Украинские изобретения: новые источники энергии и чистая окружающая среда

Кто только ни говорит с высоких трибун о необходимости энергосбережения и о сохранении окружающей среды. Огромные деньги тратятся на подробнейшее обсуждение этих проблем, создаются организации, члены которых ездят за бюджетные деньги перенимать зарубежный опыт (в основном  безрезультатно). Проводятся круглые столы, форумы и конференции. А в это время украинские ученые за скромное жалованье трудятся в своих институтах, чтобы помочь нам найти реальный выход из тупика — энергетического, экологического, экономического, в конце концов.

Разработки Института угольных энерготехнологий НАНУ уже внедрены в производство, правда, в единичных экземплярах. На Трипольской ТЭЦ на котле мощностью 300 МВт прошла испытания особая горелка, предназначенная для существенного, в пять (!) раз, снижения потребления природного газа, используемого при сжигании антрацита.

Следующее изобретение — притопок для «коммунальных» котлов, позволяющий заменять дорогой газ дешевым бурым углем.

Одна из последних разработок — котел циркулирующего кипящего слоя — предназначалась для нужд Донецкого металлургического завода. Поскольку этот завод принадлежит концерну «Энерго», в котором построена вертикаль от добычи угля и его обогащения до выплавки металла, было решено использовать в металлургическом производстве отходы углеобогащения (так называемый кек). В дальнейшем котел сможет преобразовывать излишнюю тепловую энергию в электрическую (проектная мощность — 20 МВт), и компания сможет выйти с ней на энергорынок. Проект был разработан Институтом угольных энерготехнологий совместно с конструкторским бюро института «Энергомашпроект».

Котлы Института угольных энерготехнологий, во-первых, позволяют существенно экономить энергоресурсы, а во-вторых, утилизируют угольные отходы — кек и шлам. Миллионы тонн этих отходов, накопленных за всю историю угледобычи, занимают огромные территории, засоряют землю. Это стало уже экологической проблемой. А новые технологии позволяют сжигать их практически до золы. Эта зола может найти применение и в сельском хозяйстве, и при производстве строительных материалов. К тому же старые технологии углеобогащения не позволяли полностью использовать при сжигании весь углерод, в отвалах в виде отходов хранится огромное количество неиспользованного топлива, которое сейчас можно полностью сжечь методом циркулирующего кипящего слоя и получить тепловую и электрическую энергию.

Проблемой утилизации отходов и получения «дармовой» энергии озаботился и Институт газа НАНУ. Под Киевом, в Бортничах, находится станция аэрации — комплекс инженерных сооружений, коммуникаций и оборудования, предназначенный для полной биологической очистки сточных вод Киева. На станции проходят очистку не только бытовые стоки, но и жидкие отходы промышленных предприятий. Эти жидкие отходы выливаются на поля аэрации, затем начинают там бродить, образуя биогаз — смесь метана и углекислого газа.

Метан очень вреден для окружающей среды. Согласно Киотскому протоколу, его необходимо сжигать, превращая в углекислый газ, не столь разрушительный для озонового слоя. Раньше так и делали, сжигая этот газ в огромных факелах. Но на самом деле это непозволительное расточительство для энергозависимого государства. Ученые Института газа НАНУ решили, что биогаз можно использовать как топливо, получая и тепловую энергию, и электрическую. Была создана опытная миниэлектростанция, которая обеспечивает теплом и электричеством весь комплекс станции аэрации.

Но метан образуется не только из жидких отходов, его хватает и в недрах городских свалок, где годами гниют горы пищевых отходов. Одна из технологий института позволяет добывать газ для отопления и производства электричества непосредственно из мусорных куч. Прямо в толще отходов бурят скважины, из них метан начинает поступать в специальную установку, напоминающую большой дизельный генератор. И куча гниющих отходов становится источником электроэнергии и тепла.

Возможно, одним из наиболее ценных изобретений института является установка для переработки медицинских отходов. С ее помощью можно утилизировать не только то, что декларируется названием, а практически все вредные вещества, обычное сжигание которых наносит ущерб окружающей среде и организму человека. Например, токсичные отходы, пестициды, пластик.

«Установка относительно небольшая и мобильная. Ее внедрение позволило бы очистить нашу землю, наши леса от мусора. Посмотрите, сейчас возле любого населенного пункта — огромная свалка. Этот мусор никуда не вывозится, не утилизируется. На территориях бывших колхозов и совхозов десятки лет лежат мешки с пестицидами, эти яды размываются дождями, отравляют землю, подземные воды. Их нельзя просто так сжечь, они при горении выделяют диоксины и прочие ядовитые вещества, нужна только специальная утилизация. Мы сделали такие установки для Китая и Литвы, там очень довольны. Но появится ли когда-нибудь возможность внедрить эту технологию у нас, очистить и нашу землю от мусора и токсичных отходов?» — спрашивает разработчик установки — член-корреспондент Национальной академии наук Украины Виктор Жовтянский, доктор физико-математических наук, заведующий отделом Института газа НАНУ.

Институт физической химии им. Писаржевского НАНУ в числе прочих своих достижений представил на выставке «Наука — производству» катализатор нейтрализации отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Благодаря этому приспособлению выхлопные газы, вызывающие «парниковый эффект», становятся вполне безобидными для окружающей среды.

При институте созданы три государственных предприятия, которые задумки ученых воплощают в жизнь. На одном из них — на предприятии «РАДМА», занимаются, среди прочего, регенерацией отработанной бутилкаучуковой резины. Эта экологически чистая и безотходная технология позволяет превращать отработанную резину (камеры, диафрагмы и пр.) и отходы резиновой промышленности в бутилрегенерат — универсальный материал для герметизирующих, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, применяемых в строительстве, при прокладке дорог и сооружении мостов.

Это только небольшая часть достижений украинских ученых,  разработки которых, к сожалению, пока не получили широкого применения.

Внедрение различных ноу-хау требует определенных затрат, но эти затраты несопоставимы с той пользой, которую эти изобретения в результате могут принести обществу.