Спасти планету: украинцы затеяли революцию в переработке мусора

Экологическое законодательство Украины во многом отстало от европейского. В то же время наши ученые в этой сфере во многом опередили коллег из других стран. Они придумали, как утилизировать отходы, даже радиоактивные, без вреда окружающей среде.

Страна свалок

По оценкам экологов, каждый украинец ежегодно выбрасывает 200-300 кг мусора. В странах Европы и США, где потребление товаров еще выше, мусора появляется в 2-3 раза больше. Это бытовые отходы, пластик, полиэтилен, стекло, а иногда даже токсичные вещества - например, ртуть в разбитых термометрах и соли тяжелых металлов в батарейках. В разных странах существуют специальные пункты приема и устанавливаются отдельные контейнеры для батареек, радиоаппаратуры. Пластик, стекло и бумага также разделяются по разным контейнерам. Это упрощает переработку таких отходов и позволяет избежать появления гигантских свалок.

В Украине разделение отходов - не очень распространенная практика. В стране насчитываются тысячи свалок, и они уже занимают около 4% территории. По данным сообщества The Epoch Times, только в Киеве и пригородах расположено более десятка свалок, мусорных полигонов и кладбищ отходов, часть из которых - незаконные. Кроме того, в городской черте хранится и опасный мусор, например, ртутные отходы заброшенного завода "Радикал" в Деснянском районе, рядом с метро Лесная.

Согласно рейтингу портала Numbeo, который собирает информацию о разных городах, Киев является вторым по загрязненности городом Европы после итальянского Неаполя. В этом рейтинге Киев обогнал Скопье (Македония), Тирану (Албания) и Москву (Россия). А в 2013 году британская газета The Financial Times назвала Киев самым грязным городом Европы.

При этом в Украине нет мусороперерабатывающих мощностей. Есть несколько десятков сортировочных линий и пара мусоросжигательных заводов. Но сжигание мусора - не самый безопасный вид его утилизации, поскольку при этом вредные вещества все равно выбрасываются в атмосферу.

Согласно директивам Европейского союза, мусоросжигание и захоронение на свалках имеют самый низкий приоритет среди всех видов утилизации. А высокий приоритет предоставляется переработке вторсырья, использованию в производстве экологически чистых материалов. В Швеции, к примеру, на переработку идет более 90% мусора. Примерно половина превращается в энергоносители, с помощью которых отапливаются дома жителей страны и предприятия. Более 10% отходов идет на производство биогаза - топлива для транспорта.

Страны ЕС, которые не уменьшают количество мусора, платят штрафы. Например, такие штрафы платила Польша, когда только присоединилась к ЕС и слишком медленно внедряла инновации в области переработки отходов.

Хотя экологическое законодательство Украины пока отстало от европейского, наши ученые во многом опередили коллег из других стран. Они придумали, как утилизировать отходы, даже радиоактивные, без вреда окружающей среде. Их разработки были представлены во время очередной встречи Tech Today Hub, организованной компанией "Vodafone Украина".

Между землей и небом

Украинская академия наук представила проект утилизации твердых бытовых отходов при отсутствии элекроэнергии. На сегодня основными недостатками утилизации и переработки отходов является высокая стоимость, привязка к заводам (отходы нужно транспортировать) и использование больших объемов электроэнергии. Украинские ученые предлагают утилизировать отходы прямо на месте свалки. Сначала их нужно сортировать, отобрать металл, стекло и пластик. Затем остатки обогащаются торфом или опилками, подсушиваются и брикетируются. Потребителями могут быть районные предприятия частной и коммунальной собственности - школы, больницы, да и просто частные пользователи.

Данную технологию уже испытали в лабораторных условиях, и результат полностью соответствовал ожиданиям ученых. Первый рабочий образец исполняется на одном из предприятий академии, а в дальнейшем производство можно наладить совместно с каким-либо заводом. Общая сумма инвестиций, которые нужны для массового производства - 850 тыс. долларов, доработка обойдется еще в 70 тыс. долларов.

Чтобы разработать готовое решение и внедрить его на предприятии заказчика, понадобится полгода. По оценкам авторов проекта, утилизация и переработка мусора на месте свалки обходится в два раза дешевле, по сравнению с реализацией этого процесса на заводах. А в случае отсутствия заводов в регионе, так тем более.

Еще одна разработка академии - это ОСДАР, экологически чистая технология разложения органики с получением горючего газа. Эта разработка претендует на настоящую революцию в области "зеленых" технологий, так как предлагает использовать энергию солнечных фотонов. Она основывается на открытии академика Валерия Остапенко, единственного человек в мире, который научился управлять фотонами и синтезировать их. С 60-х годов он работал в лаборатории астрофизики, наблюдая за поведением фотонов, и заметил, что они могут быть управляемыми. В течение 30 лет он решил несколько уникальных уравнений и доказал свою гипотезу.

По словам самого Валерия Остапенко, эта находка открывает возможности для поиска новых путей синтеза органики, регенерации воздуха и воды. И для этого даже не нужны земные условия. И уже сейчас это открытие создает фундамент для развития нового вида энергетики - экологически чистой водородной. С помощью технологии можно утилизировать любые бытовые или промышленные органические отходы, получая газ из неисчерпаемых запасов органики Земли.

Можно очищать территории и акватории, загрязненные нефтью, использовать выбросы котлов теплоэнергетики. Можно использовать даже отходы с загрязненных радиацией территорий (например, в зоне ЧАЭС). Полнота разложения органики при этом составляет 99,9% и токсические вещества в итоге не образуются. Процесс происходит при низких температурах и нормальном атмосферном давлении, он не требует воздуха (это не горение) и работает исключительно на электроэнергии.

Технология относится к рынку переработки отходов в энергию, WTE (Waste to energy). По результатам различных маркетинговых исследований, объем этого рынка уже составляет от 10 до 30 млрд долларов, и его рост продолжается. Более 90% глобального оборота обеспечивают станции, на которых используется термальная деструкция мусора. На биологические процессы приходится 10% рынка.

Уже создан рабочий лабораторный мини-прототип решения, с помощью которого автор подтвердил свою теорию на практике. Теперь проект ищет финансирование для создания промышленного прототипа, расширения научной и инженерной команды, аренды лаборатории.

Чтобы усовершенствовать технологию и начать подготовку к серийному производству, нужно около года. На "посевной", seed-стадии, ОСДАРу требуется 250 тыс. долларов - этого хватит, чтоб запустить производство. Монетизировать разработку планируется как за счет продажи установок по разложению органики с получением газа, так и благодаря продаже лицензий и прав. По оценкам академии, инвестиции окупятся через 13 месяцев после начала продаж.

Мусор съедят микробы

Сразу несколько разработок в области утилизации отходов представил Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины. Первая из них - это микробная технология быстрого сбраживания экологически опасных и многотоннажных смешанных пищевых отходов. Авторы проекта напоминают, что спонтанное гниение таких отходов приводит к катастрофическому отравлению окружающей среды токсическими веществами. Применение микробов позволяет за 2-3 недели уменьшить массу отходов в 20-30 раз, при этом токсические продукты не будут поступать в окружающую среду.

В 2003 году промышленная биотехнология переработки отходов была внедрена на украинской антарктической станции "Академик Вернадский". Работает мини-линия по производству сухого микробного препарата. По просьбе заказчика можно изготовить экспериментальную партию, чтобы продемонстрировать эффективность препарата. Изготовление и сдача "под ключ", а также тестирование одного действующего макета пилотной установки стоит 200 тыс. долларов, ориентировочная стоимость доработки - 100-200 тыс. долларов. Запуск технологии на предприятии займет год. В условиях мегаполиса ее могут использовать муниципальные службы, отели и рестораны.

Представители института также рассказали, как с помощью микробов можно получить из мусора энергоносители. Так, новейшая микробная технология позволяет получать одновременно газообразные, жидкие и твердые виды топлива при экологически безопасном сбраживании смешанных пищевых отходов. Это постоянный возобновляемый источник для микробного синтеза водорода. Сегодня водород является самым экологически чистым видом топлива, ведь единственным продуктом его горения является вода. Но стоимость добычи водорода в мире слишком высока.

С помощью микробов также можно утилизировать пищевые отходы и получить биотопливо. Специальный микробный препарат уменьшает массу отходов на 75-95%, при этом получается энергоноситель водорода в промышленных объемах. Отходы утилизируются прямо на месте. На данном этапе разработана формула и способ приготовления такого микробного препарата, организовано его экспериментальное производство (50 кг в месяц). Институт также провел лабораторные исследования и получил позитивный отклик от 20 потенциальных клиентов.

Чтобы внедрить технологию на промышленном предприятии, нужно 200 тыс. долларов. В зависимости от объема и сложности заказа ориентировочные сроки внедрения решения составят 6-18 месяцев. За два года институт может создать промышленный прототип технологии переработки пищевых отходов в тепловую или электрическую энергию. В условиях экспериментального производства в Украине себестоимость 1 кг продукта составит всего 3 доллара, а при промышленном производстве снизится до 1 доллара.

Хотя проекты украинских ученых выглядят перспективными, а их эффективность доказана исследованиями, чиновники пока проявляют к ним мало интереса. Ведь на мировом рынке присутствуют готовые решения "под ключ", пусть не такие эффективные. А "минус" отечественных технологий в том, что большинство из них требует инвестиций и доработки. Не у всех ученых даже есть возможность работать в лабораториях.

Произведут ли украинцы революцию в мировой науке, на данном этапе будет зависеть, в первую очередь, от инвесторов, частных и государственных, которые поверят в их разработки и "проголосуют" деньгами.

Ранее РБК-Украина рассказывало о других "зеленых" разработках украинских ученых, в частности, о новых способах получения биотоплива и об очищении воды с помощью микробов.