Разработка концепции экологически чистых ТЭЦ и ТЭС с активным использованием фотосинтетических процессов

В статье рассматривается возможность применения концепции «переходного звена» от углеводородной к «зеленой» энергетике. Вся мировая промышленность использует углеводороды в качестве топлива. Доля «зеленой» энергетики растет, но полностью заменить нефть, газ и уголь на данном этапе она не может. Во многих производственных процессах, в силу технологии, теряется значительное количество тепла. Таким образом, антропогенное воздействие двукратно усиливается и за счет сжигания топлива и за счет тепловых потерь в окружающую среду. Традиционные методики снижения вредных выбросов, как правило, ориентированы только на конкретный вид очистки и представляют собой капитальные очистные сооружения. Подход авторов статьи к проблеме отличается от общепринятого. Разрабатываемый способ позволяет получать дополнительный продукт за счет сбросного тепла, снижая при этом выбросы в атмосферу оксида углерода. В качестве объекта исследования авторами выбраны ТЭС и ТЭЦ. Их роль как источника тепла, света и горячего водоснабжения трудно переоценить. Но ТЭС и ТЭЦ также являются источниками парниковых газов, образующихся при сжигании топлива, источниками тепловых потерь с уходящими газами и тепловым загрязнением водоемов охлаждающей жидкостью. Тепловое загрязнение водоемов приводит к зарастанию их водорослями, и как следствие, ухудшение качества воды. В основе, представленного авторами метода, лежит комплексное использование сбросного тепла, образуемого в большом объеме в прудах-охладителях водорослей и производство биоэтанола. Были проведены исследования на масс-спектрометре химического состава водорослей, образуемых в различных средах (морская, водопроводная и очищенная вода). В ходе экспериментов были выращены бобовые растения на очищенной воде, водопроводной воде и дистиллированной воде. Согласно выполненным расчетам, стоимость 1 литра полученного биоэтанола составит около 28 руб./л, что в 3 раза дешевле производимого сейчас. Сделан вывод о незначительном влиянии на выход биоэтанола загрязненной воды ТЭЦ или ТЭС. Показано снижение натрия в 17,8 раза за счет применения биофильтр.
Сделан вывод о значительной адсорбционной способности ионов Zn, Mg, Fe, Al, Si, Pb. Полученная вода после пропускания через водоросли была проверена по СанПиН 2.1.4.1074-01, и полностью соответствовала стандарту, что позволяет использовать ее для технологических и технических целей и, тем более, без последствий сливать в окружающую среду.

1. Смирнов А. «Настоящие длинные циклы индустриальной и постиндустриальной эпохи» (2013 г.) [ Электронный ресурс].- Режим доступа: https://russianeconomist.blogspot.com/2012/12/blog-post_5722.html

2. Глазьев С.Ю. Экономическая теория технического развития.-М.: Наука, 1990.

3. Сколько баррелей нефти требуется для майнинга [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://forum.ykt.ru/viewtopic.jsp?id=4289131

4. Экологические проблемы энергетики [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://poznayka.org/s53694t1.html

5. Farieda M. Biodiesel production from microalgae: Processes, technologies and recent advancements / M. Farieda, M. Samera, E. Abdelsalamb, R.S. Yousefc, Y.A. Attiab, A.S. Alid // Renewable and Sustainable Energy Reviews – 2017. 79. 893-913

6. Ахмадуллова А.Э. Влияние «цветения» синезеленых водорослей на экологическое состояние водоемов – Альманах научных открытий, телеконференция 27.03.2011 [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://tele-conf.ru/aktualnyie-problemyiekologii/vliyanie-tsveteniya-sine-zelenyih-vodorosleyna-ekologicheskoe-sostoyanie-vodoemov.html

7. MORRIS G., Bioethanol Co-Location Study // National Renewable Energy Laboratory, 2002 #11, p.1-31

8. Парижское соглашение по климату.– [Электронный ресурс].-Режим доступа: https://tass.ru/info/6917170

9. Водоподготовка на ТЭС и АЭС. [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.konversia.com/art_water_conditioning.htm

10. СанПиН № 4630-88 «ПДК и ОДУ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования»; - СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»

11. Farieda M. Biodiesel production from microalgae: Processes, technologies and recent advancements / M. Farieda, M. Samera, E. Abdelsalamb, R.S. Yousefc, Y.A. Attiab, A.S. Alid // Renewable and Sustainable Energy Reviews – 2017. 79. 893p.

12. Jitendra Kumar Saini, Reetu Saini, and Lakshmi Tewari. Lignocellulosic agriculture wastes as biomass feedstocks for second-generation bioethanol production: concepts and recent developments 3 Biotech. 2015 Aug; 5(4): 337–353. . doi: 10.1007/s13205-014-0246-5 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4522714/

13. Patrik.Lennartsson, PerErlandsson, Mohammad J.Taherzadeh /Integration of the first and second generation bioethanol processes and the importance of byproducts Bioresource Technology Volume 165, August 2014, Pages 3-8.

14. Патент № RU 2018 132 582 «Способ получения биоэтанола из водорослей» https://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2018132582&TypeFile=html

15. Топливная база черной металлургии и эффективность использования топливно-энергетических ресурсов [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://megalektsii.ru/s74792t3.html

16. Adam J. Wargacki, Effendi Leonard, Maung Nyan Win,*,. An Engineered Microbial Platform for Direct Biofuel Production from Brown Macroalgae/ Science 20 Jan 2012: Vol. 335, Issue 6066, pp. 308-313, DOI: 10.1126/science.1214547

17. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т. 2 / Пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко и др.— М.: Энергоатомиздат, 1987.— 352 с

18. Федеральный закон от 24.06.1998 N 89-ФЗ "Об отходах производства и потребления" Редакция от 07.04.2020(с изм. и доп., вступ. в силу с 14.06.2020)

19. Распоряжение Правительства РФ от 29.07.2014 N 1398-р (ред. от 21.01.2020) <Об утверждении перечня монопрофильных муниципальных образований Российской Федерации (моногородов)>

20. Патент «Способ получения этанола из морских водорослей» Галынкин Валерий Абрамович (RU), Гарабаджиу Александр Васильевич (RU), Еникеев Айрат Хасанович (RU) http://www.freepatent.ru/patents/2421521