Часть Третья: «Матрица» эко-поселений будущего
Нельзя сказать, что проект биоэкопоселений принимается всеми на «ура» без исключений. Есть и критика, причем, во многом справедливая. Так, критики обращают внимание на то, что арктический биоэкопоселок со всеми его сложнейшими системами может превратиться в «золотую клетку» для проживающих в нем людей, рискующих попасть в тотальную зависимость от дорогой эксплуатации и не менее дорогого технического обслуживания всех его «умных» агрегатов.
Безусловно, такие опасения имеют место. Как мы уже говорили в первой части, этот технологический комплекс должен пройти «обкатку» в экстремальных условиях Арктики, чтобы потом на его основе создавать обитаемые лунные базы. Космический замах вполне логично ведет нас к «космической» сложности самого объекта.
Однако надо понимать, что используемая здесь модель функционирования основных систем жизнеобеспечения вполне может стать образцом и для земных эко-поселений, распространяясь на более благоприятные для жизни климатические зоны. То есть модель в состоянии развиваться как в сторону усложнения - если речь идет об освоении космоса, так и, наоборот, она может получить более дешевые «облегченные» варианты, если речь идет об умеренных и тропических широтах нашей планеты. Иными словами, на ее основе мы вполне можем проектировать футуристические эко-поселения для многих регионов как нашей страны, так и для других стран. Таким путем вместо «золотой клетки» мы получим вполне рентабельный проект «зеленого» поселения будущего, где во главу угла также будет поставлен принцип природоподобия.
Очевидно, что если биотехнологический замкнутый цикл покажет стабильную работу в условиях экстремального полярного холода, дефицита солнечного света и практически полной изоляции, то его перемещение в более мягкие климатические условия произойдут с достаточно высоким запасом прочности и, соответственно, с существенным удешевлением. Как отмечают специалисты Курчатовского института, проектирование систем под экстремальных холод заставляет инженеров закладывать максимальный коэффициент надежности. По этой причине масштабирование данной модели в умеренные и тропические широты будет иметь свои уникальные особенности и выгоды.
В отличие от Арктики, в умеренных широтах есть нормальное «полноценное» лето и естественная смена дня и ночи в течение всего года. Соответственно, фотобиореакторы будут получать это естественное освещение, а значит, отпадет необходимость в круглосуточном использовании осветительных систем. В зимнее время затраты тепла на обогрев биореакторов снижаются в разы.
Благодаря более продолжительному теплому периоду, «атомная батарейки» перестает быть безальтернативным вариантом энергоснабжения. Это существенно снижает как капитальные затраты, так и стоимость обслуживания. В умеренных широтах акцент переносится на альтернативные возобновляемые источники энергии. В этих условиях гибридная энергосистема может опираться на биомассу, получаемую из отходов сельского хозяйства и деревопереработки, а также на ветрогенерацию. То есть энергетическая биомасса и ветряки станут дополнять друг друга. Серьезную роль могут играть малые локальные ТЭЦ, работающие на биометане из очистных реакторов (как мы помним, в замкнутой системе таким путем решается проблема утилизации бытовых органических отходов и стоков).
Уже сейчас модели биоэкопоселений Курчатовского института могут лечь в основу «умных эко-пригородов». При налаженной работе утилизации и переработки органики в замкнутом цикле резко снизится нагрузка на городские очистные сооружения. А главное – не понадобится вывоз мусора на полигоны. В «умном эко-поселке» фактически каждый жилой квартал сможет автономно очищать свои стоки, утилизировать углекислый газ из местных котельных и возвращать энергию в жилые дома.
Если применить модель биоэкопоселений к условиям тропиков (а такой вариант также рассматривается), то здесь арктическая система претерпевает зеркальные изменения – обогрев меняется на охлаждение, и при этом лавинообразно возрастает эффективность биореакторов. Благодаря круглогодичному интенсивному солнечному освещению и высокой базовой температуре создаются просто идеальные условия для роста микроводорослей. В тропических странах скорость поглощения углекислого газа и прироста биомассы микроводорослей в фотобиореакторах возрастает почти пятикратно в сравнении с условиями Арктики. В результате чего данная система утилизации CO2 становится сверхэффективным заводом по производству протеина и биотоплива.
Кроме того, в засушливых и пустынных тропических регионах замкнутый цикл с очисткой стоков и коммунальных отходов, разработанный Курчатовским институтом, становится главным источником оборотной воды. Данная система способна превращать канализационные и технические стоки в чистую питьевую воду и воду для орошения теплиц, сведя при этом внешнее водопотребление почти к нулю. И что еще очень важно: избыток энергии в тропиках направляется не на отопление, а на работу абсорбционных холодильных машин, которые используют тепло для выработки холода, в том числе – на охлаждение биореакторов.
Когда эти технологии пройдут проверку арктическим климатом, их внедрение в умеренных широтах России или в жарких засушливых регионах стран БРИКС (например, в Африке или на Ближнем Востоке) станет коммерчески привлекательным проектом. Иначе говоря, данная система вполне может стать высокотехнологичным российским продуктом, производимым, в том числе, и на экспорт, в тропические страны.
Отметим, что продвижением этой концепции за рубежом активно занимается вице-президент Общества биотехнологов России Раиф Василов. Так, на технологических форумах и саммитах БРИКС российские замкнутые биотехнологические системы уже сейчас позиционируются как готовое решение для стран Глобального Юга, страдающих от дефицита пресной воды и пытающихся решить проблему продовольственной безопасности.
Наибольший интерес к технологиям Курчатовского института проявляют как минимум три группы стран, расположенных в тропическом поясе. Сюда входят, например, страны Ближнего Востока (ОАЭ, Саудовская Аравия, Оман). Их интерес напрямую диктуется нехваткой пресной воды и плодородных почв. Разумеется, «атомная батарейка» им не нужна, зато им жизненно необходим биореактивный контур утилизации стоков. Еще раз напомним, что российские микробные и водорослевые системы способны превратить канализационные воды городов, расположенных посреди пустыни, в совершенно чистую техническую воду для орошения, а избыточный ил – в биогумус для создания искусственных почв. И что не менее важно: в условиях аравийской жары и солнца водоросли растут с пиковой скоростью, эффективно улавливая огромные объемы углекислого газа с нефтеперерабатывающих заводов.
Не меньший интерес к таким системам проявляет и Индия, столкнувшаяся сейчас с проблемой очистки стоков Ганга. Параллельно эта страна испытывает колоссальную потребность в качественных, но дешевых удобрениях. В настоящее время Нью-Дели рассматривает вопрос масштабирования российской концепции модульных биореакторов для очистки сточных вод крупных агломераций. В частности, индийская сторона заинтересована в совместно доработке микробных топливных элементов, которые позволят извлекать электричество прямо из очистки городских стоков, снижая тем самым энергодефицит в бедных регионах!
Наконец, африканские страны (включая Эфиопию и Египет как новых членов БРИКС) намерены с помощью таких технологий решить проблему нехватки доступного протеина для населения и проблему деградации пастбищ. Конкретно в поле зрения попал проект замкнутых вертикальных ферм Курчатовского института, где органические отходы превращаются в корм для рыбы, а рыба – в пищу. Этот проект идеален для засушливых регионов с истощенной землей. Модульный принцип: «собери эко-поселение за месяц из контейнеров», - рассматривается в этих странах как инструмент быстрого создания агропромышленных хабов в жарких полупустынных зонах.
Как видим, российских проект биоэколопоселения вполне может иметь глобальное значение, поскольку четко соответствует актуальным технологическим трендам. Впрочем, необходимо заметить, что сами принципы, заложенные в основу данной модели, взяты не с потолка. Они проговариваются уже не один десяток лет. Причем, в обосновании этих принципов принимали активное участие ученые из новосибирского Академгородка, инициировавшие в свое время проект «Экодом», о котором мы много писали. Проект биоэкопоселений Курчатовского института по ряду ключевых позиций четко пересекается с новосибирским проектом Экодома. Связь здесь, безусловно, навеяна самой динамикой социально-экономического и культурно-исторического развития. О том, в каких моментах пересекаются оба проекта, мы когда-нибудь поговорим отдельно.
Николай Нестеров
Изображение сгенерировано нейросетью
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии