В Индии создали проект кампуса «Энергия из отходов». Это будет не только завод по энергоутилизации, но и огромное общественное пространство с образовательными проектами и зонами отдыха. Весь кампус спроектирован с учетом принципов устойчивого развития, особенностей региона и даже сможет изменить местный микроклимат. Проект уже получил несколько архитектурных наград. Расскажем о его особенностях.
Заводы по энергоутилизации отходов могут не просто выполнять свои прямые функции — быть поставщиками чистой энергии и незаменимыми звеньями системы обращения с отходами. Например, завод в Копенгагене Amager Bakke, находящийся в черте города, — самый известный пример, когда предприятие является полноценным экологическим и культурным объектом. Помимо круглогодичного горнолыжного склона на его крыше, там есть экотропа, парк, рестораны, смотровые площадки, и даже скалодром.
Завод Spittelau в Вене, построенный еще 50 лет назад, после пожара 1987 года был не только оснащен по новейшему экологическому стандарту, но и стал украшением города. Знаменитый австрийский архитектор Фриденсрайх Хундертвассер превратил его в сказочный замок и одну из самых ярких достопримечательностей Вены.
Теперь пришла очередь Индии. Студия дизайна INI спроектировала в Джамнагаре целый кампус «Энергия из отходов». На площади почти 8 тысяч м2 кроме самого завода разместятся беговая дорожка, огромная зеленая зона, детская площадка, научное и общественное пространство. Здесь планируется проводить экскурсии, исследовательские и образовательные программы, чтобы повысить осведомленность о возобновляемых источниках энергии и изменении климата. Причем рассчитаны они как на школьников и просто интересующихся, так и для профессионалов, работающих в отрасли.
Сам завод будет вырабатывать 7,5 МВт электроэнергии, чего достаточно для питания более 15 тысяч домов, не выделяя при этом в атмосферу никаких вредных веществ. Тысячи тонн коммунальных отходов утилизируются без применения дизельного топлива и выбросов СО2. Здание имеет форму, которая позволяет достигнуть оптимального соотношения площади к объему, что дает снижение потребления энергии. А оборудование подобрано с учетом типа и количества образующихся в этом регионе отходов.
Все поступающие на завод отходы будут тщательно сортироваться для максимально экологичного использования. Из органических отходов планируется производить биогаз. Все пригодные к переработке фракции будут отобраны, а остатки — энергоутилизированы. Получившиеся зола и шлак отправится на производство строительных блоков и компонентов для асфальтового покрытия.
Простая сборная конструкция с открытыми пролетами создана из переработанной стали. Фасады состоят из нескольких слоев полупрозрачного поликарбоната. Он даст возможность значительно снизить расходы на эксплуатацию и энергопотребление. А небольшой вес упростит установку и, в случае надобности, смену конфигурации. Кроме того, что он устойчив к ударам, в дальнейшем его можно вторично переработать.
На свободной от завода территории разместятся сады, живые изгороди, водоемы и системы туманообразования, что позволит создать легкий бриз и изменить в этом месте микроклимат. Ландшафт спроектирован дизайнерами так, чтобы максимально фильтровать резкий солнечный свет. Это особенно важно в жарком климате Индии с довольно сильно загрязненной атмосферой. Более 40% насаждений составят засухоустойчивые виды растений.
Очищенные городские сточные воды и усовершенствованное охлаждение турбины туманом сэкономит вспомогательную энергию. Крыша и другие поверхности будут улавливать 100% стоков, что значительно снизит расход воды.
Проект кампуса по преобразованию отходов в энергию стал частью миссии «Чистая Индия». Эта общенациональная компания была инициирована в 2014 году правительством Индии и премьер-министром страны Нарендрой Моди. Одной из ее задач стало улучшение управления бытовыми отходами, в том числе искоренение ручного сбора мусора, повышение осведомленности людей и изменение их поведения.
Для Индии вопрос переработки отходов стоит крайне остро. По данным прошлого года, в стране их ежедневно производится около 150 000 тонн — в год доходит до 55 млн тонн. Сейчас в Индии работает 12 заводов «Waste-to-Energy». Их мощность производства электроэнергии — 556 МВт, однако потенциал гораздо больше — 5700 МВт.
Эксперты считают, что, увеличив количество заводов, работающих по этой технологии, можно значительно снизить зависимость от ископаемого топлива и повысить энергетическую безопасность страны. Кроме того, уменьшится нагрузка на ограниченные площади полигонов, решится проблема растущего образования отходов и сократятся выбросы парниковых газов. Немаловажно и то, что во время строительства, а затем эксплуатации этих предприятий, создается множество рабочих мест.
Кампус «Энергия из отходов» уже получил общественное и профессиональное признание. Индийский совет по экологическому строительству оценил меры по обеспечению устойчивого развития и присудил ему платиновый рейтинг как «первому в Индии кампусу по экологически чистой переработке отходов в энергию». Также он является обладателем премии Green Good Design Award by The Chicago Athenaeum, которую присуждает Европейский центр архитектуры, дизайна и городских исследований совместно с Чикагским музеем архитектуры и дизайна.
Ступенчатые колодцы Индии — удивительные сооружения. Жителю средней полосы России никогда бы в голову не пришло строить подобные конструкции для добычи воды. Поэтому баоли (или баори, или бвади - эти самые ступенчатые колодцы) вызывают массу вопросов: как там с качеством воды, почему не сделали механизмов для подъема воды, а наделали узких ступенек, откуда в них вообще бралась вода и почему сейчас многие пересохли? Исследований на русском языке практически нет, да и на английском не так легко найти научную статью на эту тему. Дело в том, что интерес к ступенчатым колодцам возник относительно недавно. На протяжении большей части 20 века все эти сооружения (на сегодняшний день насчитывается около 2000) стояли заброшенными, разрушались, забрасывались мусором. Причина забвения — колонизация. Англичане сочли баоли источником эпидемий (полагаю, вполне справедливо), и пользование ими было повсеместно запрещено британской администрацией.
В 80-х годах 20 века архитектура баоли привлекла внимание американской журналистки Виктории Лаутман. Несколько лет она путешествовала по Индии и фотографировала колодцы (отличное занятие, не правда ли?). Итогом ее работы стала книга «The vanishing stepwells of India” (исчезающие ступенчатые колодцы Индии). На русский язык перевода, к сожалению, нет. Думаю, можно сказать, что сегодняшней популярностью ступенчатых колодцев мы обязаны именно Виктории. Эти сооружения расчищаются, реставрируются, привлекают туристов и даже вводятся вновь в эксплуатацию.
Что же такое ступенчатый колодец? По сути, это яма глубиной примерно метров 20, на дне которой находится, собственно шахта колодца. Почему так? Почему не сделать просто шахту? Мне кажется, тут несколько причин. Во-первых, грунтовые воды на северо-востоке Индии залегают глубоко. Верхний горизонт порядка 30 метров. Наверное, при выкапывании такой глубокой скважины, шахта невольно расширялась, поднимать грунт было проще по пологим склонам, в результате получался как раз котлован с колодцем на дне. Встает вопрос, что делать дальше? Логично сделать ступеньки, чтобы было удобно спускаться к воде.
С другой стороны, уровень грунтовых вод в Индии сильно колеблется от сезона к сезону. Во время муссона льют дожди, вода в избытке, утекает куда попало, реки разливаются, пересохшие русла заполняются водой, а остальные 9 — 10 месяцев воды нет совсем. Соответственно, задача — собрать и сохранить во время сезона дождей как можно больше воды, чтобы ее хватило до следующего муссона.
Жители этой местности использовали много различных техник сбора и сохранения воды, баоли — далеко не единственный способ. Дождевая вода собиралась с крыш домов в подземные цистерны. Вода из переполненных рек по каналам отводилась в искусственные водохранилища, строились плотины на пути дождевых потоков, чтобы вода аккумулировалась в колодцах.
Естественно, уровень грунтовых вод заметно поднимается во время муссона. И вода в нашем колодце заливает яму, на дне которой он находится. Теперь логично превратить эту яму в резервуар, чтобы вода не уходила в грунт, а сохранялась до следующего сезона. Вот и оформилась идея ступенчатого колодца. Это источник грунтовых вод плюс резервуар для сбора и хранения дождевой воды. Дальше дело за инженерами, архитекторами и каменщиками.
Разумеется тип ступенчатого колодца как архитектурного сооружения формировался столетиями. Проследить последовательно эволюцию довольно сложно. На сегодняшний день это выглядит примерно так: сначала резервуары для воды с лестницами из Дхолавиры (2900-1900 год до н. э.), вода поступает по каналам из реки во время муссона.
Резервуар для воды в Дхолавире
Далее, простые (без архитектурных излишеств) колодцы, выдолбленные в скальной породе. Колодец Ади Кади Вав (вав — синоним баоли на языке гуджарати) расположен на территории старинной крепости Джунагадх. Там же есть второй колодец того же типа: навган куво. Источник воды — грунтовые воды в обоих случаях. Но тут проблемы с датировкой. Разброс от 2 века до нашей эры аж до 15 века нашей эры. Если верны более поздние датировки, то «примитивный» вид этих колодцев объясняется их исключительной утилитарностью — источник воды в случае осады.
Ади Кади Вав, на заднем плане видно шахту колодца.
Далее уже колодцы «классического» типа, с каменными или кирпичными ступенями, арками, нишами и украшениями, которые варьируются в зависимости от времени постройки и архитектурной традиции.
Теперь рассмотрим баоли и вавы поближе. Они того заслуживают. Недаром о них говорят, как о подземных храмах. Исследователи подразделяют колодцы на семь типов. Мы же для простоты выделим два: прямоугольные «закрытые» и квадратные «открытые». Начнем с квадратных. К ним относится Чанд Баори. Самый известный колодец в Раджастане. Глубина этого колодца — 22,1 метра (для сравнения, высота пятиэтажки — 15 метров). Сужающиеся книзу стены разделены на 13 горизонтальных ярусов, по 7 ступеней на каждый. Размеры в верхней части (на уровне земли) 16,2х19,3 метра, на нижнем ярусе — 6х9 метров. Постройка этого колодца началась в 8 -9 веках, последние пристройки и реконструкции датируют 15 веком. Сегодня колодец связан с храмовым комплексом, однако, считается, что храм сооружен позже. Изначально колодец выполнял исключительно утилитарную функцию.
Чанд Баори, вид на стену с галереями.
Чанд Баори, вид сверху.
Чанд Баори, ступени.
Самая характерная черта квадратных колодцев — ряды спускающихся вниз ступеней, которые образуют геометрический орнамент. Игра света и тени, сужающиеся стены создают эффекты, подобные рисункам Эшера. Удивительно, что на стенах баоли нет ничего лишнего: ни скульптур, ни перил, ни карнизов - только ступени. И эти ступени — вещь сугубо утилитарная - формируют архитектурный облик сооружения. Причем в разных колодцах ступени располагают по-разному, орнамент всегда отличается, нет двух одинаковых баоли.
Тоорджи Ка Джарла, Раджастан, 1740 г.
Джачка Ки Баори, Раджастан, 14 век
Сурья кунд, Гуджарат, 11 век.
Необходимо отметить, что не всегда все четыре стены баоли заняты ступенями. Нередко одна из стен представляет собой галереи и закрытые помещения для отдыха. Именно это мы видим на примере Чанд Баори. Там есть специальное помещение для отдыха членов королевской семьи. В некоторых нишах расположены статуи божеств.
Теперь перейдем к прямоугольным колодцам. У них одна сторона заметно длиннее другой, вдоль длинной стороны располагаются ступени, а в торце — шахта колодца. Почему мы назвали их закрытыми? Лестница у них частично перекрыта крышами (куполами) павильонов. Такой колодец, в отличие от квадратного, невозможно сфотографировать целиком. Поэтому для начала приведем схему, которая даст представление об общем устройстве такого колодца.
Схема прямоугольного колодца.
А теперь рассмотрим колодец Рани Ки Вав, или Колодец Королевы. Этот колодец с полным правом можно назвать подземным храмом. Интересна история его «открытия». Спустя какое-то время после постройки, колодец был затоплен водами реки Сарасвати, занесен илом и грязью и таким образом законсервирован. В 1890 году колодец посетил британский археолог Джеймс Бёрджес. В записках ученого говорится, что колодец полностью покрыт землей, видны лишь несколько колонн и верхняя часть шахты. В 80-х годах 20 века были предприняты раскопки, затем колодец восстановлен, и в 2014 году объявлен ЮНЕСКО частью мирового наследия.
Стены и колонны Рани Ки Вав богато декорированы, украшены скульптурами и барельефами. Можно сказать, что утилитарная функция источника воды уходит на второй план. А что же остается на первом?
Рани Ки Вав, Гуджарат, 11 век. Вид со стороны входа, на заднем плане видно полукруглое сооружение — это и есть шахта колодца.
А это вид сверху в шахту.
Это общий вид колодца со стороны шахты.
Колодец изначально был задуман как помпезное сооружение. В тексте 1304 года говорится: «Удайямати, дочь Наравараха Кхенгара, возвела этот новый колодец в Шрипатане, чтобы затмить красоту водоема Сахасралинга». В результате получилось сооружение 65 метров в длину, 20 — в ширину и 28 метров в глубину. Как многие колодцы, Рани Ки Вав сориентирован по оси восток-запад. Вход расположен на востоке. Лестница разделена на 4 пролета площадками. На этих площадках устроены павильоны, чем глубже — тем больше в них этажей (см. схему). Эти павильоны затеняют лестницу, дают место для отдыха в жаркий день. Перекрытия павильонов поддерживают 212 колонн. На фото можно видеть, что практически все поверхности в этом «здании» декорированы. Насчитывается более 500 крупных скульптур и более 1000 мелких. Скульптуры изображают божеств индуистского пантеона: Брахму, Вишну, Шиву, Лакшми, Дургу и так далее. Больше всего изображений Вишну в различных воплощениях.
Кроме того, многие скульптуры изображают женщин, занятых подчеркнуто «женскими» делами: причесывают волосы, примеряют серьги, играют с детьми. Есть мнение, что все эти фигуры женщин — аллегорическое изображение земной любви, любви к мужчине или ребенку, символ фертильности, плодородия.
Такое соседство: боги и женщины, собственно, и отражает дополнительную функцию колодцев. Это и храм (вода священна, многие обряды включают омовение), и место встречи и отдыха для женщин, пришедших за водой (обязанность приносить воду с древних времен и до сих пор считается в Индии уделом женщин).
Баоли и вавы — не просто источник воды, это общественное место, наподобие наших парков, там можно отдохнуть, посплетничать с соседями, узнать новости. И все это в комфорте, ведь температура внизу у колодца, как правило на 5-6 градусов ниже, чем на поверхности. Устройство такого колодца — дело общины или богатого мецената. Построить баоли — значит увековечить свое имя, завоевать уважение сограждан. В некоторых колодцах имеются надписи, упоминающие строителей и меценатов. Часто меценатами выступали богатые женщины.
Такие общественные колодцы строились вдоль крупных дорог, на расстоянии около 30 километров друг от друга. Известен указ правителя сажать вдоль дорог баньяны и манговые рощи, сооружать колодцы для отдыха путешественников.
Баоли сооружались в Индии на протяжении 1000 лет, самый «молодой» колодец упоминает все тот же Джеймс Бёрджес. Он пишет о колодце в двух милях от Ахмадабада, построенном в 1860 году, это Джедабхай Вав.
Джедабхай Вав, вид от шахты в сторону входа.
Теперь, имея представление об устройстве колодцев подведем итоги и ответим на наши вопросы.
Зачем нужен именно ступенчатый колодец? Это резервуар для воды, пришедшей с муссоном, по ступеням можно спускаться вслед за падением уровня воды. Вероятно, то, что зеркало воды находилось ниже уровня земли снижало потери за счет испарения. Кроме того, колодцы были своего рода социальными и религиозными центрами, воспользоваться водой и отдохнуть возле баоли мог любой человек, не зависимо от пола, вероисповедания и, возможно, касты (не нашла информации по этому вопросу). Баоли отмечались особыми метками. Так как колодец под землей, его не видно издалека. Рядом с колодцем ставились каменные колонны, чуть ниже человеческого роста. В верхней части делали нишу для фонаря, чтобы колодец можно было найти даже ночью (ну и не свалиться в него).
Как узнавали, где копать? По правде сказать, понятия не имею. Но существует немало легенд со схожим сюжетом: выкопали колодец, а воды нет. Жрецы сказали, что нужно жертвоприношение. Кинули в колодец ребенка/девственницу/влюбленную пару, и вода пришла. Видимо, все-таки промахивались периодически.
Почему подъем воды не был механизирован? Вероятно, был, но не повсеместно. Есть упоминания, что в некоторых баоли были особые помещения, где устанавливалось персидское колесо, приводимое в движение быками. Воду поднимали в кожаных бурдюках. К сожалению, никаких картинок — реконструкций или чертежей найти не удалось.
Была ли вода в колодцах питьевой? Качество воды в колодцах, полагаю, было не очень. Даже учитывая то, что вода грунтовая (то есть фильтрованная) и дождевая (то есть дистиллированная), а жители относятся к водоему как священному месту, чистят, не бросают мусор и т.д., все равно баоли — это стоячий водоем под открытым небом в жарком климате. Плюс — общественный водоем. Идеальное место для распространения бактерий и прочего. На сегодняшний день вода из колодца Чанг Баори считается смертельно опасной из-за обитающих в ней бактерий и паразитов. Подходить к воде запрещено, установлено специальное ограждение (его видно на фото). Во время религиозных праздников разрешается омовение ног, так как вода Чанд Баори считается священной. Специальные люди следят, чтобы ничего, кроме ног в воду не совали. И все равно порядка 20 человек в год умирает из-за этой священной воды.
Почему некоторые колодцы сейчас сухие? Считается, что бурение артезианских скважин, прокладка водопровода привели к понижению уровню грунтовых вод. А некоторые колодцы просто заброшены, забиты мусором.
Что происходит с колодцами сегодня? Баоли восстанавливаются, становятся туристическими объектами. На фоне водного кризиса интерес к баоли не только исторический, но и практический. При реконструкции комплекса гробницы Кутб-Шахи были восстановлены 6 колодцев. В 2021 году эти баоли дали 20 миллионов литров воды, использованной для полива садов комплекса.
Дерево выросло в шахте заброшенного колодца.
Старинное фото. Женщины набирают воду в колодце.
Женщины набирают воду. Наши дни.
И напоследок — спиральный колодец.
Никакой специальной информации о нем нет, кроме того, что недавно расчищен. Он просто красивый.
Бум численности населения в Индии неминуемо привел к росту количества выбрасываемых отходов. Ежегодно здесь попадают на свалки более 40 миллионов тонн ненужных вещей, большую часть которых можно было бы переработать. При этом сектор энергоутилизации в стране имеет огромный, но нереализованный потенциал. Расскажем, как с помощью инновационных технологий «Энергия из отходов» Индия начала решать проблемы с образованием неконтролируемых полигонов.
Индия производит огромное количество отходов, включая твердые коммунальные, промышленные, опасные и биологические. По подсчетам экспертов, индийские города выбрасывают около 42 миллионов тонн твердых отходов в год. Согласно недавнему отчету «Окружающая среда-2023», объем образования коммунальных отходов в стране оценивается в 150 000 тонн в день. Чтобы использовать энергетический потенциал этих ресурсов и уменьшить зависимость от свалок, сегодня в Индии внедряют технологии преобразования отходов в возобновляемую энергию (WTE) — тепло и электричество, реализуемые с помощью заводов по энергоутилизации.
Фото: установка по переработке отходов в энергию. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
На сегодняшний день Индия имеет потенциал для производства 5690 МВт электроэнергии из промышленных и твердых коммунальных отходов, но до сих пор установленная мощность не превышала 560 МВт. Пришло время это исправить.
Возрождение сектора энергоутилизации в Индии
Оживление сектора «Энергия из отходов» даст Индии ряд весомых преимуществ, таких как снижение зависимости от ископаемого топлива, диверсификация структуры энергетики и повышение энергетической безопасности. Кроме того, заводы «Waste-to-Energy» уменьшат нагрузку на ограниченные площади свалок и решат растущую проблему образования отходов. Сокращая выбросы парниковых газов, снижая риски для здоровья людей и борясь с изменением климата, предприятия энергоутилизации способны обеспечить стране устойчивое развитие.
По оценкам индийского правительства, в будущем страна достигнет потенциала по переработке отходов в «зеленую» энергию в 5 гигаватт, что почти в 30 раз больше, чем сегодня. Однако уже сейчас Индия может похвастаться несколькими крупными проектами: по всей стране действуют 11 заводов, еще 10 находятся в стадии строительства. Расскажем о некоторых из них подробнее.
Одним из крупномасштабных объектов является второй по величине в Дели завод по переработке отходов в энергию JSAW. Мощность этого предприятия составляет 23 МВт. Здесь перерабатывают около 2000 метрических тонн отходов в день.
Другое предприятие по энергоутилизации в Сонепате на данный момент в тестовом режиме обслуживает четыре ближайших города.
Фото: завод по переработке отходов в энергию в Сонепате. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
Пока его мощность невелика и составляет 8 МВт. В планах — наращивать обороты. Ежедневно по утрам самосвалы компании патрулируют улицы, собирая отходы.
Фото: коммунальные отходы сортируются на пункте вторичного сбора, а затем транспортируются на завод. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
Но поскольку лишь небольшая часть жителей производит сортировку дома, основная масса ресурсов отбирается вручную сотрудниками на пунктах сбора, прежде чем попасть на завод.
Фото: индийский техник на предприятии управляет захватным инструментом. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
Там отходы тщательно сушат, после чего техник с помощью захватного инструмента складывает их в высокие кучи, которые затем засыпают в котел для поддержания стабильной выработки энергии.
Еще одно крупнейшее энергоутилизирующее предприятие построится в Мумбаи.
Фото: завод в Мумбаи
В будущем оно сможет производить до 17 миллионов единиц электроэнергии в год. Ежедневно в этом индийском мегаполисе образуется около 6,5 тысяч тонн твердых отходов. Из них до 600 тонн отправляются на открытую свалку, где будут разлагаться десятилетиями, загрязняя атмосферу токсичными газами.
Фото: горы отходов на полигоне. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
Оставленные на открытом воздухе отходы могут выделять опасные химические вещества в землю, загрязняя водоносные системы и, в конечном итоге, море. Спутниковые наблюдения показали, что выбросы метана со свалок превышают все допустимые показатели, а это означает, что их влияние на изменение климата гораздо существеннее, чем ранее предполагалось.
По плану авторов проекта, после ввода завода в эксплуатацию вся масса твердых отходов со свалки будет переработана в электроэнергию. Этот процесс также поможет освободить 120 гектаров земли на полигоне Деонар.
Фото: отходы складывают в высокие кучи, после чего их ссыпают в котел. Фотограф: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
Не менее перспективный объект по энергоутилизации недавно открылся в штате Мадхья-Прадеш. Этот завод способен перерабатывать 600 тонн отходов в день и вырабатывать 6 МВт энергии. Предприятие обеспечит электричеством 235 тысяч домов в окрестных районах.
Фото: установка использует тепло от сжигания сырья для превращения воды в пар. Источник: Аниндито Мукерджи/Bloomberg
В первые месяцы после открытия предприятие будет работать на сниженной мощности, утилизируя 350-380 тонн неперерабатываемых «хвостов» в день. В дальнейшем завод выйдет на полную мощность, в планах на перспективу — расширить объект вдвое.
Другие меры
В дополнение к технологиям по энергоутилизации важное значение для страны имеют такие стратегии, как экопросвещение людей по вопросам грамотной сортировки отходов и надлежащей практики утилизации. Индия также нуждается в разработке надежной нормативно-правовой базы, которая будет способствовать дальнейшему развитию устойчивых технологий «Waste-to-Energy».
Таким образом, сектор «Энергии из отходов» в Индии имеет огромный потенциал: проект предполагает не только превращение отходов в энергию, но и сбор, транспортировку, переработку и компостирование. Можно сказать, что сегодня у страны есть все шансы эффективно и экологично решить проблемы в сфере неконтролируемого образования отходов и их грамотной утилизации.
Ритики Сорен выросла, наблюдая за тем, как ее дядя усердно трудится на ферме в Джаркханде, а его продукция из-за низкого спроса порой гниет, что приводит к огромным убыткам. Чтобы решить эту проблему, она вместе со своей одноклассницей Шреей Кумари придумала решение для естественного холодного хранения.
Ученики со всей страны, в основном 8 и 9 классов, представили свои прототипы различных инновационных устройств для решения проблем на Национальной научной выставке. Всего в мероприятии приняли участие 313 команд из школ CBSE разных штатов.
Тема научной выставки — наука и технологии для общества. Студенты представили свои инновации в области сельского хозяйства, связи и транспорта, вычислительного мышления, здоровья и жизни.
Вдохновленные проблемами повседневной жизни, Сорен и Кумари заявили: «Поскольку покупка холодильной камеры стоит дорого, мы сделали натуральную модель - ящик из фанеры и почвы, уложенных таким образом, чтобы сохранить овощи свежими до двух недель, чтобы помочь фермерам».
Другие дети также представили свои экологические проекты. Девочки Пранати и Ашвини из 8 класса Карнатаки придумали экогоршки, сделанные из растительных отходов, которые обеспечивают восстановление воды для растений. А Арнав Гупта и Ритурадж Тхакрей придумали гениальный способ очистки водоемов от пластиковых отходов.
Студенты также осваивают астрофизику и космические решения, создавая такие конструкции, как космический ровер. Джайвант Матхан и Шри Баладжи из Тамилнада создали модель под названием Ares Rover, которая может работать как на аккумуляторах, так и на солнечных батареях, напрямую передавая информацию из космоса через сигналы спутников.
Ежегодно в мире производится около 10 миллионов тонн бананов. 35% веса банана приходится на кожуру, что приводит к 3,5 миллионам тонн отходов.
Кожура – это только часть проблемы: на банановых плантациях также остается огромное количество неиспользованного материала. После сбора урожая почти 60% банановой биомассы выбрасывается. В основном это мясистые стволы банановых деревьев, которые остаются разлагаться на полях, где они росли.
Одна из возможностей – использовать эти отходы плантаций в качестве биотоплива, преобразуя химическую энергию ствола и другой биомассы в тепло и электричество. Однако банановые отходы не являются эффективным источником топлива, поскольку большая часть тепла уходит на испарение влаги в стволе и плодах.
Более эффективное и экологичное использование банановых отходов – превращение их в экологичный текстиль. Сегодня мировая индустрия моды в значительной степени зависит от ископаемых материалов, начиная от полиэстера и заканчивая водоемким хлопком, выращиваемым на истощенных почвах. Банановые отходы могут стать одним из видов сырья, идеально подходящего для создания круговой экономики.
Уганда
Будучи вторым по величине производителем бананов в мире, Уганда является родиной вторичного использования банановых отходов.
Компания TexFas лидирует в цепочке создания стоимости банановых отходов в Уганде, разработав технологии извлечения бананового волокна и производства высококачественного текстиля и поделок из бананового волокна, включая пряжу, ткани и предметы домашней обстановки, такие как ковры и абажуры. Все их изделия полностью биоразлагаемы.
Индия
Эта страна занимает первое место в мире по производству бананов, а это значит, оставляет горы отходов биомассы.
Atma Leather – индийский стартап, нацеленный на удовлетворение нового спроса на экологичные альтернативы животной коже с использованием банановых отходов. Компания Banofi использует 50% отходов банановых стеблей и на 30% из натуральных добавок и утверждает, что ей удалось найти действительно экологичную альтернативу шкурам животных.
Для производства веганской кожи требуется некоторое количество ископаемых химических веществ. Полностью растительным материалам не хватает долговечности и прочности. Banofi также добивается экономии выбросов, используя в качестве основы 20% переработанных полимеров, а не первичную пластмассу.
Бангладеш
В Бангладеше, еще одном крупном производителе бананов, коренные общины в рамках проекта, поддерживаемого правительством страны, вручную ткут сари, полностью изготовленные из бананового волокна. Этот материал заменяет экологически чистый хлопок, из которого обычно шьют традиционную одежду.
Почему биоэкономике нужны отходы
Товары, произведенные из биологических ресурсов, не являются автоматически устойчивыми. Любое сырье имеет определенную экологическую цену, и даже возобновляемые материалы не являются исключением. Культуры, выращиваемые для биоэкономики, могут вносить значительный вклад в выбросы углекислого газа и загрязнение воды.
Сегодня участники биоэкономики все чаще задумываются об устойчивости сырья, из которого производится их продукция. В ЕС все чаще признают, что растущий спрос на биомассу наносит ущерб природным экосистемам, подчеркивая, что даже отрасли, основанные на биологическом сырье, нуждаются в сознательном управлении, чтобы ограничить свое воздействие, особенно по мере того, как экономика осваивает возобновляемые альтернативы ископаемому топливу.
Биоотходы – это вид сырья имеет тенденцию к высокой устойчивости по нескольким причинам. Во-первых, их очень много: мир далек от циркулярной экономики, и отходы постоянно производятся в больших масштабах. Компании и фермеры зачастую только рады получать деньги за вывоз этих материалов.
Кроме того, сокращаются выбросы углекислого газа, поскольку отпадает необходимость в удобрениях или разрушении поглощающих углерод экосистем для освобождения места под промышленное выращивание. Утилизация отходов также позволяет очистить окружающую среду за счет удаления гниющей биомассы, которая в противном случае разлагалась бы и выделяла углерод.
Отходы — одна из главных проблем для такого города, как Мумбаи. Здесь ежедневно образуется более 6 000 тонн отходов, из которых 70 процентов — органика. В попытке переработать пищевые остатки муниципальная корпорация Бриханмумбаи (BMC) начала работу по созданию пяти мини-заводов по переработке органики в энергию в каждой из крупных городских больниц Мумбаи.
Органические отходы, если их не перерабатывать, отправляются на свалки, где они выделяют метан, который, в свою очередь, вызывает пожары и ухудшает качество воздуха.
На новых установках для превращения отходов в энергию будут сортировать, обрабатывать и перерабатывать около 2000 кг влажных отходов, образующихся на территории больничных городков, и производить около 170 единиц электроэнергии в день с помощью непрерывного анаэробного сбраживания.
Биогаз, вырабатываемый установками, используют для работы больничных столовых. Если выработанная энергия превысит потребности кухонь, ее перенаправят для питания уличных фонарей на территории больницы.
«Это первая в своем роде инициатива, реализуемая в пяти крупных больницах, в рамках которой мы создадим установки по биометанизации мощностью 2 МТ. Влажные отходы из больниц превратят в биогаз, который в конечном итоге будет использоваться на кухнях больниц. Это позволит децентрализовать процесс сбора и переработки отходов, сэкономить на их транспортировке, а также сократить расходы на приготовление пищи», — сказал доктор Судхакар Шинде, сотрудник BMC.
Ежегодно в городах Индии выбрасывают около 42 миллионов тонн отходов. Довольно большую их часть можно было бы превратить в энергию - если бы существовала инфраструктура для сортировки и сбора отходов.
В часе езды от Дели, за высокими свалками работает небольшой завод термической энергоутилизации, который помогает преодолеть хронический кризис отходов в Индии.
Установка по переработке отходов в энергию JBM Enviro использует тепло от сжигания сырья для превращения воды в пар, который питает турбину. Электричество, получаемое в результате этого процесса, не использует ископаемое топливо и помогает очистить окружающую среду от отходов.
На протяжении десятилетий эта технология была популярным решением для утилизации отходов и получения энергии в развитых странах, таких как Япония, Швеция и США, но в Индии она не получила должного распространения.
Хотя Индия производит лишь треть ежедневных отходов, выбрасываемых европейскими странами в расчете на душу населения, в стране отсутствует государственная инфраструктура для сортировки и сбора отходов. В целом индийские города производят около 42 миллионов тонн отходов в год - это столько же, сколько весят 127 зданий Эмпайр-Стейт.
Проблема открыла двери для частных энергетических компаний. Этот сектор сейчас находится под давлением, поскольку компаниям, вероятно, придется соответствовать более жестким экологическим критериям для получения кредитов на сокращение выбросов на новом углеродном рынке, курируемом Организацией Объединенных Наций. Такие кредиты, поощряющие иностранные инвестиции в климатические проекты, помогут предприятиям по переработке отходов в энергию компенсировать дополнительные расходы на ведение бизнеса в Индии.
По оценкам правительства Индии, потенциал мощностей по переработке отходов в энергию достигает 5 гигаватт, что почти в 30 раз больше, чем почти 168 мегаватт, установленных на сегодняшний день. В стране действуют 11 заводов, а еще 10 находятся в стадии строительства.
Завод JBM Enviro мощностью 8 МВт в Сонепате, который обслуживает всего четыре города, пока работает в тестовом режиме. Объем, который он способен переработать - всего лишь капля в океане отходов, которые скапливаются в стране с населением 1,4 миллиарда человек, в густонаселенных городах и в таких отдаленных районах, как Гималаи.
Каждый день с рассветом самосвалы компании патрулируют улицы, собирая отходы от двери к двери. В каждом автомобиле есть отдельный отсек для сухих и влажных отходов, но поскольку лишь небольшая часть жителей сортирует отходы дома, основная масса проходит дополнительную сортировку в пунктах сбора, прежде чем попасть на завод.
Там отходы высушиваются и складируются в яме, где техник в диспетчерской с помощью грейфера раскладывает их в высокие кучи, которые постепенно засыпаются в котел для поддержания стабильной выработки энергии.
Обычно для таких заводов требуется сырье, способное генерировать до 4 000 килокалорий на килограмм, чтобы гарантировать стабильную прибыль, но индийские отходы генерируют только около 1 000, согласно оценкам Миттала из JBM Enviro.
Оставаясь под открытым небом, отходы выделяют токсичные химические вещества в почву, загрязняя водоносные горизонты и, в конечном счете, море. Спутниковые наблюдения показали, что выбросы метана со свалок гораздо больше, чем сообщалось ранее, а это значит, что их воздействие на климат также серьезнее, чем считалось.