Новости

В этом обзоре вы узнаете о взгляде ученых мира на перспективы устойчивого мирового экономического роста, почему бытовой мусор скоро станет ценным энергетическим ресурсом, о новом опыте применения топливных элементов, о прорыве в технологии производства водорода, о росте спроса на гибридные автомобили, о значении в современном мире биотоплива, об испытаниях волновой электростанции нового типа.

Журнал Science
Экономический рост и забота об экологии совместимы, говорят ученые

На днях был опубликован аналитический отчет, суммирующий результаты исследований научных академий десятка стран мира. Предметом исследования был опыт, который человечество накопило в разработке и внедрении технологий, дружественных к окружающей среде. Общий вывод ученых таков: баланс между ростом экономики и сохранением окружающей среды возможен.

Отчет был подготовлен под эгидой Международного союза научных академий в Амстердаме. В нем сформулированы основные магистральные направления в таких сферах, как энергосбережение, альтернативная энергетика, альтернативное топливо. Например, в докладе содержится призыв к развивающимся странам интенсивно внедрять энергосберегающие технологии при строительстве зданий (энергоэффективные здания). Отдельное внимание уделено развитию биотоплива. По мнению ученых, альтернативы этому топливу в XXI веке нет. Поэтому необходимо активно работать над совершенствованием технологий его производства, повышением эффективности его применения. Отчет содержит и главу, посвященную выбросу парниковых газов. Указывается, что крупнейшими производителями этих газов в прошедшем году стали развивающиеся страны Китай и Индия. В обеих странах высока доля угля в топливном балансе, поэтому для этих стран крайне важно совершенствовать технологии его использования (циркулирующий кипящий слой, газификация углей, эффективная очистка газов).         

Для скорейшего решения поставленных задач мировое сообщество должно удвоить инвестиции в научную работу.

Комментируя проведенное исследование, руководитель американской некоммерческой организации «Национальная комиссия по энергетической политике» Paul Bledsoe заявил, что отчет должен очень понравиться правительству США. Причина в том, что долгое время именно США считались главным виновником изменений климата на планете, поскольку страна потребляет до 25% мирового объема энергетического сырья и выбрасывает почти такое же количество парниковых газов. США отказались подписать Киотский протокол, и, вообще, страна вела свою собственную экологическую политику, диссонирующую с политикой других стран мира. В отчете, о котором идет речь, «основной удар» нанесен не по США, а по развивающимся странам. Именно их экстенсивное развитие вызывает наибольшее беспокойство ученых.

Скоро мусор станет ценным энергетическим сырьем

В США разработана мобильная электростанция для нужд армии, топливом для которой являются обычные бытовые отходы.

В очередной раз человечество заимствует идею у природы и начинает зарабатывать на ней деньги.

Американские ученые из университета Purdue создали мобильную электростанцию, работающую на газе, который образуется в результате имитирования процесса пищеварения животных. Такой процесс происходит в пищеварительном тракте практически всех животных. В данном случае идея начала разрабатываться после  того, как ученые установили, что одна обыкновенная корова производит ежедневно такое количество метана, которого достаточно для обеспечения теплом и энергией одного небольшого дома.

Ученые построили портативную установку, которая использует принципы природного метаболического процесса для производства электричества. Установка разрабатывалась три года по заказу министерства обороны США, на нее было потрачено 850 тыс. долл.

Подробнее…
 
Журнал New Scientist
Топливные элементы для морских маяков

Советский Союз, в свое время, впервые в мире создал полностью автономные необслуживаемые источники питания для маяков, установленных на арктическом побережье страны. В качестве таких источников применялись радиоактивные батареи, напрямую преобразующие радиационное излучение изотопов в электрическую энергию.
Технология отчасти решала проблему утилизации радиоактивных отходов.

Современное решение по организации электроснабжения удаленных от централизованных источников питания объектов экологически более безопасно. Оно основано на использовании топливных элементов.

В Великобритании консорциум фирм, возглавляемый компанией CPI, организовал энергоснабжение двух маяков в Северном море (маяки South Gare и Redcar). Они особенно нуждались в автономном питании, так как электрический кабель, снабжавший их ранее во время штормов, периодически выходил из строя.   

Особенность конструкции, разработанной компаний CPI, состоит в том, что топливные элементы дополнительно защищены от действия соленой морской воды и воздуха. Кроме этого, для их охлаждения используется водяная система охлаждения, использующая морскую воду.

Маяки с топливными элементами уже работают, их свет виден за 40 километров. Конструкция доказала свою надежность.

Разработана новая экологически чистая установка для производства водорода

В штате Миннесота (США) учеными разработан новый эффективный, сверхбыстрый способ получения водорода из биомассы. Ученые говорят, что данный способ действительно может решить проблему энергозависимости стран Запада от поставщиков нефти. 

Широко известно, что водород мог бы стать заменой ископаемым видам топлива, но его транспортировка дорога и опасна. Выход очевиден: отказаться от крупных производств водорода и его транспортировки в пользу небольших, водородогенерирующих установок, установленных непосредственно на тех объектах, где водород потребляется.   

Новый способ разработан Lanny Schmidt, Brandon Dreyer и группой ученых University of Minnesota's Department of Chemical Engineering and Material Science. Способ получил название «flash volatilization».

В способах, традиционно применяющихся для производства водорода, из биомассы используется газификация сырья (нагрев без доступа кислорода). Новизна предложенной идеи состоит в том, что для ускорения процесса газификации вводится высокоактивный катализатор. Это позволяет увеличить скорость реакции в 100 раз без дополнительных затрат тепла.
   
Подробнее…

Научная колонка в New York Times

Растет выгода от использования гибридных автомобилей

Гибридные автомобили (автомобили с бензиновой и электрической силовой установкой) впервые появились около 10 лет назад, и сразу же эта тема стала одной из самых популярных в научных и околонаучных изданиях.  Особенно они взбудоражили экологов, ведь гибридная технология резко снижает потребление топлива и выбросы парниковых газов.

Больше всех в разработке «гибридов» преуспели японские фирмы «Тойота» и «Хонда». Японцы разработали уже несколько десятков вариантов бензоэлектрических силовых установок, накопили огромный опыт их применения в различных вариантах.
   
Одним из последних новшеств, предложенных разработчиками, стала возможность зарядки батарей гибридных автомобилей в ночное время, во время стоянки дома. Это увеличивает запас электрического хода и позволяет владельцу машины практически не использовать бензиновый двигатель. Экономический эффект достигается благодаря тому, что зарядка происходит в ночное время, когда тарифы на электроэнергию минимальны. 
 
Первой, по-настоящему, коммерчески успешной моделью гибридного автомобиля стала «Тойота Приус». «Тойота» вложила очень много труда своих инженеров и приложила большие маркетинговые усилия для того, чтобы создать «Приус» и сделать его коммерчески успешным. В результате японский концерн заработал славу мирового лидера в экологичном автомобилестроении. Компания поставила и широко озвучила свою цель на ближайшее десятилетие – создать абсолютно экологически чистый автомобиль.

«Тойота» на прошедшем несколько недель назад автосалоне в Токио представила модель «Тойота Приус». Помимо того, что модель отличается еще большой емкостью аккумуляторных батарей, топливной экономичностью и сниженным выбросом выхлопных газов, она имеет возможность подзарядки от обычной электрической сети. 
 
Подробнее…

План сенатора Клинтон: выбросы снизятся, а экономика вырастет

Одна из самых дискутируемых тем в Соединенных Штатах Америки в преддверии президентских выборов – экология и сохранение окружающей среды при сохранении надежного энергообеспечения потребностей экономики. 

5 ноября кандидат в президенты США сенатор Хилари Клинтон представила свой план борьбы с изменением климата и повышения энергоэффективности американской экономики. Основные цели плана - увеличить среднюю эффективность использования топлива до 55 миль на один галлон (88 км на 3,78 л, т.е. транспортные средства должны в среднем проезжать 23 км на 1 л) и создать 5 миллионов рабочих мест в сфере возобновляемой энергетики.

 

Среди предложений сенатора - резкое сокращение выбросов СО₂, тотальное внедрение энергосберегающих технологий (например, замена всех ламп освещения на энергосберегающие).

Демократическая партия, которую представляет сенатор Клинтон, настаивала на установлении цели по эффективности использования топлива в размере 38 миль на галлон к 2019 году. Но сенатор настояла на подъеме этой планки.

Программа другого кандидата от демократов сенатора Барака Обамы во много схожа с программой сенатора Клинтон, так что в случае победы на выборах кандидата от демократов стоит ожидать серьезных изменений в экологической и энергетической политике США.

Программа сенатора Клинтон, как и программа Обамы, призывает к доведению объема выбросов парниковых газов к 2020 году к уровню 1990 года. К 2050 году уровень выбросов должен составить 80% от уровня 1990 года. В качестве одного из самых эффективных инструментов, стимулирующих предприятия к снижению выбросов, демократы называют запуск биржи, где можно было бы продавать и покупать лишние либо необходимые объемы выбросов.

Другие цели программы сенатора Клинтон включают в себя увеличение парка гибридных (plug-in) автомобилей до 100 тысяч к 2015 году, доведение объема производимого в Америке биотоплива до 60 миллионов галлонов в год  к  2030 году.

Республиканская партия и представители некоторых энергетических гигантов уже высказались критически о плане демократов. Республиканцы называют план фантастическим. Они утверждают, что невозможно сохранить рост экономик США и одновременно снижать выброс парниковых газов.


Alternativ Energy

Ученые Гарварда: биотопливо может полностью заменить нефть
 
Ученые Центра международных исследований университета Гарварда провели исследование и заявили, что биотопливо может полностью заменить нефть во всех областях применения уже в ближайшее время. В статье директора центра Ricardo Hausmann, которую опубликовала газета Financial Times, приводятся аргументы в пользу выводов ученых.

По мнению профессора Hausmann, биотопливу не хватает только политической поддержки для завоевания рынка. Никаких технологических препятствий к тому, чтобы биотопливо заменило нефть, в настоящее время нет. Нужны лишь усилия для создания мирового рынка этого продукта. 



Ricardo Hausmann – профессор экономики, директор Международного исследовательского центра в Гарварде.
Ранее был главным экономистом Inter-American Development Bank
До этого занимал пост министра планирования Венесуэлы.

В статье подчеркивается, что биотопливо может, во-первых, стать для энергозависимых стран (таких как США) спасением от протектората ОПЕК. Во-вторых, производство биотоплива может дать работу миллионам людей в беднейших странах мира, и тем самым способствовать их развитию и решению многих социальных вопросов.
    
Долгое время вопрос широкого применения биотоплива упирался в отсутствие технологии, которая бы позволила производить этанол, сопоставимый по цене с бензином. В последнее время были достигнуты значительные успехи в совершенствовании таких технологий. Кроме того, несмотря на прогнозы, нефть в последнее время только дорожает.

Бразилия за несколько лет стала крупнейшим производителем биотоплива для рынка США. Цена бразильского этанола на американском рынке – 1,45 доллара за количество, эквивалентное по энергетической ценности галлону бензина (3,78 л), что сопоставимо со стоимостью бензина. Поставки сверхприбыльны для бразильских компаний, даже с учетом введенной ввозной пошлины в размере 54 цента за галлон.

Подробнее…

Поп сайнс

Журнал сообщает о том, что неудачей закончились испытания новой волновой электростанции канадской компании Finavera Renewables под названием «AquaBuOY». Она утонула. Станция стоила два миллиона долларов. Испытания проводились у побережья штата Орегон (США).

AquaBuOY – электростанция, преобразующая кинетическую энергию вертикального движения волн в электроэнергию.

Станция утонула за день до окончания испытаний, которые длились месяц. Станция представляла собой 22-х метровую (по высоте) конструкцию в виде плавающего буя. Волновая электростанция преобразовывала энергию волн в электрическую. 

Компания Finavera Renewables планирует поднять станцию с 50-ти метровой глубины, но это удастся сделать не ранее весны, когда позволят погодные условия. Несмотря на неудачный опыт, станция обязательно будет доработана, поскольку прошедшие испытания показали ее высокую эффективность.

В будущем Finavera Renewables планирует строить электростанции разной мощности от нескольких сот киловатт до сотен меговатт. Энергия будет передаваться на берег и выдаваться в электросеть, либо снабжать автономные объекты.   

Конструкция AquaBuOY включает в себя четыре основных элемента:
 - буй;
- труба ускорения (Acceleration Tube);
- поршень (Piston);
- шланговый насос (Hose-Pump).

Труба ускорения – это вертикальный, пустотелый цилиндр, который жестко прикреплен под буем. Труба с обеих сторон открыта для морской воды, которая совершает поступательное движение вперед и назад и заставляет двигаться поршень, который, в свою очередь, расширяет и сжимает шланговые насосы.

Шланговый насос – это резиновый шланг, усиленный гибким стальным каркасом. Внутренний объем шланга уменьшается под воздействием поршня, создается давление, которое передается на насос. Насос сжимает морскую воду и направляет ее в гидроаккумулятор. Затем давление срабатывается в гидротурбине, приводящей генератор. Электроэнергия передается на берег посредством кабеля.