабатывают сланец с крупностью от 0 до 30 мм. Целесообразно вместе со сланцем перерабатывать органические отходы, использованные автопокрышки, нефтешламы и др. , в результате чего выход жидких топлив увеличивается до 180 кг/т, а полукоксового газа — до 49 кг/т.

Возможна утилизация тепла и дымовых газов и сланцевой золы для выработки пара 40 атм. , 440 °С для выработки электрической и тепловой энергии (для собственных нужд).

Резонансные линии электропередачи

Крупные энергетические компании во многих странах мира вкладывают гигантские средства и научные ресурсы в создание технологии высокотемпературной сверхпроводимости для снижения джоулевых потерь в линиях.

В резонансной однопроводниковой волноводной линии при наличии стационарных волн незамкнутого электрического тока электрическая энергия присутствует в любой точке линии. Новая физика электрических процессов, связанная с использованием не активного, а реактивного тока, позволит решить три главные проблемы современной электроэнергетики:

• создание сверхдальних линий передачи с низкими потерями без использования технологии сверхпроводимости;
• увеличение пропускной способности линий;
• замена воздушных линий на кабельные однопроводниковые волноводные линии и снижение сечения токонесущей жилы кабеля в 20–50 раз.

Бесхлорная технология получения моносилана и поликристаллического кремния

Сегодня ни у кого не вызывает сомнения развитие солнечной энергетики на основе полупроводниковых преобразователей. В то же время существующие промышленные технологии достаточно дорогие и не являются экологически безопасными.

Тысячи организаций во всем мире работают над получением моносилана (SiH 4) и поликристаллического кремния (ПКК), стремясь при этом к экологической чистоте, простоте, дешевизне и одновременно к миллиардным прибылям.

Однако при получении более 70 % ПКК производители используют хлорный метод (Сименс-процесс), по которому на каждую тонну ПКК в виде отходов получается 10–15 тонн хлора и соляной кислоты, что не отвечает указанным выше требованиям. Из известных бесхлорных технологий интерес представляют карботермическая, алкоксисилановая и ацидолиз силицида магния. Последняя — наиболее перспективна, по ней производится примерно 30 % ПКК, и передовые позиции занимает в этом японская фирма Komatsu. В последнее время этот метод бурно развивает японо-норвежская корпорация Renewable Energy Corporation (REC), вложившая в это 500–600 млн долларов. Особый интерес она уделяет развитию пиролиза моносилана в реакторах с «псевдокипящим» слоем, и только на это израсходовано уже более 100 млн долларов.

Специалистами РАЕН под руководством члена-корреспондента РАЕН К. Урусова разработана модифицированная, более совершенная технология получения моносилана и ПКК, в основу которой положен также принцип ацидолиза силицида магния. На первой стадии технологического процесса из порошкообразного кремния и металлического магния по оригинальной методике синтезируется силицид магния. На второй стадии, подавая в реактор последовательно или параллельно порошкообразный силицид магния и неорганическую кислоту, например, серную, получают раствор сульфата магния и моносилан. Последний подвергается тщательной очистке известными способами (абсорбцией, адсорбцией, хемосорбцией и др. Далее моносилан направляется в пиролизер специальной конструкции, где подвергается пиролизу по принципиально новой схеме. В качестве «затравочного» материала впервые предложено использовать волокна, полученные из чистого кремния, диаметр которых составляет 10–1000 мкм. Материал обладает высокой пористостью и развитой поверхностью. Волокна укладываются в трубы, также изготовленные из чистого кремния, причем плотность заполнения объема трубы составляет 10–60 %. Атомы кремния «осаждаются» на поверхности волокон, и после оптимального заполнения объема трубы процесс останавливается, трубы извлекаются из камеры, дробятся, переплавляются и используются как товарный ПКК.

Еще одним преимуществом этой технологии является то, что она позволяет параллельно или последовательно производить в промышленном масштабе моносилан, причем цена его будет на 20–40 % ниже среднемировой.

Раствор сульфата магния, который получается как промежуточный продукт, переводится в гидроокись магния и сульфат натрия. Гидроокись магния после незначительной доработки превращается в чистый товарный ликвидный продукт. Сульфат же натрия, путем электродиализа превращается в крайне необходимые для самого процесса вещества, а именно: серную кислоту и щелочь, водород и кислород. Все это практически обеспечивает превращение технологического процесса в безотходный, безреагентный и замкнутый.

Технологический процесс имеет следующие преимущества:

• практическое отсутствие выхлопов и выбросов в окружающую среду;
• экономия расхода электроэнергии на 25–40 %;
• обеспечение одновременного сбалансированного получения , моносилана, кислоты, щелочи, водорода и кислорода;
• увеличение выхода с единицы площади на 25–40 % и снижение цены на 20–40 %;
• применение впервые в качестве «затравочного» материала при пиролизе кремниевого волокна с высокой эффективностью;
• обеспечение прибыльности производства при производительности начиная от 50 тонн в год.

Специалистами РАЕН проводятся также разработки в других областях возобновляемых источников энергетики, современной ядерной энергетики, экологической безопасности, отделения академии участвуют в формировании стратегии энергоэффективности для различных предприятий и отраслей экономики.

Подробнее об этом — в следующих номерах журнала «ЮНИДО в России».

Энергетика и окружающая среда

Уровень развития общества определяется количеством энергии, которое расходуется на одного человека. Сегодня основными источниками энергии являются нефть, уголь, газ. Работа тепловых и энергетических котельных и ТЭС разным способом оказывает влияние на окружающую среду:

• в атмосферу нашей планеты поступает большое количество вредных отходов,
• в водоемы сбрасывают вредные вещества и нагретые воды,
• потребляется большое количество кислорода,
• большие участки земли используются под отходные полигоны и захоронения.

Загрязнение почвы, воды и воздуха приводит к так называемому парниковому эффекту. В результате чего температура на нашей планете повышается и тем самым запускаются другие необратимые последствия. Так же следует отметить что такие источники энергии как нефть, газ и уголь, очень трудно восполняются, а значит в скором времени из-за их нерационального использования они могут иссякнуть.

Некоторые технико-экономические показатели работы установок «Галотер»

Годовая мощность — 850 тыс. т
Производительность установки — 3000,0 т/сут. Стоимость установки — 40,0 млн $
Срок строительства ~ 30 мес. Затраты на добычу 1 т сланцев — 9–11 $
Чистая прибыль — 15–17 млн $/год

Основные выходные продукты

Жидкие фракции сланцевого масла Q = 38 МДж/кг — 120–140 тыс. т
Полукоксовый газ Q = 43,5 Мдж/кг или 48 МДж/м 3 –30–35 тыс

Попутная продукция*

Известняковый щебень — 530 тыс. м 3
Сланцевая порода (зола) — 430 тыс. м 3
Техническая вода — 2,9 млн м 3

* Данные для месторождения в Ленинградской обл.

По мнению специалистов РАЕН, развитие технологий переработки низкокалорийного топлива перспективно для регионов и стран, богатых сланцами и бурыми углями, где отсутствует развитая транспортная сеть, имеется рассредоточенное население, к примеру, в Монголии. Это может существенно помочь решению проблемы энерго- и топливообеспечения отдаленных районов страны на местах.

Завод по переработке горючих сланцев

В последнее время большое внимание уделяется разработке и внедрению технологий подземной газификации углей и сланцев.

Решение проблемы в России

К сожалению, Россия не может похвастаться такими же успехами. За последнее десятилетие потребление электроэнергии выросло в три раза.

Если запретить все лампы накаливание и заменить их на энергосберегающие, можно будет сэкономить столько энергии, что ее хватит на обеспечение всей Австралии в течение пяти лет.

Стоит понимать, что использование «грязных» технологий принесет больше потерь, чем траты на экологически безопасные технологии. Восстанавливать природные ресурсы всегда гораздо тяжелее и затратнее, чем беречь их с самого начала. Нужно менять самосознание граждан. Пока каждый человек не поймет необходимость сохранения природных богатств, ничего не получится. Важно воспитать новые поколения с мыслью о необходимости беречь природу. И чтобы это выражалось не только в каких-то глобальных проектах, но и в самом простом, на бытовом уровне.

Основным источником загрязнения на территории России являются предприятия теплоэнергетического комплекса:

• 48% выбросов вредных веществ;
• 27% загрязненных стоков;
• 30% твердых отходов;
• 70% объема парниковых газов (по СНГ);
• 72% выделение оксидов азота (по СНГ).

В условиях стремительно сокращающихся энергетических ресурсов при численности населения, растущей в геометрической прогрессии, важно понимать важность мероприятий по энергосбережению. Это не должны быть просто слова на бумаге – это должно стать стилем жизни, закрепленным законодательно.

Решение проблемы в Европе

Уже давно важность экологически чистой и безопасной жизни поняли в Европе. Где, как не в густонаселенных городах европейского континента экологическая ситуация стоит наиболее остро? Европейцы, со всей свойственной им тягой к новому, с энтузиазмом приняли политику экологически безопасной жизни. Миллионы европейцев давно перешли на энергосберегающие технологии, повсеместно практикуется отказ от автотранспорта, переход на более экологически безопасные способы передвижения.

Конечно, экологических проблем в Европе немало, но европейцы преуспели в некоторых делах, связанных с охраной среды. К вопросу подошли грамотно и глобально – Европейским союзом была создана программа «По защите окружающей среды от влияния электротехнической продукции»

В основу программы входят три направления:

• Климатическое. Направлено на уменьшение выбросов углекислого газа при помощи очистительных фильтров, обязательных к установке.
• Окружающая среда. Оно состоит в ограничении использования вредных веществ в светотехнической промышленности.
• Утилизация. Направлено на обеспечение безопасности при переработке отходов и ответственности изготовителей продукции.

Кое-чего уже удалось добиться – с производства сняли лампы накаливания, заменив их на люминесцентные лампы. Кроме того, перешли на использование более тонких трубчатых ламп. Все это уже принесло положительный эффект.

Литература

• Колпаков С. В. Энергосбережение в металлургии. Материалы 5-й международной конференции «Энергетика и экология». М., 2009.
• Биелло Д. Биотопливо: призрачные надежды//В мире науки. 2011, № 10. С. 23–31.
• Панцхава Е. С. Отечественная биоэнергетика — как элемент развития внутреннего рынка России. Материалы 5-й международной конференции «Энергетика и экология». М., 2009.
• Стребков Д. С. Об электроэнергетике, основанной на незамкнутых электрических токах. Материалы 5-й международной конференции «Энергетика и экология», М., 2009.
• Пути вовлечения невостребованных топливно-минеральных ресурсов России, , Сборник прогнозно-аналитических оценок на период до 2050 г., . Москва, 2011.

• Тэги:
• технологии,
• биоэнергетика,
• биотопливо

Заключение

Сегодня ученые бьются над тем, чтобы уменьшить расход ресурсов, которые человечество тратит на получение энергии. С каждым днем энергии требуется все больше и больше, а ресурсов остается все меньше. На современном этапе важно научится сберегать и рационально расходовать энергию, полученную из традиционных источников. Еще более важным является разработка новых неисчерпаемых, экологичных источников энергии, это поможет на долгие года сохранить нашу окружающую среду живой и здоровой.