Олег Савицький

В 21 столітті потреба у підвищенні ефективності використання енергії та ресурсів, впровадження відновлюваних джерел енергії та регенеративних технологій є актуальним завданням не лише для промисловців та окремих галузей, але й необхідною умовою для подальшого успішного соціально-економічного розвитку в світі, що вже страждає від негативних наслідків змін клімату. В останні кілька десятиріч в світі набули поширення нові сталі методи використання ресурсів та методи виробництва енергії з відновлюваних джерел. Їх застосування – це необхідний важливий крок, але лише цього буде не достатньо для подолання проблеми змін клімату. Тому в певних застосуваннях нові технології повинні відігравати для довкілля регенеративну роль, щоб привести екосистеми планети до збалансованого стану – того, яким він був до індустріалізації та критичного наростання обсягів споживання викопного палива та інших природних ресурсів.

Рішення для багатьох проблем, з якими зараз стикається людство, вже існують та можуть найближчим часом знайти широке застосування в світі, змінюючи вкорінені уявлення про те, що задоволення зростаючих потреб та економічний розвиток несумісні зі збереженням природних ресурсів та екологічним відновленням довкілля. Саме таким рішенням була присвячена окрема панель на форумі “Енергетичний та кліматичний діалог” в Києві, де були представлені інноваційні технології від успішних українських стартапів та амбітні новаторські проекти, які здійснює екологічне об’єднання Bellona разом зі своїми партнерами.

Нагодувати весь світ не зваривши його

Однією з найбільш гострих проблем в сучасному світі є забезпечення зростаючого населення продовольством у спосіб, який замість створення викидів вуглецю в атмосферу забезпечує його поглинання. Традиційні методи сільського господарства призводять до викидів парникових газів та втрати родючих ґрунтів, поступово скорочуючи площі родючих земель. Посухи викликані зміною клімату вже негативно впливають на сільське господарство в багатьох регіонах світу. В майбутньому ця проблема може знано загостритися, оскільки до середини століття чисельність населення світу зросте ще на 2 мільярди людей. Для того щоб задовольнити зростаючі потреби в їжі та викорінити проблему голоду і бідності діяти потрібно вже зараз.

Про інноваційні рішення, які в майбутньому можуть вирішити цю проблему і вже змінюють уявлення про те, як можна вирощувати продукти харчування, розповів старший радник Bellona та експерт з аквакультури Андерс Карслсон-Дрангсхольт. В своїй презентації “Будемо солоними чи будемо голодними – як нагодувати світ не зваривши його?” він представив два амбітні проекти Bellona: Sahara Forest та Ocean Forest.

Андерс Карслсон-Дрангсхольт Credit: Bellona

Проект Sahara Forest – це новий спосіб виробництва продуктів харчування в пустельних районах, який базується на об’єднанні трьох головних компонентів: теплиць з охолодженням морською водою, створення рослинності в навколишніх територіях пустелі та застосування сонячної енергетики.”Проект Sahara Forest використовує сонце, морську воду, зони пустелі та CO2 з атмосфери для виробництва продуктів харчування, прісної води та чистої енергії. При цьому ми використовуємо вже перевірені технології, об’єднані в нову систему”, – сказав пан Андерс представляючи проект. Перший пілотний комплекс проекту Sahara Forest був побудований в Катарі в 2012 році. На цьому підприємстві було вперше втілено кілька нових технологій, включаючи перші концентраційні сонячні потужності для виробництва теплової енергії в Катарі. Це тепло знайшло використання в опріснювальних установках, які забезпечують прісну воду для теплиць та інших споживачів на навколишніх територіях. У теплицях вирощується близько 250 000 огірків на рік, що забезпечують їжу для місцевого населення. Навколо теплиць також висаджувалися інші рослини, зокрема вирощувався ячмінь поміж спеціально побудованими рядами картонних стін з яких випаровувалася морська вода, зволожуючи повітря і зменшуючи спеку.

Пілотний проект Sahara Forest в Катарі Credit: Bellona

“Це був дуже добрий тестовий майданчик щоб подивитися як система працює. Дослідне виробництво довело, що ця концепція є життєздатною та різні компоненти працюють разом. Але майданчик був розміщений всередині великої промислової зони без зайвого місця для розширення. Пілотне виробництво було недостатньо великим, щоб ми змогли масштабувати технологію”, – зазначив експерт.

Наступним кроком стало масштабування технології та створення великого підприємства. Перша черга нового унікального об’єкту площею в 3 гектари вже побудована та введена в експлуатацію в Йорданії, не далеко від портового міста Акаба.

Пусковий комплекс проекту в Йорданії складається з теплиць, що охолоджуються солоною водою, фотоелектричних панелей для виробництва електроенергії, установок для опріснення води, яка необхідна для вирощування овочів у теплицях, а також ставків для концентрованої ропи, з яких видобувається сіль. Навколо теплиць в пустелі також планується відновлювати рослинність і створити нову оазу.

Перспективне бачення розширення комплексу в Йорданії Credit: Bellona

За словами пана Андерса Карслсон-Дрангсхольта, будівництво пускового комплексу – це лише перший крок для створення об’єкту площею 20 гектарів, на якому буде налагоджене комерційне виробництво з можливістю подальшого розширення. Він підкреслив трансформаційну роль цього проекту: “Метою є створення локомотиву для зеленого зростання в пустелі, який матиме регенеративний ефект на прилеглі території”.

Поряд з пустелями, в світі існує ще більший простір для виробництва їжі – моря та океани. Нові методи в сфері сталого виробництва їжі у водному середовищі – аквакультуру – розвиває компанія Ocean Forest, яка частково належить Bellona та великому норвезькому виробнику морепродуктів Lerøy.

В Норвегії значного поширення набули морські рибні ферми де розводиться переважно лосось. Поряд з перевагами контрольованого розведення риби над виловом у відкритому морі, виникли деякі екологічні проблеми. Серед них – поширення від ферм сальмонели та інших бактерій, личинок паразитів та риб-втікачів, що негативно впливає на дикі популяції риб. Найбільшою проблемою є надлишок поживних речовин у воді, оскільки деяка частина кормів втрачається через сітку, а також тому що великою кількістю риби в одному місці виділяються екскременти .

Рибні ферми в Норвегії Credit: Bellona

“Наша компанія фокусується на екосистемній або інтегрованій аквакультурі. Вивчаючи те, як ми можемо використати надлишкові органічні ресурси, що надходять з рибних ферм для виробництва нових продуктів, і водночас усувати екологічні проблеми”, – сказав радник Bellona, додаючи: “Ми віримо, що ми зможемо створити аквакультуру майбутнього і отримати виробничу систему, яка поєднує виробництво продуктів харчування, кормів та біопалива таким чином, щоб відходи одного біологічного виду ставали ресурсами для іншого.”

Проект Ocean Forest ставить на меті вирішити існуючі екологічні проблеми аквакультури, втілюючи нові методи вирощування морських водоростей та молюсків для утилізації відходів рибних ферм, при цьому значно збільшуючи обсяги виробництва продовольства та органічної сировини.

Завданнями проекту є розробка та втілення інноваційних технологій для інтенсивного вирощування та збирання врожаю за допомогою спеціальних виробничих систем, які б дозволили знизити витрати та збільшити обсяги.

“Вирощування ламінарії в Китаї – це велика промисловість. Очевидно, що їхній трудомісткий спосіб виробництва не буде життєздатним у Європі. Ми маємо набагато вищі витрати на робочу силу. Нам потрібно буде робити це по-іншому. Але це показує, що розширення можливо, ми можемо розвинути власну велику галузь. Там, де вони мають екстенсивне розгортання, нам в Норвегії та інших країнах Європи потрібні інтенсивні системи,” – відзначив пан Андерс.

На його думку інтегроване морське господарство, коли в одному районі одночасно діє виробництво відновлюваної енергії офшорними вітротурбінами, вирощування морських водоростей та моллюсків, а також рибні ферми, має велике майбутнє.

Інтегроване морське господарство Credit: Bellona

Свій виступ він підсумував відомою цитатою програміста Алана Кея: “Найкращий спосіб передбачити майбутнє – це винайти його”. Таким принципом керуються також засновники успішних українських стартапів, які представили на форумі “Енергетичний та кліматичний діалог” власні інноваційні проекти.

Житло з нульовими викидами вуглецю

Максим Гербут, засновник та виконавчий директор компанії PassivDom, який має понад 15 років досвіду в галузі енергоефективного будівництва в Німеччині та Україні, представив проект мобільного автономного будинку, який може масово виготовлятися на конвеєрі.

“Наш продукт – це невеликий будинок, який одночасно мобільний, автономний та є повністю інтегрованим рішенням.

Максим Гербут Credit: Bellona

Цей будинок є гаджетом – в ньому закладені всі інженерні системи, що забезпечують його життєдіяльність незалежно від умов зовнішнього середовища”, – зазначив Максим Гербут, презентуючи власний інноваційний метод будівництва.

За його словами застосування сучасних індустріальних технологій відкриває нові перспективи та дозволяє вирішити проблему одночасно швидкого і якісного будівництва. Розроблена компанією PassivDom використовує роботів-маніпуляторів та інноваційні матеріали для створення конструктивної основи – каркасу будинку.

“Ми використовуємо матеріали, які до нас не використовувались при виробництві prefab-будинків: карбонове волокно, скловолокно, поліуретан, нанобазальт”, – зазначив підприємець.

Структурна основа для конструкції будинку Credit: PassivDom

Технологія PassivDom передбачає, що стіни, підлога та стеля виготовляються в одному виробничому процесі. Весь каркас такого будинку являє собою одну суцільну надруковану деталь з енергозберігаючого композиту, тому будинок має надзвичайно низькі втрати тепла.

“Тепловтрати наших будинків дуже низькі, наприклад Module One має 21,5 Ватт на градус різниці температур. Це означає, що на вулиці -20°С, а в середині +20°С, то достатньо дихання шести людей щоб опалити цей будинок. Це приблизно 860 Вт. Це найнижчі показники тепловтрат в світі,” – сказав Максим Гербут, додаючи: “На сьогодняшній день це перша промислова технологія, яка дозволяє будувати домівки з нульовими викидами двоокису вуглецю. Не потрібно спалювати жодного викопного палива щоб опалити його взимку”.

За словами винахідника завдяки надзвичайно низьким втратам тепла, того обсягу електроенергії який виробляють встановлені на даху фотоелектричні панелі вистачає на опалення/охолодження та інше енергозабезпечення будинку в будь-яку пору року. Сорока квадратних метрів сонячного даху вистачає щоб збирати достатньо енергії щоб опалити будинок в морозну погоду, навіть в таких країнах як Фінляндія, Норвегія, Канада і в умовах розсіяного світла.

Тестовий зразок Module One Credit: PassivDom

“Цей будиночок можна використовувати де завгодно – це може бути гостьовий дім на задньому дворі, це може бути мобільний офіс, застосування для мобільних готелів, рішення для мережевих служб, рішення для біженців та подолання наслідків стихійних лих”.

Компанія вже побудувала кілька таких будинків, один з них використовується в якості мобільного готелю. Наразі ця команда інноваторів також розробляє на основі своєї технології фасадну систему для будівництва багатоповерхових будинків зі звичайним бетонним каркасом, що в перспективі має дозволити будувати багатоповерхівки з надвисокими показниками енергоефективності.

Будинки з чистою енергією та без літньої спеки

Не менш цікавим був виступ Євгенія Еріка, засновника та директора компанії Solar Gaps, яка пропонує інтегроване рішення для вирішення проблем сталого енергозабезпечення в містах та зменшення витрат на кондиціонування будівель.

“Я провів в цьому році вісім місяців в Каліфорнії, я там був переможцем програми NASA, три місяці працював в їхній лабораторії. Ми моніторили цілі міста на предмет того, як вони використовують енергію.

Євгеній Ерік Credit: Bellona

В Каліфорнії та Неваді міста витрачають на кондиціонування набагато більше, ніж вони можуть виробити за рахунок дахів всіх будинків (встановлюючи фотоелектричні панелі – прим. ред.). Єдиний спосіб це почати використовувати енергію з розумом,” – розповів засновник Solar Gaps.

За його словами розмір ринку інтелектуальних рішень та технологій для дому оцінюється в 32 млрд, з них половина – це рішення, які дозволяють економити енергоресурси і самі себе окуповують.

“Наше рішення – це сонячні жалюзі, які знаходяться зовні вікна, оздоблені вбудованою фотовольтаїкою та системою стеження за сонцем. Вся електроенергія енергія що виробляється автоматично скидається в мережу будинку. Це plug-and-play рішення: ви просто включили жалюзі в розетку і вони вже починають знижувати ваші витрати на електричну енергію аж до 70%. Наші жалюзі забезпечують автоматичне затінення приміщень. Вони знаходяться ззовні та за рахунок автоматичного слідкування за сонцем забезпечують комфортне світло в приміщенні, одночасно переводячи зайву теплову енергію в електричну”, – сказав Євгеній Ерік.

В якості основних ринків компанія розглядає ті регіони планети, які мають велику інсоляцію, починаючи з півдня Сполучених Штатів Америки, де сонячні жалюзі здатні значно зменшити споживання електроенергії.

“Технологія Solar Gaps дає можливості постачати чисту енергію, яка марно не витрачається на кондиціонування. Ми не гріємо планету. Наші рішення застосовуються для існуючих будинків. В нас є інсталяції в достатньо бідних кварталах, де люди готові бути інноваторами та встановлювати жалюзі щоб знижувати витрати на кондиціонування та одночасно мати автономне джерело електроживлення”, – пояснив директор компанії.

Сонячні жалюзі Credit: Kickstarter

Він відзначив, що Solar Gaps також вже отримала ряд замовлень в Європі, в першу чергу від готелів та бізнес центрів, які хочуть відповідати міжнародним стандартам енергоефективності LEED та BREEAM: “Для них це можливість почати генерувати енергію на фасаді великого будинку маючи маленький дах. В цьому випадку можна отримати готель або бізнес центр з нульовими викидами”.

Наразі Solar Gaps налагоджує масове виробництво в Каліфорнії, використовуючи високоефективні технології фотовольтаїки з ККД елементів 24%, а також розглядає можливість виробництва фотоелементів для жалюзів по тонкоплівковій технології. Компанія вже провела успішну кампанію зі збору коштів для запуску свого продукту в серійне виробництва за допомогою платформи-акселератора для стартапів Kickstarter.

“Ми отримали більше 400 замовлень на сайті Kickstarter, з них 70% з США. Ми вже маємо прибуток в 170 тисяч доларів та ще замовлень на 5 млн”, – відзначив Євгеній Ерік.

Цього року компанія також виграла грант від Єврокомісії за програмою у розмірі 50 тисяч євро. Наразі компанія готується до запуску масового виробництва і шукає додаткові інвестиції.

“Останнім часом ми бачили новини що Google переходить на 100% ВДЕ, в тому ж напрямку рухається Amazon. Всі провідні компанії прагнуть бути сталими. Цей драйвер надалі буде зберігатися. Відповідальні компанії будуть купувати лише ту енергію, в якої є відповідний сертифікат. Буде питання – чи ця енергія чиста?” – відзначив інноватор.

Він підкреслив, що 70% відсотків населення в розвинутих країнах живе в великих містах, а в приватних будинках лише 30%. На його думку, ті інтегровані рішення для сонячного даху, що пропонує компанія Ілона Маска, має обмежений ринок.

“Наш ринок – це великі міста, і він набагато більший. В майбутньому я бачу нашу компанію як інтегратор рішень, котрі в промислових масштабах будуть показувати ефективність сонячної генерації в містах”, – додав він.

В якості прикладу трансформаційних змін, що відбуваються в електроенергетиці він навів приклад компанії PGE, оператора ліній електропередач в Каліфорнії, що володіє величезними масивами розподільчих мереж:

“Вони кажуть: “Ми не заробляємо на виробництві електроенергії, ми заробляємо на підвищенні ефективності наших мереж”. Тариф на електроенергію є зарегульованим і вище нього вони не можуть стрибнути, але якщо вони впроваджують рішення, які дозволяють зробити більш ефективною передачу та розподілення електроенергії, це збільшує їх прибутки”, – розповів пан Євгеній.

На його думку оптимальним рішенням для виробництва електроенергії в містах з точки зору функціональності є жалюзі-трекери, розміщені на великих площах скляних фасадів: “Такий бізнес-центр використовує енергію там, де її виробляє. Це означає що весь фасад здатний живити не тільки бізнес-центр, а й ще кілька сусідніх будинків. Нашу енергію не потрібно далеко передавати”.

Сонячні жалюзі вже можна побачити на кількох будинках в Каліфорнії та Нігерії. Одна з установок змонтовані в Києві на 25-му поверсі висотного житлового будинку.

В своїх виступах доповідачі продемонстрували, що технології які дозволяють вести економічну діяльність не спричиняючи забруднення атмосфери парниковими газами, а також, як у випадку проектів Sahara Forest та Ocean Forest, забезпечувати поглинання вуглецю з атмосфери та відновлювати довкілля, стрімко розвиваються та мають трансформаційний потенціал для всієї економіки.

Для України зараз відкривається нова індустріальна революція, яка використовує разом промислові можливості, біотехнології, сучасні комунікаційні можливості та IT. Інноваційні рішення об’єднують всі ці можливості та дозволяють створити новий ринок кваліфікованої праці, нову економіку на основі відновлюваних джерел енергії, ресурсо- та енергоефективності.

Інноватори переконані – Україна має всі можливості долучитися до розбудови економіки майбутнього.