1. метанова енергетика
2. гатчинських верби
3. Заняття для ентузіастів

Використання біомаси в якості палива має безліч переваг. Одне з них полягає в тому, що викиду вуглекислого газу, що викликає парниковий ефект, в атмосферу, передує вилучення його звідти. Як показують дослідження, що проводяться на досвідчених плантаціях університету штату Нью-Йорк, штучні посадки верби поглинають двоокис вуглецю в 10-15 разів ефективніше, ніж природні ліси. Фото: David Parsons; DOE / NREL

21 листопада в Франції було нарешті підписано. Цей проект задумувався не один десяток років назад, і по ходу справи не раз модифікувався. Спочатку передбачалося, що реактор послужить прототипом комерційної термоядерної електростанції, але в кінцевому підсумку термоядерщікі відмовили у фінансуванні будівництва прототипу як такого. Завдання перед ними стоїть більш скромна - показати здійсненність реакції, що самопідтримується ядерного синтезу. Це дуже дорогий експеримент - будівництво ITER триватиме 30 років і обійдеться в десяток мільярдів євро.

Виробляючи енергію, людство вже грунтовно забруднило атмосферу і поверхню землі продуктами згоряння нафти і вугілля . Почалося танення льодовиків, підвищення рівня і температури світового океану, несприятлива зміна клімату . У третьому тисячолітті необхідно перейти до таких джерел енергії, які не забруднюють навколишнє середовище і здатні прибрати з атмосфери надлишок вуглекислого газу.

Більшість країн розгортає екологічно чисту ядерну енергетику . Працюють, в основному, легководні реактори на слабообогащенном урані-235. У Франції ядерна енергетика виробляє близько 80% електроенергії.

В Канаді створено великомасштабне виробництво важкої води. Реактор, теплова потужність якого 3000 МВт, виробляє всього 1000 МВт електроенергії - інше тепло забирає відпрацьований пар. Це тепло використовують для багаторазового перегонки води в високих ректифікаційних колонах. Розроблено проект важководного реактора АСР з повним відтворенням ядерного палива з урану-238 . Вирішено проблему забезпечення паливом АЕС після вичерпання запасів урану-235.

В Бразилії обробляється перша біоенергетична культура - цукрова тростина . Це велика рослина має високу швидкість фотосинтезу цукристих речовин. Солодкий сік тростини переброджуються, потім етанол відганяють і по спиртопроводу доставляють енергоспоживачам.

В Німеччині під тиском зелених була прийнята програма розгортання екологічно чистої та відновлюваної енергетики. Передбачалося поставити уздовж берега моря і на пагорбах вітростанції, на гірських річках - гідростанції, на кожному даху встановити сонячну батарею, все екскременти направляти в метантанк, використовувати енергозберігаючі технології та німецьку акуратність. З'ясувалося, що альтернативна електроенергія помітно дорожче виробляється атомними і тепловими станціями, а альтернативна енергетика може призвести тільки 15-20% необхідної країні енергії. Тепер Німеччина змушена перейти до метанової енергетиці.

Проект «Зелений генератор-газифікатор» приніс своїм авторам мільйон доларів п'ять років тому. А розробляти його почали ще в 1970-і роки в Австралії. Синтетичний натуральний газ в запропонованій авторами установці негайно спалюється і приводить в рух Мікротурбіни. Обертання останньої перетворюється в електроенергію. Фото: CSIRO Forestry and Forest Products

метанова енергетика

Метан - легкий безбарвний газ, відомий кожному. Його блакитне полум'я горить в кухонних пальниках. Метан легко зріджується, його можна зберігати і перевозити не тільки в балонах, а й в тонкостінних дьюар. При аваріях метан просто випаровується, не залишаючи слідів. У природному газі його від 75 до 90%. Це найкраще органічне паливо!

При згорянні вугілля з трьох атомів вуглецю виходить три молекули вуглекислоти, при згорянні молекули метану - одна молекула вуглекислоти і дві молекули нешкідливою води. В енергетичних установках гарячі продукти згоряння метану спочатку обертають газову турбіну, а потім нагрівають до кипіння воду - утворюється пара обертає свою парову турбіну. Коефіцієнт корисної дії таких подвійних установок досягає 60%. Метанова енергетика має незаперечні переваги перед нафтової та вугільної: вона не забруднює атмосферу аерозолями і викидає на порядок менше вуглекислого газу.

Росія має, принаймні, третиною всіх світових запасів метану. Побудовано та будуються нові газопроводи для постачання газом Європи. Обговорюються шляхи постачання газом США . При інтенсивному спалюванні запасів метану вистачить років на тридцять. В атмосферу при цьому, не дивлячись на всі переваги метанової енергетики, буде викинуто величезну кількість парникових газів - вуглекислоти і непрореагіровшего метану.

Але є один вихід: виробляти метан з рослин, які відбирають надлишок парникових газів з атмосфери. Найбільш перспективним з них є звичайна верба, і. Беручи до уваги поступове виснаження основних родовищ нафти і газу в Росії, і їй теж потрібно швидше переходити до вербової енергетики, перетворювати вуглекислий газ атмосфери в легку деревину культурної верби, а потім переводити її в деревне газ або метан.

При фотосинтезі верба афективно акумулює енергію сонця і виділяє такий необхідний кисень . Метан можна і потрібно вирощувати на полях, а не здобувати у льодах Арктики . До розведення верби приступили, і. Для сучасних агробіологів нестерпна повільна і трудомістка звичайна селекція - вони вважають за краще схрещування різних видів дикорослих верб для отримання потужних, швидкозростаючих гібридів. Їх висаджують на добре удобрених полях, а через рік, восени, підріс лісок зрізають під корінь.

В Австрії створені і працюють перші промислові установки для отримання деревного газу з відходів деревообробки. У газогенератори безперервної дії зверху скидається тріска і пресовані тирсу, а знизу віддаляється зола, що утворюється суміш окису вуглецю і азоту, надходить на теплові електростанції.

Технологія, створена Інститутом Пауля Шерера, вже впроваджується, хоча поки на рівні експерименту. Експериментальна газифікаційна станція в Гюссінге (Австрія) довела, що метан можна виробляти в промислових обсягах. фото:

У швейцарському був вдосконалений. Сиру тріску або дрот нагрівають в автоклаві в атмосфері водяної пари. Утворилися при розкладанні деревини гази пропускають через каталізатор і подають в розділову установку. У ній суміш газів ділиться на дві фракції: легку, що містить метан з домішкою водню і водяної пари, і важку-суміш водяної пари, монооксиду вуглецю і вуглекислоти. Важку фракцію відразу допалюють, а метан з домішкою водню під назвою синтетичний природний газ надходить енергоспоживачам. Перша промислова установка для виробництва синтетичного метану будується в кантоні Во, Швейцарія. Пуск її намічений на 2009 рік.

В Швеції посадки верби повинні були стати основним джерелом енергії. Шведський риксдаг навіть брав підняло шум рішення закрити всі АЕС після 2000 року, згодом, правда, скасоване. Програма XXI століття більш реалістична - передбачається створити гармонійне виробництво екологічно чистої енергії, 40% будуть виробляти АЕС, 20% - гідростанція, інші 40% повинна дати вербова енергетика. Зараз під вербою в Швеції зайнято 20 000 га. Колись плани створення вербової енергетики виношували в СРСР, але з часом про них забули.

гатчинських верби

Імператор Олександр III рідко виїжджав з Гатчини . Тринадцять років цей затишний містечко було по суті столицею Російської Імперії. Сучасному туристу, який приїжджає поглянути на царський палац і Біле озеро, важко уявити собі пишність гатчинских парків тих років. І винна в тому не на часі - революція і війна прокотилися по парках, а потім сучасні вандали зруйнували все, що можна було доруша. Пейзажні парки Гатчини повільно вмирають - вони запущені і недоглянуті.

Але все одно гатчинських парки залишаються шедевром паркового мистецтва. Рукотворні гори спускаються до ключових озерам. По берегах озер з химерними затоками і протоками розміщені деревні безлічі і окремі дерева. Вони підібрані так, щоб створювати колірну гамму, особливо восени. Голландський та англійська парки переходять в парк Сільвію, потім в звіринець і Орлову гай. Ці парки служили для царського полювання. Круглі галявини з розбіжними променями просік призначалися для полювання на оленів, уздовж звивистої річки Колпанкі гніздилися дикі качки, в заячий Ремез, зарослому кущами, плодилися русаки, але справжньою окрасою парку були благородні олені і козулі.

Гатчинських верби оточують будівлю фізтеху і схиляються над ставками. Колись їх висаджували уздовж доріг для прикраси. Академік Константинов вважав, що їм уготовано інше майбутнє. Фото: К. Буш, з архіву автора

Гатчинская полювання була не тільки забавою, але і постачальником дичини до царського столу. Царські єгеря знали, як нагодувати дичину, дати їй нагуляти жирок. Наштовхуючись в Орлової гаю на джерельне напуває або на зарості зубрівки, відчуваєш, скільки турботи і знань вкладали вони в свою справу.

Уздовж лісових доріг єгеря висаджували кормову вербу. Її потужні кущі, з темно-зеленою зверху і білястої знизу листям, і зараз трапляються в гаю. Ця верба має чудову здатність до регенерації - замість скушенних листя і гілок у неї виростають нові пагони. Царські єгеря знайшли колись відповідну вербу, розмножили її і висадили уздовж водозбірних канав.

В середині минулого століття на північній околиці Орлової гаї почалося будівництво філії Ленінградського фізико-технічного інституту. Створювався філія за планом академіка - найбільшого натураліста XX століття. Константинов був потужним генератором ідей і ще мав рідкісним даром миттєво оцінювати реалізація наукових і технічних пропозицій аж до найдрібніших деталей. 1960-і роки були важкими для нього: обов'язки віце-президента Академії Наук - а це 40 000 вхідних і вихідних паперів в рік - вимагали його присутності в Москві . Щоб вести свої наукові роботи, він приїжджав вранці в суботу в Ленінград , Весь день проводив у фізико-технічному інституті, а в неділю ввечері їхав у Москву.

Наукові співробітники університету штату Нью-Йорк ставляться до своїх верб дуже трепетно ​​і щодня стежать за їх ростом. Фото: David Parsons; DOE / NREL

Вербові листя були не солодкі - на смак це була суміш паперу і салату. Борис Павлович пояснив, що іншого шляху немає, - напівпровідникові сонячні батареї з концентраторами світла і акумуляторами виявилися настільки дорогими, що виробляється ними енергія ледве-ледве покриває вартість виготовлення. Безпосередньо енергію Сонця потрібно використовувати для видобутку і опріснення води - вдень воду добувати, добу витрачати. Коли поверталися до машини, Борис Павлович показав місце, де буде будуватися корпус для агробіологічної відділу, який буде вести дослідження і розробки в галузі біоенергетики - ефективного перетворення енергії Сонця в масу органічної речовини з подальшим переведенням в горючі рідини і гази.

Починати потрібно було з виведення культурної верби, здатної перетворювати енергію сонця в легку деревину без смолистих речовин. Культурна верба повинна мати правильну форму куща, потужну кореневу систему, давати приріст у вигляді безлічі прямих прутів. Мати їстівні листя, а головне, допускати багаторічну і ежeгодную зрізання прутів на дрот. При правильній агротехніці культурна верба може давати більше 3000 центнерів деревної маси з гектара в рік. Однією плантації верби розміром 10 на 10 км вистачить газовому заводу для виробництва мільярда кубометрів газу. Вербові плантації дадуть рясний і поживний корм для тваринництва, натомість вони повинні отримувати штучні добрива, золу і перебродивший в метантанк гній.

Заняття для ентузіастів

Є всі підстави вважати, що Константинов збирався застосувати для виведення культурної верби мистецтво селекції - знайти в Орлової гаю збереглися кущі кормової верби, відібрати кращі, розмножити їх в тисячах примірників і знову відібрати кращі за сукупністю корисних ознак. Приблизно так виводили культурні рослини наші предки.

Створення агробіологічної відділу затрималося через що почався форсованого будівництва реактора ПІК-прообразу важководяних реакторів на теплових нейтронах з відтворенням ядерного палива. Легководних активну зону реактора оточує протяжний важководний сповільнювач нейтронів, в якому знаходилися канали для опромінення чистого урану-238 і торію-232. Цих ізотопів в природі багато більше,
ніж урану-235, і їх енергії вистачить людству на тисячі років.

Виступаючи на різних Ареопагіт, Константинов доводив економічну неспроможність альтернативних енергетичних проектів. Особливо діставалося проектам термоядepной електростанції і швидкого реактора-размножителя (брідер) з натрієвих охолодженням. Константинов помер на 59-му році життя, в розквіті творчих сил. Відразу ж почалися санкції - філія відокремили від материнського фізтеху, будівництво реактора ПІК призупинили. До керівництва Ленінградським інститутом ядерної фізики ім. Б. П. Константинова прийшли інші люди з іншими поглядами. Майданчик під агробіологічний корпус заросла дикої вербою. У наші дні тільки пам'ятник роботи Аникушина та громада недобудованого реактора ПІК нагадують про діяльність цього видатного вченого.

Так Росії не вдалося стати піонером у створенні своєї вербової енергетичної індустрії. Пріоритети в технологічних розробках вже належать вченим сусідніх країн. Однак час для відновлення досліджень з біоенергетики ще не втрачено. Це справа чекає своїх ентузіастів.

Читайте також в журналі «Вокруг Света»:

Антон Єгоров , 14.12.2006

Новини партнерів