Смогут ли технологии помочь победить мусорный кризис?
Из последней собранной статистики следует, что еще немного – и это вымышленное будущее может стать реальностью.
Десятилетия назад жители городов производили 680 миллионов тонн твердых бытовых отходов в год, утверждает Всемирный банк. Сейчас же эта цифра достигла значения в 1,3 миллиарда тонн. По прогнозам специалистов, она вырастет до 2,2 миллиарда тонн к 2025 году. Этого достаточно, чтобы каждый день вывозить мусор на колонне из грузовиков длиной в 5000 километров.
Также прогнозируют, что стоимость утилизации мусора вырастет от нынешних 205 миллиардов долларов до 375 миллиардов в год к следующему десятилетию.
Но смогут ли технологии, благодаря которым и появились все эти отходы, помочь разобраться с ними?
Переработка метана
Большая часть отходов в мире отправляется на свалки, которые только усиливают проблему загрязнения, так как они вырабатывают метан – парниковый газ и основную причину изменений климата.
Свалка города Мехико вырабатывает 1,4 миллиона метана в год. Но развитие технологий позволяет переработать весь этот газ в электричество. К примеру, расположенная в США компания Ener-Core построила на свалках в Калифорнии и Нидерландах сооружения, способные вырабатывать от 250 киловатт до одного мегаватта электричества.
«Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 250–1000 домов», – говорит исполнительный директор компании Ален Кастро (Alain Castro).
В атмосфере метан распадается на воду и углекислый газ, обычно этот процесс длится 10–20 лет и медленно генерирует энергию. Но, если поместить метан в специальные контейнеры, в которых он будет находиться под определенным давлением и температурой, этот процесс сокращается с 20 лет до 1 секунды. В ходе процесса нагревается вода, которая приводит в действие паровые турбины, генерирующие электричество.
В прошлом году в США компания BMW продемонстрировала, как метан со свалок может быть очищен и переработан в водород. Затем в BMW использовали этот водород для питания более трехсот грузоподъемников на своей фабрике в городе Грир, Южная Каролина, рассказывает представитель американского агентства по охране окружающей среды Энеста Джонс (Enesta Jones).
Хранение отходов
Мы можем уменьшить количество отходов, отправляемых на свалки, перерабатывая их.
Умные мусорные контейнеры, определяющие и подсчитывающие количество мусора, выбрасываемого горожанами, были установлены в Португалии и Испании.
Сканеры в этих контейнерах передают информацию в базу данных, а затем с людей взимается плата за то, сколько неперерабатываемых отходов они выкинули.
Такая система «Плати, сколько выбросил» популярна на 7–10 % больше, чем простая переработка мусора.
Компания WeRecycle, возглавляемая доктором Дженной Дженбек (Jenna Jambeck), доцентом машиностроения в Университете Джорджии (University of Georgia), предложила другой подход. Она хочет, чтобы люди «веселились, перерабатывая мусор».
Разработанные ей мусорные контейнеры подсчитывают и отображают, сколько мусора в них выкинули. При этом каждый раз, когда выбрасывается мусор, на них появляется улыбающееся лицо из зеленых лампочек. Это, по словам доктора Дженбек, увеличит количество перерабатываемых отходов на 50 %.
Сортировка отходов
Чем больше мы перерабатываем мусора, тем эффективней и точней должны становиться центры утилизации отходов. Английская компания Axion Recycling управляет передовым заводом по переработке пластика. В основном на нем занимаются сортировкой материалов из сломанных автомобилей.
Директор компании Кит Фригард (Keith Freegard) уверяет, что их предприятие одно из лучших в этой области по всей Европе. На этом заводе используется инфракрасная технология, достаточно быстрая, чтобы применять ее в промышленных масштабах. Высокоскоростной сканер, установленный над конвейером, может различать кусочки пластика по их характерным признакам инфракрасного излучения всего лишь за сотую долю секунды.
Кусочки пластика сталкиваются с конвейера струей воздуха к полимерам того же вида.
«Теперь можно отсортировать до двух тонн различного пластика за час, а затем отправить его на переработку», – говорит мистер Фригард.
Утилизация и переработка электронных плат
Утилизация и переработка только начинают набирать обороты, а мы только начинаем пытаться избавиться от гор мусора, которые производим. Значительную часть этого мусора составляют различные электронные устройства. Сегодня мы перерабатываем только 16 % отходов электроники. Но производим значительно больше.
Большинство этих отходов оказывается в таких местах, как город Гуийю в Китае, или на крупнейшей компьютерной свалке Агбогблоши в пригороде города Аккра, где работники страдают от токсичных веществ, таких как свинец, меркурий и мышьяк, входящих в состав мобильных телефонов и других гаджетов. Именно поэтому ученые пытаются разработать электронные платы, которые будут растворяться в воде.
«В начале 2012 года мы выяснили, что кремний, по сути, растворим в воде», – рассказывает профессор Иллинойского университета в Урбане-Шампейне Джон Роджерс (John Rogers).
Хоть и растворяется кремний очень медленно.
Печатные платы обычно изготавливаются толщиной в 1 мм, но только их поверхность используется для транспортировки заряда. Поэтому плата толщиной в 100 нанометров может делать то же самое, однако растворяться всего за 3–6 месяцев, утверждает профессор Роджерс.
Этот концепт разработки привлек внимание правительства и военных, и поэтому сейчас около 12 исследовательских групп по всему миру пытаются воплотить его в реальность.
Аккумуляторы и бактерии
Аккумуляторы мобильных телефонов также потенциально ядовиты и тяжело перерабатываемы, но Йост Клуижвер (Joost de Kluijver), начальник производства на датском предприятии по переработке мобильных телефонов Closing the Loop, утверждает, что новейшие технологии могут устранить эту проблему.
Компания Umicore построила в Бельгии завод, на котором возможно при высокой температуре расплавить литиево-ионные аккумуляторы. И из полученного шлака выделить вредные металлы. Тем временем в Германии компанией Accurec был разработан способ извлечения лития в вакууме.
Природа также может прийти нам на помощь.
«Некоторые бактерии от природы имеют способность разлагать металлы на наночастицы», – говорит доктор Луиза Хорсфолл (Louise Horsfall), преподаватель биотехнологий в Университете Эдинбурга.
Доктор Хорсфолл сейчас пытается изменить геном бактерий, чтобы они эффективней разлагали металлы.
Но так как количество отходов продолжает расти, трудно представить, смогут ли все эти технологии остановить это. Для этого нам нужно полностью переосмыслить процессы изготовления и материалы, которые мы при этом используем.
BBC-World