Модифіковані мікроби роблять з трави дешеве біопаливо

Вчені з університету Джорджії представили технологію безпосереднього перетворення сирої біомаси в біопаливо з допомогою генетично-модифікованої бактерії Caldicellulosiruptor bescii.

Попередні технології припускали попереднє оброблення біосировини (руйнування клітинних стінок) перед перетворенням в етанол. Такий процес в два етапи досі робив видобуток біопалива з трави і бур’янів економічно нерентабельним.

Після двох з половиною років досліджень група вчених на чолі з Уестфелінг розробили метод генетичного маніпулювання поведінкою бактерії Caldicellulosiruptor bescii. Дослідникам вдалося ввести в її організм гени іншої анаеробної бактерії, яка виробляє етанол.

В результаті вони модифікували організм так, щоб мікроб руйнував необроблену біосировину і виробляв з неї етанол. Тобто, по суті, тепер можна взяти звичайну траву, подрібнити її, додати дешеву, трохи солонувату рідину, і на виході отримати етанол. Розроблена технології є першим кроком до економічно вигідного промислового виробництва етанолу.

 http://scitech.com.ua/2014/06/04/modyfikovani-mikroby-roblyat-z-travy-desheve-biopalyvo/

Данія: королівство під вітрами

Одна з найстаріших у світі монархій, королівство Данія, розпочинає свою історію з ери вікінгів (близько Х ст.). На цій землі жив принц Амлетус – прототип шекспірівського Гамлета, і творив свій казковий світ Г.К. Андерсен. Сьогодні Данію часто називають однією з найкращих країн для життя, а регулярні опитування засвідчують, що там живуть одні з найщасливіших людей на землі.  Високий  рівень державного добробуту визначається не лише економічною рівністю у суспільстві та відсутністю корупції, але й турботою про довкілля.
Данія – одна з перших країн, яка замість «мирного атому» вирішила шукати альтернативи у відновлюваній енергетиці. Розпочала вона з вітрових турбін, перші моделі яких використовували у країні ще на межі ХІХ-ХХ ст. Спочатку вітроенергетика була не дуже популярною, але згодом малі підприємства, здебільшого ферми, взялись вкладати у невеликі вітроелектростанції, що надалі заохотило й інших громадян. Сила вітру і географічні фактори сприяли такому рішенню. Державна політика суттєво не заважала, не було й адміністративних перешкод. Згодом у Данії стали поширеними малі системи (потужність близько 50-60 КВт), які були часто виготовлені майже власноруч власниками. І тільки у 1980-х роках почався справжній ажіотаж навколо вітроелектростанцій. Так, у 1986 році в країні було зареєстровано 1200 вітряних турбін, а у 2001 року відновлювана енергія в Данії вже складала 40% споживання електроенергії.
Данія є серед лідерів з ефективного використання енергії в ОЕСР (Організації з економічної співпраці та розвитку). З 1990 року споживання енергії в країні залишається більш-менш сталим, у той час як її економіка зросла на 35%, а викиди CO₂  зменшилися на 7.2%. Ця країна голосно висловлює свою позицію на міжнародних форумах з кліматичної політики.
Особливістю Данії є високий рівень політичного консенсусу і політична стабільність, що дозволяє розвивати довгострокову та всебічну енергетичну політику. Таким чином зміна влади не впливає на загальну стратегію енергетичного розвитку держави. А її кінцевою метою є цілковита незалежність від викопного палива до 2050 року. Енергетична стратегія 2050, опублікована у 2011 році, є підсумком тривалого процесу планування і продовженням політики, розпочатої у 1980-х роках. Уряд Данії затвердив мету побудувати низьковуглецеву цивілізацію з прогресивною енергетикою та кліматичною політикою.
Однак навіть у Данії зелена енергетика свого часу була всього лише сміливою ініціативою, а датський політик Люка Фрііс переконувала суспільство, що «ми не просто хіппі». «Що б ми не робили, ціна енергії буде зростати – просто тому, що люди в Індії та Китаї хочуть мати машину, хочуть подорожувати», – пояснює вона. На думку Люка Фрііс лише амбітна ідея незалежності від викопного палива може зменшити уразливість економіки до значних коливань цін на енергію.
На таку позицію вплинув історичний досвід Данії, зокрема нафтовий шок 1970-х років, який болюче вдарив по країні. Стрімкий зліт цін на енергію в Данії майже без власних джерел енергії показав, що потрібно шукати новий шлях. Суспільство і політики не приймали ідею ядерної енергії, а відтак Данія задовго до інших країн взялась розробляти відновлювані джерела і сьогодні є світовим лідером у полі вітрової енергетики. Сьогодні Данія є головним експортером чистих енергетичних технологій і лідером з виробництва вітрових турбін, забезпечуючи біля третини світового ринку вітрових турбін.  Експорт енергетичних технологій та обладнання зайняв біля 9,5% загального експорту країни у 2010 році.
Хоча не все так просто. Головним викликом для країни залишається проблема накопичення енергії з поновлюваних джерел для використання у час, коли сонце не світить і вітер не дме. Іншою проблемою є передача енергії, коли електростанції знаходяться далеко від населених пунктів. Наприклад, ті ж вітряки планується будувати далеко у морі, а значить потрібна широка мережа кабелів, аби передати енергію до споживачів. Тож Данія продовжує працювати над розвитком «розумної» мережі електропостачання, що базується на цифрових технологіях, і пристосуванням її до циркуляції великих обсягів енергії з різних джерел; поглиблювати співпрацю з сусідами задля посилення енергетичної безпеки у регіоні; проводити дослідження в сфері низьковуглецевих технологій та готувати нові кадри для роботи в енергетичному секторі. Для цього потрібні грандіозні інвестиції, проте датський уряд вірить у реальність своїх планів і переконаний у їхній фінансовій доцільності.
В тому, що зелена енергетика – це майбутнє не тільки Данії, але всього людства, впевнений колишній датський міністр з енергетики – Мартін Лідеґард. Він говорить: «Я стовідсотково впевнений, що інші країни не лише можуть перейти до зеленої енергетики, але що вони неодмінно це зроблять, просто під впливом ринкового розвитку. Кожна країна матиме знайти своє власне рішення у цій сфері. Чи це трапиться? – Так».
http://greencubator.info/2014/09/daniya-korolivstvo-pid-vitrami/

Альтернативна енергетика в Україні

Альтернативна енергетика в багатьох розвинених країнах світу вже перестала бути альтернативною. Візьмемо приміром дані деяких розвинених країн станом на 2013 рік: у Німеччині сонячна енергетика дала більше 5% від всієї виробленої енергії в країні; Ісландія близько 30% своїх потреб у енергії забезпечує з геотермальних джерел; Данія забезпечує потреби свого населення у електроенергії на 30% з вітрової енергетики, ще 15% отримується шляхом перероблення біомаси; Італія, країна з однією з найпотужніших економік світу з населенням близько 60 мільйонів осіб, більше 6% електроенергії генерує сонячними електростанціями, а вітрова енергія і енергія біомаси забезпечують ще 11% потреб країни.

Як бачимо багато країн світу чималу частку своїх потреб в електроенергії забезпечують відновлювальною енергетикою, а деякі невеликі країни (Норвегія, Ісландія) і взагалі всі 100% потрібної їм електроенергії добувають з відновлювальних джерел (враховуючи гідроелектростанції). Навіть енергетичні плани таких гігантів світової економіки як США та Китай передбачають найближчими роками поступове збільшення відновлювальної енергетики до частки понад 30%. А яка ситуація з відновлювальною енергетикою в Україні? На жаль, в нашій країні відновлювальна енергетика досі лишається альтернативною.

http://scitech.com.ua/2014/07/04/alternatyvna-enerhetyka-v-ukrajini/

ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ

Вираз «геотермальна енергетика» буквально означає, що це енергія тепла Землі («гео» – земля, «термальна» – теплова). Основним джерелом цієї енергії слугує постійний потік теплоти з розжарених надр, направлений до поверхні Землі. Земна кора отримує теплоту в результаті тертя ядра, радіоактивного розпаду елементів (подібно торію і урану), хімічних реакцій. Постійні часу цих процесів настільки великі відносно часу існування Землі, що неможливо оцінити, збільшується чи зменшується її температура.

Запаси геотермальної енергії величезні. Геотермальна енергія в ряді країн (Угорщина, Ісландія, Італія, Мексика, Нова Зеландія, Росія, США, Японія) широко використовується для теплопостачання, вироблення електроенергії. Так, в Ісландії за рахунок геотермальної енергії забезпечується 26,5% вироблення електроенергії.

У 2004 р. в світі сумарна потужність геотермальних електростанцій склала біля 9 млн. кВт, а геотермальних систем теплопостачання – біля 20 млн. кВт (теплових). За прогнозами потужність геоТЕС може становити біля 20 млн. кВт, а вироблення електроенергії – 120 млрд. кВт·год.

Розрізняють п’ять основних типів геотермальної енергії:

• нормальне поверхневе тепло Землі на глибині від декількох десятків до сотень метрів;

• гідротермальні системи, тобто резервуари гарячої або теплої води, в більшості випадків самовиливної

• парогідротермальні системи – родовища пари і самовиливної пароводяної суміші;

• петрогеотермальні зони або теплота сухих гірничих порід;

• магма (нагріті до 1300°С розплавлені гірничі породи).

Серед родовищ глибинної теплоти Землі існують термоаномальні зони родовищ теплоти, які мають підвищений геотермальний градієнт в насичених водою проникаючих гірничих породах. Таким чином, проявленням геотермальної теплоти, що має практичне значення, є запаси гарячої води і пари в підземних резервуарах на відносно невеликих глибинах і гейзери, які виходять на поверхню.

Геотермальні води класифікують за температурою, кислотністю, рівнем мінералізації, жорсткістю.

Основними показниками придатності геотермальних джерел для використання є їх природна температура, згідно з якою вони підрозділяються на низькотермальні води з температурою 40–70°С, середньотермальні з температурою 70–100°С, високотермальні води і пара з температурою 100–150°С, парогідротерми і флюїди з температурою вище 150°С.

Геотермальні електростанції (геоТЕС) мають мають ряд особливостей:

• постійний залишок енергоресурсів, що забезпечує використання повної встановленої потужності обладнання геоТЕС;

• достатньо простий рівень автоматизації;

• наслідки можливих аварій обмежують;

• питомі капіталовкладення і собівартість електричної енергії в основному можуть бути нижчими, ніж на електростанціях, які використовують інші відновлювальні джерела енергії.

ГеоТЕС можна розділити на три основні типи:

• станції, які працюють на родовищах сухої пари;

• станції з пароутворювачем, які працюють на родовищах гарячої води під тиском;

• станції з бінарним циклом, в яких геотермальна теплота передається вторинній рідині (наприклад фреону або ізобутану) і відбувається класичний цикл Ренкіна.

В Україні існують значні ресурси геотермальної енергії. Родовища геотермальних вод, придатних до промислового освоєння в Україні, розташовані в Закарпатській, Миколаївській, Одеській, Херсонській областях і в АР Крим. Найперспективнішими для використання геотермальних ресурсів є Карпатський регіон і Крим. Менш значимий потенціал геотермальних вод існує в Полтавській, Харківській, Сумській і Чернігівській областях. Річний технічний потенціал геотермальної енергії оцінюється як еквівалентний 12 млн. т у. п., що забезпечує перспективність розвитку геотермальної енергетики в країні.

ГеоТЕС, побудовані в США, Італії, Росії та інших країнах, за питомими капіталовкладеннями і вартістю електроенергії можуть конкурувати із сучасними ТЕС і АЕС.

У 2008 р. в світі встановлена потужність електрогенеруючих геотермальних установок склала біля 11 млн. кВт з виробленням біля 55 млрд. кВт·год.

Варто усвідомлювати, що механічне заміщення природного газу вугіллям на рівні конкретних споживачів енергії є найчастіше технічно неможливим або ж вимагає значних витрат на заміну паливоспоживаючого устаткування. Тому надзвичайно актуальним є питання конверсії твердого палива і/або інших вуглецевмісних матеріалів до газоподібного стану.

Сучасні технології продукування альтернативних видів палива дозволяють істотно розширити сировинну базу для їх виробництва. Наприклад, на сьогодні у світовій практиці є досить поширеними технології газифікації вугілля в потоці, у киплячому шарі, щільному шарі або в розплаві. Ці технології дозволяють використовувати вугілля зольністю до 50%, зокрема з високим вмістом сірки. Вони активно розвивалися, зокрема, з метою використання продуктів газифікації в парогазових установках електроенергетики.

Для одержання альтернативних видів газового палива на сьогодні використовуються навіть тверді побутові відходи (ТПВ), які є одним з різновидів вуглецевмісної сировини. Безпрецедентне зростання світових цін на нафтопродукти обумовило інтерес до нарощування енергетичного використання ТПВ шляхом виробництва електричної та теплової енергії. При цьому слід враховувати, що калорійність 1 т ТПВ трохи перевищує калорійність 1 бареля нафти. Саме тому в Німеччині ще в 2003 р. працювало 58, а у Франції 123 заводи, які утилізували 13,2 і 11,2 млн. т ТПВ відповідно, а Стокгольм на 58% забезпечує потреби в опаленні житлового фонду за рахунок утилізації відходів. В Україні в останні роки щорічно утворюється понад 10 млн. т ТПВ, що є значним енергетичним ресурсом.

http://www.youtube.com/watch?v=DhyBWawVXDY