5634Полезные выбросы. Пермская студентка придумала, как получать энергию из углекислого газа
Хрупкая девушка из политеха изобрела уникальную газотурбинную установку по получению электричества и тепла с помощью углекислого газа. Эту штуку можно установить на мусоросжигательном заводе и вообще везде, откуда идёт загрязнение воздуха.
Автор изобретения Анна Просвирнова. Фото предоставлено ПНИПУ
Это Анна Просвирнова, 22-летняя магистрантка Пермского политехнического университета. И вот её дипломная работа — результат двух лет кропотливого труда. То есть это, конечно, не сам проект, но схематичное описание изобретения.
Принцип работы примерно такой: углекислый газ прогоняется по замкнутому кругу между компрессором, теплообменником, турбиной и охладителем — и в процессе вырабатывает тепло или электричество. Или и то и другое.
Это замкнутая газотурбинная установка, то есть всё идёт по циклу, по кругу, и вырабатывается в итоге энергия
По словам Анны, поработать над концепцией такого агрегата ей предложил научный руководитель — доцент кафедры ракетно-космической техники и энергетических систем Николай Леонидович Бачев.
Всё началось с того, что на третьем курсе я подошла к нему, говорю: "Будете ли вы моим научным руководителем?" Он сказал, мол, буду — и вот смотри, есть такая теоретическая часть. Все основы как бы он заложил мне, сказал, что можно, в принципе, это сделать. Меня это очень заинтересовало, и мы начали работать. Я искала материал, мы считали, многое не получалось, потом вроде всё получилось, КПД увеличивается, ура
Сам научный руководитель в свою очередь попытался внести полную ясность: изначально идея замкнутой газотурбинной установки принадлежала Бауманскому университету, задумали там это устройство для несколько других целей.
Они планировали применять их на космических энергоустановках, а мы предложили их использовать здесь, на земле, прицепить их к мусоросжигающим установкам для утилизации
Одна печаль — система, по сути, не очищает атмосферу от выбросов. Вредные газы лишь подпитывают систему энергией, а потом всё равно попадают в воздух — просто в охлаждённом виде. Вся польза — в энергии. По сути, получается электро- или теплостанция на углекислом газе. В случае установки, скажем, на мусоросжигательном заводе — ТЭЦ, работающая на отходах.
Тепловую энергию можно использовать, чтобы нагревать воду для отопления, а можно получать электрическую энергию с помощью электрогенератора. То есть тут даже возможна комбинированная выработка электричества и тепла
Надо сказать, такой подход уже давно активно используется за рубежом. К примеру, в Германии 30 электростанций работают на отходах. Во Франции 12 мусоросжигательных заводов заняты электроснабжением Парижа. В Финляндии только один крупнейший завод вырабатывает треть всего необходимого электричества.
В России ежегодно выбрасывают 70 миллионов тонн мусора — и почти всё это по-прежнему хоронят на полигонах, по разным данным, лишь от трёх до семи процентов отходов хоть как-то перерабатывают. К 2024 году, правда, планируют построить целых пять мусорных электростанций, а в мае 2020-го договорились о возведении ещё 25 за ближайшие десять лет.
Меж тем новая газотурбинная установка, по словам изобретателей, позволяет превратить в завод waste-to-energy ("отходы в энергию") практически любое дымящее предприятие.
Кроме мусоросжигательных заводов можно их использовать в газовой промышленности, там у них огромные трубы, выхлоп идёт, вот этот выхлопной газ опять же можно использовать для подпитки этой газотурбинной установки
В теории это подходит для любого предприятия, которое портит атмосферу
По словам Анны, сейчас она пытается доработать механизм отвода тепла, а в остальном схема полностью готова к своему физическому воплощению. Николай Бачев заверил, что собрать такой агрегат на самом деле не так уж сложно и дорого: можно использовать компрессоры, теплообменники и прочие составные части уже существующих аппаратов и просто соединить их вместе, как конструктор. Он добавил, что в принципе систему можно снабдить и системой очистки — и тогда выбросы не только принесут пользу, но и станут менее вредными.
Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.
