Растущее принятие мандатов на использование возобновляемых источников энергии странами по всему миру привело к массовым инвестициям в сектор «зеленой» энергетики , хотя на данный момент в производстве энергии в США по-прежнему преобладают ископаемое топливо. По оценкам, всего 21,5% всей электроэнергии, произведенной в США в 2022 году, было получено из возобновляемых источников, но ряд текущих ветровых, солнечных и гидроэнергетических проектов обещают увеличить эту цифру в ближайшем будущем. Однако, хотя три наиболее популярных источника возобновляемой энергии продолжают становиться все более распространенными, продолжаются исследования по поиску более необычных источников энергии.
Один из наиболее многообещающих способов найти новые возобновляемые источники энергии — изучить отходы. Будь то отходы кофе, тепло или даже человеческие отходы, группы исследователей ищут способы превратить их все в готовые источники энергии. Некоторые из этих уникальных схем производства энергии уже имеют прототипы систем меньшего масштаба, хотя на данный момент ни одна из них не получила широкого распространения. Тем не менее, у всех этих восьми есть большой потенциал — даже если они все очень странные.
Использование шагов пассажиров
Хотя каждый шаг может производить лишь очень небольшое количество энергии, объедините каждый шаг каждого пассажира или покупателя на оживленной городской улице, и эти шаги суммируются. Британский стартап Pavegen разработал технологию, позволяющую использовать эту энергию: тротуарная плитка поглощает несколько джоулей за шаг и может укладываться так же, как обычный тротуар.
В недавнем интервью Forbes генеральный директор компании рассказал, что идея возникла в результате неудачного проекта по созданию систем генерации возобновляемой энергии в крупных городах. Традиционные возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, нецелесообразно устанавливать в городских условиях, поэтому Pavegen был создан как альтернативный способ сбора энергии, который лучше вписался бы в городские улицы.
На данный момент компания Pavegen реализовала ряд успешных небольших демонстрационных проектов в городах по всему миру, включая Чикаго, Мельбурн и Лондон, и ведет переговоры с официальными лицами Саудовской Аравии об укладке тротуарной плитки в одном из предстоящих мегапроектов страны. Хотя количество энергии, которую может генерировать система, остается довольно небольшим, ее все же достаточно для питания вывесок, освещения и другой городской инфраструктуры, поэтому в ближайшем будущем это вполне может стать более распространенным явлением, поскольку Pavegen продолжает развивать эту технологию.
Превращение кофейной гущи в биотопливо
Большая часть кофейной гущи после использования попадает на свалку, но команда из Ланкастерского университета разработала вместо этого процесс производства биотоплива из отходов. Идея не уникальна — уже существовали коммерческие компании, разрабатывающие аналогичный процесс, — но метод исследователей значительно сократил время обработки. В новом методе используется метанол и катализатор для расщепления кофейных отходов и извлечения содержащегося в них масла, которое затем можно преобразовать в биодизельное топливо.
Сообщается, что весь процесс занимает всего десять минут, в отличие от предыдущих методов, которые требовали до двух часов нагрева для расщепления отходов и требовали добавления в смесь дополнительных химикатов. По оценкам команды, если бы все кофейные отходы были переработаны, можно было бы производить до 720 000 тонн биодизельного топлива каждый год, хотя практические аспекты сбора кофейной гущи для переработки на данный момент остаются препятствием для масштабирования проекта.
Запуск Royal Aston Martin на сырных и винных отходах
ороль Великобритании Чарльз является давним сторонником развития экологически чистых технологий и работал над сокращением собственных выбросов углекислого газа, переоборудовав свой классический Aston Martin для работы на побочных продуктах винодельческой и сырной промышленности. В частности, он работает на биоэтаноле, производимом специализированной компанией по альтернативному топливу, которая использует сыворотку от сыроделия и непроданное белое вино для создания топлива E85.
Хотя этот процесс нельзя масштабировать до уровня массового рынка, использование биотоплива, полученного из отходов, в качестве альтернативы бензину, потенциально является отличным способом сохранить классические автомобили на дороге, не меняя фундаментально их природу. Существует ряд стартапов, которые предлагают электрические модификации классических автомобилей, но, по мнению многих энтузиастов, удаление двигателя из автомобиля лишает его привлекательности.
Автомобиль, работающий на сыре и вине, ни в коем случае не является идеальным решением, но поскольку биотопливо, полученное из отходов, становится все более доступным, это может стать спасательным кругом для коллекционеров, желающих сохранить свои автомобили на дороге без необходимости фундаментально менять их трансмиссию.
Использование кишечной палочки для производства биодизеля
Хотя бактерии E. Coli чаще всего связаны с тяжелыми случаями пищевого отравления , у них есть маловероятный талант: они могут превращать сахара в биодизельное топливо, естественным образом производя соединение, очень похожее на обычное дизельное топливо, полученное из сырой нефти. Это было предметом исследований уже более десяти лет: ученые генетически модифицировали бактерии, пытаясь заставить их производить биодизель более быстрыми темпами. Наблюдаются некоторые значительные улучшения в темпах производства, но на данный момент этот процесс остается слишком медленным, чтобы быть хоть сколько-нибудь близким к коммерчески жизнеспособному.
Расширение производства также будет означать поиск решения одной из наиболее распространенных проблем, связанных с производством биотоплива. Поскольку бактериям необходим сахар для производства топлива, производство большего количества сахара уменьшит количество земли, доступной для выращивания продовольственных культур. Нехватка пригодных пахотных земель уже является растущей проблемой во многих регионах мира, и увеличение производства биотопливной массы значительно усугубит эту проблему. Таким образом, на данный момент дизельное поколение E. Coli остается многообещающим, хотя и ошибочным, предложением.
Отопление домов с помощью лондонского метро
Пассажиры лондонского метрополитена в совокупности выделяют много тепла, которое, как хорошо знает любой обычный пользователь, летом может сделать станции и поезда неприятно жаркими. Это также означает, что зимой на станциях метро, как правило, значительно теплее, причем часть этого тепла теряется через вентиляционные шахты. В районе Ислингтон в 2020 году была установлена новая система для направления избыточного тепла в местные дома и школы. Тепло улавливается из вентиляционных шахт с помощью подземного вентилятора и передается в дома с помощью сети труб, проходящих через район.
Система обеспечивает как горячую воду, так и отопление более чем 1350 домов в зимние месяцы, а летом ее можно реверсировать для подачи более прохладного воздуха в подземные туннели. Благодаря успеху проекта транспортное управление Лондона теперь рассматривает возможность расширения системы на новые места, хотя на данный момент это расширение остается только на стадии планирования.
Производство электроэнергии с помощью влажного воздуха
Идея о возможности генерировать электричество из воздуха может показаться научно-фантастическим мифом, но одна исследовательская группа разработала рабочий прототип, который делает именно это. Используя материал, покрытый микроскопическими порами, прототип генератора использует капли воды во влажном воздухе, чтобы создать небольшой дисбаланс зарядов в материале, который можно преобразовать в электричество. Теоретически это может создать, казалось бы, бесконечный запас электроэнергии, хотя у этой идеи есть несколько серьезных предостережений.
Во-первых, производится очень незначительное количество электроэнергии – автор исследования сообщил газете Washington Post , что для частичного обеспечения энергией одного дома потребуется миллиард крошечных генераторов, установленных друг на друге. Тем не менее, генераторы настолько малы, что вся стопка будет размером с холодильник. Хранение произведенной энергии также оказалось камнем преткновения для команды.
Таким образом, можно с уверенностью сказать, что эта технология находится только на самых ранних стадиях своего развития, но если ее удастся масштабировать и развивать дальше, у нее все еще может быть большой потенциал.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram