W2E.RU

Десятки солнечных элементов в начале дня передаются ученым, которые приступают к экспериментам: настраивают их состав, испытывают на стресс в климатических камерах и приближают микроскопы, чтобы отделить хорошие элементы от плохих. 

Их секретный ингредиент? Перовскит, кристаллическая структура, которая повышает эффективность солнечных панелей при наложении на традиционные кремниевые элементы.

Компания Oxford PV, возникшая на основе исследовательского проекта Оксфордского университета и имеющая завод в окрестностях Берлина — лидер в производстве тандемных солнечных батарей на основе перовскита и кремния.

Сейчас Oxford PV пожинает плоды опережающего развития перовскита, имея широкие права на интеллектуальную собственность и заключив сделку с американской коммунальной компанией.

Никого не нужно убеждать в том, что будущее за солнечной энергией. Помимо того, что солнечная и ветряная энергия лучше для климата и энергетической безопасности, сейчас они являются самыми дешевыми способами производства электроэнергии почти в каждой стране.

Но традиционные кремниевые солнечные батареи уже на пределе своей эффективности - около 26 процентов солнечного света преобразуется в электрическую энергию. 

«Мы находимся в середине последней волны умирания солнечной энергетики, будь то в Европе из-за китайской конкуренции или в США из-за провала некоторых новых тонкопленочных фотоэлектрических компаний», - сказал генеральный директор Oxford PV Дэвид Уорд.

В последнее десятилетие мало кто оспаривал позиции кремния - а это зачастую минимальный срок, необходимый для прорыва новой инновационной технологии».

Основанная в 2010 году компания Oxford PV только сейчас видит, как коммерческий мир просыпается к потенциалу перовскита на кремнии, для которого она достигла мирового рекорда эффективности ячейки в 29,5 процента в 2020 году.

С тех пор в перовскито-кремниевом тандеме появилось, по словам Уорда, «множество компаний», которые в основном играют в догонялки.

«Переломный момент наступает очень быстро, и так было во всей фотоэлектрической промышленности во всех поколениях кремния», - добавляет Уорд.

Перовскит - это органический минерал, открытый в России в 1800-х годах, который был назван в честь минералога Льва Перовского. Он также описывает кристаллическую структуру этого типа минерала, который может содержать различные атомы.

Перовскит в Oxford PV производится машинным способом (что делает его дешевым) и является полупроводниковым материалом, хорошо подходящим для сбора солнечного света, объясняет заместитель директора по технологиям Эд Кроссланд.

В обычной солнечной батарее кремниевые слитки нарезаются на очень тонкие пластины и раскладываются так, чтобы покрыть максимально широкую площадь. Затем добавляются металлические контакты, которые активируют кремниевый материал. В общей сложности в панель помещается около 60 ячеек.

Для тандемных ячеек перовскит покрывается сверху еще более тонким слоем (около 1 микрона против 150 микрон кремниевой пластины), что фактически создает две ячейки в одной. Перовскит невидим невооруженным глазом, но поглощает более высокий спектр солнечной энергии, чем может принять кремний.

Вырабатывая больше энергии на панель, «перовскит на кремнии - это следующая технологическая идея, которая поднимет солнечную энергетику выше, чем это может сделать только кремний», - говорит Кроссланд. Если теоретический предел эффективности кремния составляет 29 процентов, то тандемный элемент может достичь 43 процентов.

Дополнительные затраты на добавление перовскитового слоя с лихвой перекрываются стоимостью этой дополнительной энергии, объясняет Уорд, что делает ее «несомненной» для коммерческих партнеров.

О своем интересе к перовскитовым солнечным панелям заявили самые разные потребители - от домовладельцев до крупных коммунальных компаний.

В сентябре 2024 года компания Oxford PV поставила свои панели неизвестной американской коммунальной компании в рамках первого в мире коммерческого развертывания перовскитной тандемной солнечной технологии.

Панели устанавливаются в углу нового солнечного поля и контролируются, чтобы американская компания могла сравнить их преимущества.

Помимо «основного» производства для солнечных крыш и полей, завод Oxford PV в Бранденбурге может выпускать ячейки для более специализированных применений, например, для авиации.

Вот несколько израильских инноваторов, которые выступают против сценария конца света, связанного со свалками, предлагая новые технологии, направленные на снижение нашей зависимости от традиционного пластика.

Основанная в 2010 году компания TIPA разработала компостируемые полимеры для гибкой упаковки. Технология позволяет создавать пленку, обертки, пакеты и мешки, которые разлагаются в течение 12-18 недель при утилизации в промышленных компостных установках.

Среди последних новинок - упаковка из рисовых отходов, компостируемые крышки для кофейных капсул и продукты, пригодные для домашнего компостирования. TIPA также вышла на рынок легального каннабиса и сотрудничает с модными брендами класса люкс.

К настоящему времени компания привлекла 123 миллиона долларов для борьбы с трудноперерабатываемыми отходами пластиковой упаковки в пищевой и модной промышленности и расширяет свою деятельность по всему миру, сотрудничая с американскими производителями для увеличения местного производства.

Компания Melodea, расположенная в Реховоте, разработала покрытие на основе нанокристаллов, которое может быть использовано для придания хрупкой упаковке из перерабатываемого материала устойчивости к воде, маслу и аромату. Эти кристаллы добываются в промышленных лесах и являются возобновляемой альтернативой традиционным полимерам.

Последняя новинка компании, VBseal, может массово производиться на существующих производственных линиях, обеспечивая экологически безопасную упаковку для широкого спектра продуктов, от свежих продуктов до косметики.

VBseal полностью пригоден для вторичной переработки и не содержит вредных химических веществ, таких как параформальдегид (PFA) и бисфенол А (BPA), что очень хорошо, потому что на данный момент наши внутренние органы, вероятно, уже устали от необходимости перерабатывать весь этот микропластик и, скорее всего, будут рады смене темпа.

Компания W-Cycle работает над тем, чтобы заменить пластиковую упаковку компостируемым материалом растительного происхождения, который работает так же хорошо, но лучше для окружающей среды.

Ее последний продукт, SPZero, - это одобренная для контакта с пищевыми продуктами формула, не содержащая ни PFA, ни пластика. SPZero выдерживает температуру до 80°C, что делает его идеальным для предприятий общественного питания, ресторанов и гостиничных комплексов.

При поддержке грантов от Израильского управления инноваций и Министерства экономики и торговли, компания недавно подписала трехлетнее соглашение с бразильским производителем волокна Melhoramentos и находится на финальной стадии пилотных проектов с мировыми поставщиками, производителями и авиакомпаниями.

UBQ разработала запатентованный процесс, который превращает бытовые отходы, выбрасываемые на свалку, в экологичный термопластичный материал на биооснове. Этот новый композит может заменить традиционный пластик, дерево или бетон при производстве повседневных товаров.

Материалы UBQ стали объектом серьезного сотрудничества: биопластик использовался, в частности, в подносах McDonald's и деталях Mercedez-Benz. Недавно компания представила новый ассортимент продукции, состоящий из трех различных заменителей и добавок для материалов, а также двух модификаторов материалов.

Согласно оценкам воздействия на окружающую среду, каждая тонна произведенного материала UBQ отводит 11,7 тонн CO2-эквивалента, что делает его одним из самых климатически позитивных термопластичных материалов.

Потенциал глобального воздействия компании привлек к ней пристальное внимание, о чем свидетельствует недавнее назначение Джины Маккарти, бывшего администратора EPA и национального советника Белого дома по климату, в состав Международного консультативного совета.

«Превращая твердые отходы в устойчивый термопластик, работающий как заменитель пластика, мы можем перестать скрывать наши отходы и начать преобразовывать и повторно использовать их безопасными, доступными и полезными способами», - сказала Маккарти.

Компания Capsule Minimal, основанная ветеранами климатических технологий, переосмысливает способы производства и потребления средств личной гигиены и чистящих средств, таких как шампунь.

Вместо больших одноразовых бутылок, наполненных готовым продуктом, состоящим в основном из воды, поступающей из зачастую удаленного места производства, компания разработала многоразовые диспенсеры и капсулы с порошком, содержащим активный ингредиент, в бумажной упаковке.

Потребитель помещает капсулу в диспенсер с точным количеством необходимой водопроводной воды, и включается автоматический процесс нагревания и смешивания. Вуаля, средство готово к употреблению.

Такая система избавляет от длинных производственных линий, снижает потребление ресурсов (воды и пластика), значительно уменьшает углеродный след от транспортировки, а также отходы от упаковки - плюс ко всему, вы почувствуете себя крутым ученым, создав собственное средство для мытья тела.

Проблема выбросов метана в Египте

Сегодня Египет занимает лидирующие позиции среди стран с самым высоким уровнем образования отходов на африканском континенте — около 30 миллионов тонн ТКО в год.

Согласно многочисленным исследованиям, значительные выбросы метана — мощного парникового газа, который в 84 раза опаснее углекислого — поступают в атмосферу как раз из сектора отходов, особенно из плохо управляемых мест захоронения ТКО и незаконных свалок в результате процессов их разложения.

Фото: Pixabay/Prylarer

С увеличением населения в республике Египет за последние 10 лет ситуация с ростом отходов, а следовательно, и ростом выбросов свалочных газов резко усугубилась. В среднем выбросы парниковых газов из сектора отходов в Египте составляют 26 миллионов тонн эквивалента CO2 в год — это 8% от национальных выбросов парниковых газов.

Проблема управления отходами — одна из важнейших экологических проблем Египта. С целью поиска оптимального решения этой непростой задачи египетские ученые проанализировали ситуацию в секторе, оценив базовые выбросы метана и потенциал производства энергии из отходов. Для исследования были взяты шесть крупных провинций.

Почему энергоутилизация?

Основными методами управления отходами во всем мире являются захоронение, компостирование и энергоутилизация. В Египте около 90% образующихся ТКО направляется на открытые и несанкционированные свалки.

В результате проведенного на базе шести провинций исследования в секторе управления отходами египетские ученые пришли к выводу, что энергоутилизация показала значительно лучшие результаты по сравнению с получением энергии из свалочного газа, как по объему генерируемой энергии, так и по предотвращению выбросов парниковых газов.

Кроме того, данная технология наиболее безопасна, поскольку процесс утилизации отходов фактически происходит в газообразном состоянии в течение долей секунды, одновременно при этом выделяется энергия. Внедрение технологии Waste-to-energy может обеспечить около 5,6 ТВт/ч энергии в год и избежать выбросов около 5 миллионов тонн CO2 эквивалента в год.

В ближайшее время правительство заключит контракты с восемью консорциумами для строительства объектов «Энергия из отходов». В перспективе заводы энергоутилизации будут перерабатывать около 3,5 миллионов тонн отходов в год.

Строительство заводов энергоутилизации

Первый в Египте объект по переработке твердых коммунальных отходов и преобразованию их в энергию будет реализован в Абу-Раваше (провинция Гиза). Проект получил поддержку со стороны министерств окружающей среды, финансов, энергетики и местного развития.

После запуска предприятие будет утилизировать 1200 тонн не подлежащих переработке отходов ежедневно, вырабатывая при этом 30 мегаватт электроэнергии в час.

Завод поможет значительно сократить выбросы вредных газов, влияющих на изменение климата Египта.

Другой не менее масштабный проект — Zero Carbon Green Planet — готовится к реализации в Каире.

Компания Zero Carbon Ventures, базирующаяся в Абу-Даби (ОАЭ), и египетский поставщик решений по управлению отходами Green Planet for Sustainable Environmental Solutions совместно реализуют строительство объекта по утилизации органических отходов в Каире.

«Современный завод, который мы планируем построить в Египте, будет извлекать всю ценность из отходов, которые в противном случае отправились бы на свалку, для производства новых продуктов, которые будут повторно использоваться на рынке», — поделился генеральный директор и соучредитель компании Zero Carbon Ventures Мартин Рейнольдс.

Будущий завод будет перерабатывать 400 тонн органических отходов в день в графен, водород, удобрения и другие ценные продукты, предотвращая при этом выбросы тысяч тонн метана и CO2 в атмосферу.

По прогнозам, проект по переработке отходов в энергию в Каире будет завершен к 2027 году. Помимо создания этого передового производственного объекта, предназначенного для управления твердыми отходами, в стране ожидается открытие последующих заводов энергоутилизайии.

Таким образом, реализация проектов WtE в Египте поможет смягчить воздействие изменений климата за счет предотвращения выбросов большого количества парниковых газов в атмосферу. Кроме того. благодаря выработке зеленой электроэнергии из отходов снизится потребление ископаемого топлива, требуемого на обычных тепловых электростанциях.

Напомним, что объекты «Энергия из отходов» успешно реализуются также и в нашей стране. На сегодняшний день компания «РТ-Инвест» успешно завершает строительство 5 предприятий энергоутилизации — 4 объекта в Московской области и один в Татарстане.

Запуск этих заводов позволит сократить выбросы CO2 на 3,8 миллионов тонн в год. Одновременно работа предприятий повысит качество жизни более 17 миллионов жителей Московского региона и более 1 миллиона человек в Казани — за счет прекращения захоронения отходов на полигонах.

Открытие первого завода энергоутилизации, находящегося в Воскресенском округе, запланировано до конца 2024 года.

По материалам: nature.com, afrik21.africa, egyptianstreets.com, zerocar

Принцесса Уэльская Кэтрин также публично поддерживает эту практику и бесчисленное количество раз выбирала использованные ранее наряды. Недавно на очередном мероприятии она появилась в переделанном сиреневом платье от Alexander McQueen, в котором уже выходила в свет десять лет назад.

Другая принцесса – Беатрис – тоже присоединилась к поклонницам вторичного использования вещей, надев в день своей свадьбы в 2020 году винтажное платье, которое принадлежало еще ее бабушке – королеве Елизавете.

Однако эта экотенденция не ограничивается сугубо Великобританией, поскольку многие королевские особы по всему миру также переодеваются в платья и чествуют поношенную одежду.

Так, королева Нидерландов Максима появилась на Государственном совете в переработанном наряде от Valentino в третий раз с тех пор, как впервые надела его на свадьбу принца Альбера в 2011 году.

Еще одна приверженка устойчивой моды – королева Дании Мария. Она по меньшей мере пять раз надевала свое бордовое бальное платье, в частности, во время новогоднего приема монаршей семьи.

Иорданская королева Рания также отдала дань сложившейся экотенденции. Монаршая особа вновь надела элегантное черное платье, в котором была запечатлена на своем первом официальном портрете, сделанном в 1999 году.

Платье королевы Швеции Сильвии, в котором она получила Нобелевскую премию в 1995 году, обрело вторую жизнь благодаря ее дочери, принцессе Виктории, которая решила возродить его 23 года спустя.

Таким образом, даже модницы голубых кровей поддерживают тренд экомоды и бережно относятся к своим нарядам, перешивая их и надевая повторно. Они подают пример всем жителям Земли: как важно не скупать бездумно вещи и не тратить впустую ресурсы нашей планеты.

В этом помещении ведется лабораторный химический контроль воды по стадиям ее обработки на установках водоподготовки, на локальных очистных сооружениях, проводятся анализы конденсата пара котлов, турбины и подогревателей.

Лаборанты химконтроля определяют такие показатели качества воды как жесткость, щелочность, содержание ионов натрия, железа, кремнекислоты, нефтепродуктов, биологической потребности кислорода БПК5 и другие.

Лаборатория оборудована приборами химконтроля: кондуктометры, портативные кислородомеры, фотоколориметры КФК-3, анализаторы натрия, лабораторные рН-метры, а также оснащена муфельной печью, сушильным шкафом, магнитными мешалками и всем необходимым оборудованием для выполнения анализов.

Помимо химического контроля, осуществляемого с помощью ручных методов анализов, на нашем объекте реализован автоматический химический контроль с помощью стационарных приборов, которые входят в станции автоматического химконтроля турбинного и котельного отделения.

Станция автоматического химконтроля турбинного отделения находится в соседнем с лабораторией помещении, а станция автоматического химконтроля котельного отделения расположена в районе котельного агрегата №2. Данные автоматического химконтроля основных показателей качества водно-химического режима от этих станций непрерывно передаются на объединенный щит управления.

Отходы, которые уже нельзя переработать, будут утилизироваться при температуре 1260 градусов; параллельно в котле будут уничтожаться вредные вещества.

Вода необходима для работы котлов, для нее предусмотрены высокотехнологичные системы ее подачи, сбора стоков и обеспечения требуемого качества воды на водоподготовительной установке. Подготовленная обессоленная вода используется в котлах для выработки энергии: тепло от сгорающих в котлах отходов нагревает и испаряет жидкость, которая затем в виде пара подается в турбину и вращает ее.

Использование паровой турбины с осевым выхлопом, совместно с воздушной конденсационной установкой позволяет полностью отказаться от технической воды для охлаждения конденсатора и исключить потери воды по сравнению со стандартными схемами оборотного водоснабжения на традиционных электростанциях. Затем выработанная энергия направится в сеть, а дымовые газы после трехступенчатой очистки превратятся в безвредный пар.

Открытие завода в Свистягино станет важным шагом к устойчивому развитию и улучшению экологической ситуации в стране. Предприятие будет утилизировать и превращать в энергию 700 000 тонн отходов в год.

Термическая переработка - единственный способ прекратить захоронение отходов, раз и навсегда устранить неприятные запахи и остановить выброс в атмосферу вредных веществ. Завод в Свистягино – первый из пяти объектов энергоутилизации «РТ-Инвест», который вышел на завершающую стадию строительства.