Алмазы из автомобильных выхлопов, всероссийская карта деревьев и топливные элементы будущего: новаторские проекты, которые помогут нам сохранить природу
На берегу Рыбинского водохранилища, под Череповцом, прошел Всероссийский экологический молодежный форум «Экосистема», который организовали Росмолодежь и правительство Вологодской области. Экоактивисты, предприниматели и ученые делились своими наблюдениями, исследованиями и опасениями по поводу состояния окружающей среды, а также предлагали методы, с помощью которых экологическую ситуацию можно изменить в лучшую сторону. Мы поговорили с участниками о том, как плодородная почва может поглощать углекислый газ, какое топливо придет на замену нефти и как с помощью «зеленой» карты можно повлиять на градостроительную политику.
эколог, куратор общественной организации «Живой город»
В 2018 году наша организация создала информационную систему Countree.ru, с помощью которой можно следить за состоянием зеленых насаждений. Проще говоря, это карта, на которую наносится информация о каждом отдельном объекте: какой это биологический вид, какой высоты и диаметра растение, плюс прикрепляется фотография. В первую очередь нас интересуют деревья и кустарники, но недавно мы обновили систему, и теперь можно добавлять информацию о газонах, цветниках и целых лесных массивах.
Данные мы вносим вручную. У нас есть несколько волонтеров, за которыми закрепляется тот или иной участок города, и кураторы, которые контролируют их работу. На данный момент мы описали около 37 тысяч объектов.
Делаем мы это по нескольким причинам. Во-первых, мы хотим зафиксировать нынешнее состояние зеленых насаждений. Не случайно один из наших слоганов — «Трудно защитить то, что не учтено».
Часто бывает, что дерево срубят, вместо него что-то построят, а потом говорят, что здесь зеленого насаждения никогда не было, или оно было больное, и его нужно было ликвидировать. Электронная база доказывает, что это не так.
Во-вторых, у проекта есть экопросветительская функция: мы знакомим людей с биоразнообразием города, рассказываем, как правильно ухаживать за зелеными насаждениями. Так, с помощью карты нам удалось поставить под сомнение эффективность омолаживающей обрезки. Омолаживающая обрезка — это когда от дерева остается один пенек. По нашей статистике, чем больше обрезано дерево, тем чаще оно болеет. Еще одна неприятная тенденция — лишение дерева почвенного дыхания. Например, после «благоустройства» территории ствол дерева могут полностью зажать резиной или окружить асфальтом. Говорить о нормальном развитии растения в таком случае не приходится.
В-третьих, с помощью анализа данных мы влияем на градостроительную политику — предлагаем местным властям программу развития системы зеленых насаждений и критерии оценки качества озеленения. Например, тополь работает как абсорбент, и лучше сажать его в санитарно-защитных зонах предприятий. Если нам нужны пылеулавливающие растения, то здесь наиболее эффективен вяз мелколистный из-за его шершавых листьев.
Также мы продвигаем некоторые полезные инициативы. Одна из них — запретить уборку листвы вне магистралей, то есть во дворах и на улицах. К организациям, которые собирают масштабную информацию со статистическими выводами, прислушиваются с большим интересом, чем к отдельным волонтерам, и, например, вопрос уборки листвы в городе нам удалось решить. Более того, природоохранная прокуратура, департамент городского хозяйства и министерство экологии стали поддерживать нас во многих вопросах.
Сейчас мы надеемся, что сможем на городском уровне увеличить плату за порчу и снос зеленых насаждений. В Великобритании, например, ущерб в результате спила крупной ветви был оценен в тысячу фунтов, это около 100 тысяч рублей. Для сравнения, в Красноярске можно спилить целую сосну диаметром сорок сантиметров всего за 10 тысяч рублей.
Плата за ущерб не берется с потолка. Она выводится из того, какую пользу зеленые насаждения приносят городу. Они, к примеру, очищают воздух, уменьшают уровень шума, регулируют водный сток. Если этого не делать, увеличивается риск затоплений, люди чаще болеют.
Своей технологией мы готовы делиться с другими городами, и уже есть те, которые эту практику переняли, например, Челябинск, Томск и шесть городов Красноярского края. Но делаем мы это только в том случае, если в городе есть сформированная команда. Если отзывается один человек, то мы такое предложение вынуждены отклонить, потому что необходим значительный массив данных для эффективного влияния на градостроительную политику.
Мы очень надеемся, что в перспективе сможем автоматизировать процесс описания зеленых насаждений: с помощью нейросети и квадрокоптеров. Теоретически это возможно, но цель очень амбициозная, пока такой технологии нет нигде. Однако она нужна, так как за три года мы еще не описали даже Красноярск, а уже через пять лет нужно будет проводить повторную инвентаризацию.
Алексей Алексеенко
PhD, кандидат технических наук, автор телеграм-канала об экологических исследованиях «Эколёха»
С 2023 года любая компания, которая в ходе технологических процессов выбросила в атмосферу много углекислого газа и никак не компенсировала ущерб природе, будет платить углеродный налог. Но только в том случае, если повезет свои товары в страны Евросоюза.
В России пока не взимают пошлину с компаний, которые связаны с выбросом CO2. Но поскольку Россия поставляет много товаров на экспорт, нашей стране всё же приходится регулировать выброс углекислого газа или компенсировать его. И поэтому мы осваиваем соответствующие технологии, и их, надо сказать, довольно много.
В некоторых странах углекислый газ улавливают в момент выброса, а потом переводят его в твердое соединение — в СаСО3, подобие природного минерала, похожее на кальцит, которое затем можно использовать, например, в строительной отрасли.
Или углекислый газ транспортируют на специальные заводы, где его раскладывают на простые составляющие. В Швейцарии сейчас работает такое предприятие, и там из CO2 получают синтетические алмазы.
Но у нас для всего этого пока нет инфраструктуры, потому мы подошли к вопросу иначе — решили использовать технологию самой природы. Все знают, что существует фотосинтез, благодаря которому растения снижают концентрацию углекислого газа в воздухе. Так вот подобным образом это может делать и почва, если в ней есть гумус — плодородный слой. А гумус в ней будет, если будет биоразнообразие.
Интересно, что почва без гумуса работает противоположным образом. Если почва лишена растительного покрова, она начинает очень активно выделять углекислый газ.
Несколько лет назад наши коллеги из Германии провели большое научное исследование и выяснили, что среднегодовая эмиссия углекислого газа почвами на порядок выше, чем эмиссия углекислого газа от сжигания всего ископаемого топлива на Земле.
Если же в тех местах, где почвенный покров сильно нарушен, создать искусственную почву, то она сможет активно поглощать углекислый газ: прирост в 1% гумуса на каждый гектар выводит из атмосферы несколько тонн углекислого газа. Поэтому, если будет гумус, мы сможем компенсировать ущерб, который нанесли природе предприятия.
На практике это работает так: мы находим истощенные земли, на которых когда-то было производство, и на их месте создаем лесные, болотные или луговые угодья — мы заранее выясняем, какую именно экосистему здесь нужно воссоздать, и затем следим за состоянием почвенно-растительного покрова. Такие места называются карбоновыми фермами.
Предприятие может создавать собственные карбоновые фермы. В мире уже существуют компании, которые на этом специализируются, и разным предприятиям они продают сертификаты. Сертификат доказывает, что предприятие компенсировало свой углеродный след.
В России пока нет ни одной действующей карбоновой фермы. Но ситуация должна измениться — в этом году появилась государственная программа развития технологий контроля углеродного баланса. И сейчас в нашем университете мы разрабатываем методы, с помощью которых сможем измерять потоки углекислого газа и понимать, какие растения и виды почв в конкретной ситуации наиболее эффективно улавливают CO2.
Несколько лет я жила в Карелии, в воинских частях, которые находились в лесах. На расстоянии вытянутой руки росли целебные растения, и это способствовало тому, что я заинтересовалась травничеством и задумалась о создании собственной натуральной косметики. Чтобы делать это профессионально, я пошла учиться на курсы фитооздоровителей, которые вели профессоры кафедры фитотерапии РУДН, изучала косметическую химию и технологии изготовления косметики у ведущих специалистов России. Таким образом у меня появилась образовательная база.
Свои эксперименты я начала восемь лет назад с мыла. Когда ты делаешь мыло не из мыльной основы, а с нуля, нужно брать растительные жиры и масла, щелочь, высчитывать с помощью специального калькулятора, сколько нужно щелочи для омыления этих масел, и т. д. И работала с этим до тех пор, пока меня не устроил результат. Постепенно, на протяжении этих восьми лет, я научилась делать еще и шампуни, бальзамы, кремы — все виды уходовой косметики.
И здесь мне очень пригодились мои знания трав. Например, масло лаванды успокаивает, поэтому его я использую в масле для тела, которое хорошо наносить перед сном. Облепиховое масло питает кожу головы, так что оно подходит для сухих волос. Эфирное масло полыни помогает в регуляции выделения кожного жира, а это уже хорошо для волос, которые быстро пачкаются.
Произвожу всё это я в лаборатории, которую арендую. Я надеваю халат, шапочку, перчатки, респиратор, стерилизую все поверхности и начинаю работать. То есть у меня требования к собственному производству такие же, как на любом промышленном производстве.
Миссия моего бренда — помогать людям и природе заботиться друг о друге. Понятно, как природа заботится о нас, но как мы можем заботиться о ней? Я это пытаюсь делать через производство косметики без упаковки.
В России примерно 146 миллионов людей, и все они пользуются шампунями, которые продаются в пластиковых бутылках. Если не сдавать бутылки в переработку, они оказываются на свалке. Если сдавать, то всё равно делать это бесконечно нельзя, потому что пластик имеет ограниченный цикл переработки.
Я делаю твердые шампуни, твердые кондиционеры, твердые дезодоранты и продаю их в алюминиевой баночке либо без упаковки. Твердые шампуни такие же эффективные, как и привычные жидкие, а использовать их, хранить и перевозить гораздо удобнее.
Если люди выбирают твердую косметику в подобной упаковке, то они ощутимо снижают свой мусорный след. Алюминиевые баночки — это оборотная тара. Их можно отдавать производителю, который использует повторно, либо сдавать в переработку — металл выдерживает бесконечный цикл переработки. Или баночку можно вообще не покупать, шампунь держать в мыльнице.
Многие из нас сейчас хотят сделать свою жизнь экологичнее. Некоторые способы, например сдача мусора в переработку, не всем доступны. Например, у нас в Тотьме, как и в сотнях городов и селах, нет пунктов сбора вторсырья. Но мы можем выбрать более простые решения — хотя бы не создавать новый мусор.
Юлия Волкова
кандидат технических наук, научный руководитель ООО «УПК»
Мы с вами знаем, что есть тепловые станции, ТЭЦ, на которых генерируется энергия. В большинстве случаев она получается из природного газа: его сжигают, сжимают, расширяют, и таким образом механическая энергия трансформируется в электрическую. Естественно, процесс очень трудоемкий, и на каждой ступени преобразования происходят потери энергии, что снижает коэффициент полезного действия процесса, а также образуются опасные компоненты, такие как SOx, NOx, сажа, плюс формируется углекислый газ.
Сегодня существует альтернатива простому сжиганию топлива с дальнейшим получением электроэнергии: его прямое электрохимическое преобразование. И данный процесс можно реализовать в топливных элементах. Уже разработаны различные типы топливных элементов, одни из них — твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), в которых можно использовать в качестве топлива природный газ.
В результате процесса образуются безопасные продукты реакции, еще они не создают шум, так как в них нет движущихся частей, и в ТОТЭ получается постоянный ток. Его можно преобразовать в переменный или использовать для зарядки тех же аккумуляторов без дополнительного преобразования.
Если поставить такие топливные элементы, например, в электромобиль, то машину можно будет зарядить сразу, а не ждать час или два.
У твердооксидных топливных элементов есть еще одна выгодная особенность — они работают в диапазоне 650–800 °С, и уходящими продуктами реакции можно нагревать воду или отапливать помещения. Если топливные элементы встраивать в энергосистему разумно, то получится такая цельная система, которая сможет одновременно нагревать воду, вырабатывать электроэнергию и обеспечивать теплом.
На чем работают эти топливные элементы? В принципе, они могут работать на различных типах топлива: от природного газа до свалочного газа с полигонов твердых бытовых отходов. Электрохимическая реакция будет идти одинаково. Но так как на дворе четвертый энергопереход [первый был от биомассы (дров) к углю, второй — от угля к нефти, третий — это внедрение в промышленность природного газа в виде газовых турбин], согласно которому более эффективно использовать топливо с низкими опасными примесями или то топливо, которое получено от возобновляемых источников, сегодня взят курс на использование водорода.
В Германии, например, есть целая водородная деревня: на водороде ездят автобусы, вырабатывается электроэнергия, а также водород используется в качестве накопителя энергии.
А работает это обычным образом: вот у нас автобус, в нем установлены топливные элементы, автобус подъезжает на заправку, заправляется водородом и едет дальше. В среднем топливные элементы, работающие на чистом водороде, могут прослужить 15 лет.
В России, как и во всем мире, происходит переход к более безопасным источникам энергии, где-то он происходит быстрее, например в Японии и Германии, где-то медленнее, например в Испании и Италии. На скорость такого перехода влияет множество факторов, один из самых важных — каким образом была устроена энергетическая система в стране ранее. Топливные элементы на сегодняшний день хоть и эффективны, но пока имеют высокую стоимость, хотя за последние 10 лет их стоимость снижается, а мощность растет, а это значит, что всё же в скором времени мы сможем их использовать наравне с турбинами.
