Что предлагают изобретатели для экологически щадящей топливной энергетики?

Термин innovability, изобретенный в компании Enel, образован из половинок слов innovation (инновация) и sustainability (устойчивость окружающей среды). По замыслу создателей он означает не абстрактную «инновационность» или способность к инновациям, а нечто более определённое - инновации в энергетике, направленные на гармонизацию отношений между человеком и природой. Принятая Enel стратегия "Open Innovability" предполагает сотрудничество со всеми участниками экосистемы производства и потребления энергии, в том числе, конечно, со стартапами как главным источником инноваций. За редкими исключениями компания не инвестирует средства в сами стартапы, а только поддерживает заинтересовавшие её проекты. В июне она совместно с акселератором GenerationS провела в Санкт-Петербурге питч-сессию для отбора подобных проектов. Приглашались стартапы, работающие в сферах энергетики, ИТ и экологии. Три из десяти представленных на сессии проектов касались одновременно экологии и тепловой генерации.

Очень многие отходы - и бытовые, и промышленные - являются энергоносителями, но сжигать их дорого и небезопасно с точки зрения экологии; ископаемое топливо по всем параметрам лучше. Конечно, его запасы ограничены, но на политику обращения с отходами это влияет слабо. От отходов стараются просто избавиться, не заботясь о получении энергии (и, что самое неприятное, бессовестно загрязняя окружающую среду, пока не поймали за руку экологи). Несколько лет назад мне довелось столкнуться с этим лично при подготовке к общественным слушаниям по поводу строительства в моём районе мусоросжигательного завода. Слушания в последний момент отменили, а проект, по-видимому, закрыли (увы, это не коснулось его многочисленных аналогов по всей стране), но я успела довольно внимательно изучить доступную часть проектной документации. Помню, что в преамбуле в перечне достоинств термической переработки отходов значилась принципиальная возможность получения тепловой и электрической энергии, но о том, чтобы действительно её получать, речи не было. Здесь всё понятно: согласно расчёту, выполненному примерно в то же время, автотермическая переработка отходов с одновременным производством электроэнергии и теплоты будет экономически эффективна при тепловой мощности порядка 25 МВт и больше. (См. Ершов А. Г., Шубников В. Л., Шульц Л. А. Термическое обезвреживание отходов: теория и практика, мифы и легенды // Твёрдые бытовые отходы. № 6/2014.) Минимальное требуемое количество отходов, в зависимости от их теплотворной способности, - от 40 до 100 тыс. тонн в год. На планировавшемся в моём районе заводе намечали ежегодно перерабатывать 15 тыс. тонн мусора: вполне достаточно, чтобы отравить воздух вокруг, но слишком мало для рентабельной выработки электроэнергии.

Возможно, судьба проекта сложилась бы по-другому, если бы в нём использовались более современные технологии, такие как плазменный пиролиз. В 2011 г. академик Филипп Рутберг получил премию «Глобальная энергия» за разработки в этой области, но промышленное производство плазменных установок, увы, упёрлось в вопрос финансирования.

В мае 2019 г. на «Деревне стартапов» в Сколкове прошла панельная дискуссия «Интеллектуальная энергетика. Технологии будущего». Ольга Маслова, старший менеджер по инновациям сколковского инновационного хаба Enel, рассказывала там о направлениях инноваций, в которых заинтересована компания, и в частности назвала циркулярную экономику, оговорившись, что не считает её актуальной для российских инновационных стартапов. Действительно, в нынешней ситуации им сложно включиться в решение проблемы утилизации отходов, но, как показала июньская питч-сессия в Санкт-Петербурге, разработки есть и попытки вывести их на рынок не прекращаются. Все три представленных проекта ориентированы на многоступенчатую переработку, которая создаёт меньшую нагрузку на окружающую среду, чем прямая: из отходов получают топливо и уже из него - энергию.

Санкт-петербургская компания «Актив-нано», работающая в сфере механохимии и нанотехнологий, специализируется на измельчении различных материалов в планетарных мельницах. Будучи превращён в тонкий порошок, материал приобретает новые физико-химические свойства. Подобная продукция находит применение в производстве электронной техники и во множестве других областей - от фармацевтики до машиностроения. Среди прочего технологии «Актив-нано» позволяют получать компоненты катализаторов горения, полезные для энергетики. Скажем, они помогли бы сэкономить сильно чадящий мазут, когда он используется для розжига торфа или угля. Компания на своей площадке проводила эксперименты с дровами, щепой, углём и пеллетами (топливными гранулами) из древесных отходов. Результаты обнадёживают, и теперь «Актив-нано» рассчитывает на поддержку Enel, которая могла бы провести испытания катализатора на своих объектах (вероятно, расширив диапазон видов топлива) и помочь в создании его пилотного производства. Разумеется, это произойдет лишь при условии положительного решения экспертов.

Компания «Биологические источники энергии» («БиоИстЭн») из Новосибирска представила комплекс для автотермической переработки биологических отходов на основе печи с горизонтальным барабаном. Он может быть настроен на сырьё разных типов (например, пищевые отходы, остатки лесопереработки, осадки с очистных сооружений) и позволяет получать тепло для отопления и чистый, без вредных примесей, синтез-газ, то есть смесь водорода и окиси углерода (он же образуется при плазменной переработке). Действующая установка мощностью 300 кВт в настоящее время успешно перерабатывает куриный помёт на одной из новосибирских птицефабрик, одновременно отапливая помещения. Решение масштабируется от 10 кВт (такова была мощность первой установки размером ненамного больше письменного стола) до мегаватта и может быть смонтировано на шасси как мобильное. Согласно данным компании, стоимость оборудования сравнительно невелика - от 250 евро/кВт, расходы на эксплуатацию тоже небольшие.

Синтез-газ получают и в пилотном проекте по газификации золошлаковых отходов, реализованном разработчиками с Шарьинской ТЭЦ. Шлак, образующийся от сжигания торфа, на котором работает станция, для переработки смешивают с углём, что позволяет запустить автотермическую реакцию. На выходе - чистый синтез-газ и смесь нетоксичных минеральных веществ, пригодная для производства стройматериалов нескольких видов. (В рамках проекта пробовали выпускать минеральный утеплитель и литой камень, второй вариант оказался выгоднее.) Аналогичная установка смонтирована по соглашению с местными властями в Ленинградской области. Она работает, постепенно уменьшая золошлаковый отвал и выдавая на-гора топливо и стройматериалы. Инноваторы указывают, что система невелика по размерам и не требует особой инфраструктуры (нужны только уголь и вода), то есть аналогичный агрегат можно смонтировать практически где угодно. Если всерьёз заняться газификацией сырья из отвалов, можно вернуть в оборот значительные территории.

* * *

Все три проекта нуждаются в поддержке, и остаётся лишь пожелать стартапам удачи. Поскольку Enel не разделяет свою программу по странам, партнёр компании автоматически выходит на международный рынок, где конкуренция сильнее, но и перспективы шире.

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.