От универсальных гранул из мусора до биосинтеза белков: новые технологии для экологического развития промышленности
Экологическая устойчивость в промышленности — способность производства сохранять баланс между бизнес-интересами и окружающей средой. На практике это означает более эффективное использование ресурсов, применение энергосберегающих технологий и переход от линейных к циклическим схемам, когда отходы или побочные продукты одного процесса используются в качестве сырья для другого. Прямо как в природе.
The post От универсальных гранул из мусора до биосинтеза белков: новые технологии для экологического развития промышленности appeared first on Хайтек.
Такой подход не только экологически сознателен, но и выгоден — меньше затрат на ресурсы, ниже издержки, сильнее конкурентная позиция. О последних изобретениях и эффективных технологиях в области экологической устойчивости в промышленности, рассказывает Денис Мариненков, генеральный директор «Бимэйстер Инжиниринг».
Использование возобновляемых источников энергии
По мнению ООН, энергия является основой проблемы климата и ключом к ее решению. По мере развития альтернативных источников и способов ее получения стоимость киловатта постепенно снижается. В некоторых случаях энергия ветра, солнца, приливов уже может быть более выгодным вариантом по сравнению с традиционными источниками. Но отталкиваться все равно приходится от погодных и климатических условий.
Например, если предприятие находится на территории с большим количеством солнечных дней, имеет много цехов большой площади, можно установить солнечные панели на кровлю. Так поступили на предприятии MAN Truck & Bus в ЮАР — панели покрывают 6 300 кв. м крыши и способны генерировать 800 тыс. кВт⋅ч ежегодно. Этого хватит, чтобы вскипятить чайник 6 млн раз или постирать 4 300 тонн белья. Решение подходит и для производств, расположенных в ангарах. Подобные кейсы встречаются на предприятиях Краснодарского края.
Использование силы ветра, солнца, приливов или геотермальной деятельности позволяет сэкономить предприятиям вдалеке от централизованных источников электроснабжения. В таких случаях обычно они заменяют дизельные генераторы, которые уже уступают с точки зрения экономики даже приливной энергетике. Об этом заявляли представители компании Nova — она реализовала несколько проектов в Великобритании, в том числе в сотрудничестве с Tesla.
Впрочем, если солнечными или приливными станциями удивить кого-то сложно, то использование внешнего мороза для охлаждения оборудования или продукта в промежуточной стадии производства (например, на этапе охлаждения сусла в процессе производства пива, это делается перед фильтрацией напитка) — решение не столь распространенное. И это несмотря на то, что регионов с сильными морозами в России гораздо больше, чем с заметным количеством солнечных дней.
Не менее важно, что альтернативная энергетика помогает с проблемой углекислого газа при отоплении промышленных предприятий. По прогнозам, к 2040 году на него будет приходиться четверть глобальных выбросов CO2. Brenmiller Energy нашла выход с батареей bGen Zero, которая заряжается от солнечной или ветровой энергии. Затем эта энергия преобразуется в тепло. Оно нагревает измельченные породы до высоких температур для получения пара, а тот по требованию используется для отопления помещений. В 2023 году Brenmiller открыла первую в мире гигафабрику по хранению тепловой энергии в Израиле, где будет расширять производство модулей bGen.
Кстати, для отопления можно экологично использовать и отходы. Об этом — в следующем разделе.
Обработка отходов и рециклинг
Обычно этап очистки стоков перед возвратом в экосистему рассматривается только с точки зрения минимизации убытков. По умолчанию никакой выгоды от него никто не ждет. Но и этот этап цикла можно использовать с пользой для всего производства.
На локальных очистных сооружениях при семи заводах «Балтика» установили анаэробные IC-реакторы, в которых бактерии расщепляют и перерабатывают отходы. Побочный продукт — биогаз — используется как топливо, что позволяет экономить до 10% закупок природного газа. А отходы в виде кека (богат азотом, фосфором и микроэлементами) продают сельхозпроизводителям в качестве натурального удобрения.
В то же время с развитием и внедрением даже таких технологий проблема промышленных и бытовых отходов меньше не становится. В качестве решения в UBQ Materials придумали, как превратить большую часть мусора в универсальные гранулы на биологической основе. Система сортирует, измельчает и переплавляет мусор в волокна, целлюлозу и глюкозу. После из них создаются небольшие гранулы, которые можно вместо пластмасс интегрировать в упаковку или материалы. Например, в строительстве их уже используют для создания террасной доски, декоративных поверхностей, перегородок и напольных покрытий. А в автомобилях из такого материала изготавливают бамперы, дверные зеркала, подлокотники и даже элементы крепления подушек безопасности. Так промышленные гиганты вроде Nestle, Mercedes-Benz, McDonald’s и PepsiCo могут сокращать выбросы углекислого газа. Первый завод UBQ должен открыться в этом году в Нидерландах, где компания планирует обрабатывать 104 тыс. тонн мусора со свалок в год.
Биотехнологии
Если про повсеместное использование универсальных гранул мы можем говорить только в перспективе этого десятилетия, то с точки зрения влияния биотехнологий на сельское хозяйство уже есть успешные кейсы и в нашей стране. Например, применение на плантациях клубники в Подмосковье препарата «Ризо-С» на основе совмещения различных бактерий позволило сократить на 40% обработку химическими препаратами. А при использовании средства на зерновых культурах урожайность растет на 7–20%.
В области здравоохранения биотехнологии произвели революцию в производстве лекарств, совершенствовании методов лечения и диагностики. Например, генетически модифицированные организмы используются для биосинтеза белков (инсулин, интерферон и др.), а генная терапия помогает исправлять генетические дефекты.В будущем биотехнологии смогут внести вклад не только в сельском хозяйстве или фармакологии, но и в обработке ценных металлов. Так, у бактерии Methylorubrum extorquens в 2018 году нашли белок ланмодулин. Он поможет выделять редкоземельные элементы из смесей, с которыми не получается работать обычным способом. Вложения в подобные НИОКР сегодня могут дать конкурентные преимущества в виде более дешевого сырья в будущем.
Цифровизация и технологии Интернета вещей (IoT)
Еще одно популярное направление в части экологической устойчивости в промышленности — использование IoT-решений для улучшения управления на предприятии. Умные датчики, объединенные в системы, помогают оптимизировать процессы, сокращать потребление ресурсов и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Хотя такие кейсы в России встречались уже в середине «десятых», тогда они реализовывались иностранными подрядчиками.
Хорошая новость состоит в том, что сейчас есть решения от российских компаний, поэтому вопрос санкций здесь не столь критичен. Например, московское предприятие «Комнэт» реализовало 78 проектов промышленного IoT для разных регионов страны.
Интернет вещей может быть полезен не только внутри производственного помещения, но и при доставке товаров или комплектующих. В логистике IoT используется для мониторинга и оптимизации процессов доставки, улучшения безопасности и снижения эксплуатационных расходов. Процесс становится прозрачнее, поэтому снижается перерасход топлива и других расходных материалов, а также вероятность штрафов при нарушении правил системы «Платон». Зная, что постоянно на виду, водители не используют служебный транспорт в собственных целях и не делают необоснованно длинных остановок.
Зеленые строительные технологии
Самый основательный подход к экологической устойчивости в промышленности оставили на финал, потому что здесь вряд ли получится малыми решениями сделать предприятие более «зеленым». Все закладывается еще на этапе проектирования зданий.
Причем многие из таких объектов внешне выглядят совершенно обычно — они не сделаны исключительно из дерева и не утопают в зелени. Например, благодаря заложенным технологиям Шанхайская башня из стекла и бетона высотой 632 метра потребляет на 40% меньше воды и на 21% меньше энергии, чем аналогичные сооружения. А на самом верхнем этаже небоскреба установлены ветряные турбины — они полностью обеспечивают электроэнергией наружное освещение и парковку.
В мире существует несколько популярных методик экологической оценки эффективности зданий. Например, британская BREEAM и американская LEED, по которым сертифицировано около 250 объектов в России. Но после февраля 2022-го в нашей стране они не работают, поэтому в прошлом году появилась национальная система «Клевер».
В процессе проектирования и строительства промышленных объектов в России среднем приходится готовить и согласовывать более 2 тыс. документов ежемесячно только на один крупный объект. Если таких объектов больше, то и объемы бумажного документооборота кратно увеличиваются. Перевод их в электронный формат не только ускоряет все бюрократические процессы, но и позволяет экономить бумагу. Подобные кейсы есть у компании Bimeister на российском рынке.
Отдельные компании используют экологичность производства в качестве важного маркетингового инструмента, который помогает повышать узнаваемость и максимизировать прибыль. Например, это касается мебельной фабрики Passivhaus в Норвегии. Благодаря использованию местной гидроэнергии потребление электричества зданием на 60% ниже, чем у аналогичных традиционных заводов, а 900 солнечных панелей на крышах генерируют 250 тыс. кВт⋅ч энергии в год.В подобных историях главное — не перейти грань между экологичностью и гринвошингом, когда, на первый взгляд, «зеленое», технологичное и выгодное с маркетинговой точки зрения решение приводит к гораздо большим последствиям для окружающей среды. Нередки случаи, когда продукты с чистыми составами создаются в не самых экологичных местах или с использованием негуманных методов труда. По мере развития института репутации в мире подобные вещи могут принести гораздо больше проблем, чем какой-либо выгоды.
Обложка — downloaded from Freepik
The post От универсальных гранул из мусора до биосинтеза белков: новые технологии для экологического развития промышленности appeared first on Хайтек.