IT-байки: Про нефть из пластиковых бутылок / Аналитика

Никогда не апеллируй к лучшим качествам человека.
Возможно, он ими не располагает.
Надежней обращаться к его личному интересу.
© Р. А. Хайнлайн. "Достаточно времени для любви, или жизни Лазаруса Лонга".

В этом году в середине декабря в Европейской части России неожиданно наступила зима, и, как обычно бывает в таких случаях, риторика по поводу использования альтернативных видов топлива и энергии ушла на второй план. Гибриды, электромобили, этиловый спирт, биодизель из водорослей и рапса, прочая альтернативная экзотика – как хорошо обсуждать это в тепле салона автомобиля, работающего на привычном бензине, или в тепле кухни, глядя на синие язычки газового пламени под разогревающимся чайником. Как бы это печально не звучало, но все эти "зелёные" инициативы, проекты борьбы с потеплением мирового климата и предложения по переходу на использование альтернативной энергии и топлива всегда будут наталкиваться на оценку человечества с точки зрения чистой выгоды. Далеко ходить за примерами не нужно: вряд ли кто-то из нас готов заплатить лишнюю сотню долларов за материнскую плату или тысячу за сервер только лишь "за красивые глаза" производителя, увлекательно обещающего спасение планеты и какую-то маловразумительную экономию электричества за счёт возросшей цены изделия. В перспективе многие не отказались бы сменить нынешний бензиновый или дизельный автомобиль на более перспективный электромобиль. Но лишь немногие и только на первых порах будут руководствоваться при этом экологическими соображениями, а скорее - соображениями престижа и "модности" такой покупки; большинство при этом ни за что не заплатит за электромобиль удвоенную цену обычного бензинового или дизельного автомобиля с таким же набором удобств, разве что цена топлива перед этим подскочит на порядок. Цинизм трезвого расчёта – вот на чём зиждется современная цивилизация, и вряд ли что-то существенное изменится в поведении человечества в обозримом будущем.

Единственный выход из порочной и с годами лишь усиливающейся практики загрязнения самой планеты и её атмосферы – находить и внедрять более выгодные технологии получения энергии нежели существующие на сегодняшний день традиционные способы. Именно тогда вездесущий вектор человеческого цинизма, во всём ищущего выгоды, из тормозящего фактора в деле сохранения живой природы превратится в фактор помогающий.

Что мы имеем на сегодняшний день? Как правило, технологии получения, скажем, новых видов альтернативного топлива для автомобилей требуют или огромных капиталовложений, окупаемость которых порой рассчитывается на десятилетия, или таких затрат других видов энергии на промежуточных стадиях, при которых в финале производство такого топлива становится воистину "золотым", нерентабельным, особенно по сравнению с затратами на обычную перегонку нефти. В неоднократных тематических публикациях раздела IT-байки на тему получения и использования альтернативных видов автомобильного топлива мы рассматривали самые различные виды сырья, однако ещё ни разу не касались темы использования для этой цели отходов человеческой жизнедеятельности. Ну, разве что отходы канализации и фабричных сливов для "кормёжки" водорослей, однако ни разу речь не заходила о вторичном использовании органического мусора. Между тем, человечество уже давным-давно приспособилось генерировать несметные объёмы потенциальных мусорных "ресурсов" для производства топлива в промышленных масштабах. Взять, к примеру, наиболее распространённый вид органического мусора – пластиковые бутылки. Попробуйте мысленно прикинуть количество пластика, который мы регулярно отправляем на свалку – все эти многочисленные бутылки и упаковки из-под разных напитков, масел, консервов и так далее, тому подобное. Ежегодно это десятки килограмм в масштабе одной семьи, тонны и десятки тонн в масштабе дома и вовсе уж немыслимые мегатонны в масштабах мегаполисов.

Мы пластик породили, мы его… используем ещё раз

Чем привлекательна идея производства топлива из органики, накопленной человечеством в виде пустых пластиковых бутылок – так это дешевизной и доступностью этих "энергетических ресурсов". И действительно, получение мегатонн сырья не требует многомиллионных вложений на геологическую разведку месторождений, разработки глубоких шахт или бурения глубоких скважин. Дело за малым: научиться перерабатывать доступные и очень дешёвые отходы из пластика в какую-либо разновидность высокоэнергетического топлива, пригодного для дальнейшего использования с помощью уже существующей энергетической инфраструктуры. И вот с этим до недавнего времени была значительная заминка, ибо все известные варианты превращения мусорной органики в ценное топливо были сопряжены с высоким энергопотреблением в процессе переработки, сводящем на нет все выгоды такой альтернативной энергетики.

Однако в этом году ситуация с рентабельностью такой переработки, похоже, наконец-то изменилась. Причём, в кои-то веки разговор не о лабораторном открытии, лишь через годы обещающем стать выгодным коммерческим проектом. На этот раз речь о промышленной установке под названием Envion Oil Generator (EOG), производства одноимённой компании Envion. Опытная эксплуатация первой такой установки началась в сентябре 2009 года на одном из предприятий по переработке твёрдого мусора в штате Мэриленд, США. В теории смысл процесса переработки выглядит достаточно просто и логично: поскольку пластик, имеющий преимущественно "нефтяное" происхождение, потенциально хранит в себе огромный объём энергии, которая пока уходит буквально в утиль, есть смысл поискать способы освобождения этой энергии в приемлемом виде. Например, конвертировать пластиковый мусор во что-то подобное его первоначальному состоянию в виде жидкой синтетической нефти. На практике же пока лишь немногие разработчики технологий смогли добиться практических результатов с разумным расходом энергии на собственно процесс переработки. В частности, генератор компании Envion является первой в своём роде, позволяющей относительно недорого конвертировать практически любой тип пластикового мусора в жидкое топливо.

Технические характеристики технологии, реализованной в Envion Oil Generator, можно описать следующим образом: из одной тонны пластикового сырья получается от трёх до пяти полноценных 42-галлоновых баррелей высококачественной синтетической нефти лёгких или средних фракций. То есть, одна такая установка способна ежегодно перерабатывать до 10 тысяч тонн пластикового мусора, выдавая при этом до 50 тысяч баррелей синтетической нефти.

Никто ещё не подсчитывал количество пластикового мусора, закапываемого в землю в России, зато есть цифры по США: внедрение установок Envion Oil Generator в их национальном масштабе позволило бы генерировать ежегодно более 150 млн баррелей синтетической нефти. Экономический эффект от внедрения этой технологии в глобальном масштабе можете подсчитать сами, исходя из того, что порядка 8% всей нефти, добываемой в мире ежегодно, расходуется как раз на производство пластика.

Установки Envion Oil Generator, работая по замкнутому циклу без применения каких-либо катализаторов, способны перерабатывать любые сорта пластикового мусора без предварительной его сортировки. Особенность технологического процесса Envion заключается в том, что в процессе конвертации пластика в нефть не производится массовое сжигание какого-либо дополнительного топлива, необходима лишь минимальная энергетическая подпитка.

Поскольку питание установки производится от электрического источника, процесс переработки полностью автоматизирован и при желании может управляться даже через интернет. На месте требуется присутствие лишь двух операторов, при этом один из них управляет процессом загрузки предварительно измельчённой пластиковой массы в приёмный бункер, а второй просто "следит за лампочками" системы контроля безопасности.

Несмотря на ограниченный характер информации о применяемой технологии переработки, точно известно, что автономная установка Envion Oil Generator состоит из двухэтажного химического реактора, оснащённого встроенной мешалкой пластиковой массы и нагревающими инфракрасными элементами с электрическим питанием. Отдельно подчёркивается, что процесс преобразования пластика проистекает при ограниченном доступе кислорода в реактор. Благодаря применению электрической схемы питания и системы с закрытым контуром появляется возможность точнейшего контроля температуры процесса преобразования, а значит и высокой степени переработки сырья. По данным компании, до 82% пластика перерабатывается в жидкое топливо. В течение года потребуется от двух до четырёх остановок на техническое обслуживание установки по её очистке от не переработанных отходов (что значительно меньше чем при традиционной переработке мусора), при этом остаточный осадок также может быть сожжён для выработки энергии – правда, с меньшей эффективностью чем получаемое топливо. Выход готовой продукции, несомненно, напрямую зависит от сортов пластика, поступающих на переработку, но в любом случае конвертирование тонны пластиковых отходов даст 3-5 баррелей искусственной нефти, при этом, согласно данным Envion, на производство одного барреля топлива затрачивается от 59 до 98 киловатт-часов электричества (сравнимо с расходом электричества в отдельно взятой квартире за несколько дней). И ещё один штрих к "портрету" техпроцесса: когда речь идёт о переработке любого пластика, подразумевается именно любой пластмассовый мусор, включая крупногабаритный упаковочный материал, пакеты, контейнеры от маргарина, бутылки из-под колы и кефира, канистры и пробки. Исключение составляют разве что бутылки из полиэтилентерефталата (PET), и то лишь по причине и без того высокой их стоимости на рынке вторичной переработки (по отдельным данным, нынче - до 500 евро за тонну сырья).

Установка Envion Oil Generator может быть передана в эксплуатацию на муниципальном уровне – например, предприятиям вблизи городских свалок, именно городской мусор содержит до 24% пластиковых отходов.

Таким образом, появляется возможность постоянно избавляться от значительных объёмов пластикового мусора без необходимости его транспортировки на дальние расстояния, получая взамен постоянный источник превосходного топлива.

Кстати упомянуть, получаемая в результате переработки синтетическая нефть изначально очищена и на 99% лишёна осадков, что позволяет беспрепятственно использовать её для производства бензинов, дизельного топлива, керосина и авиационного топлива.

Финальный продукт, по сведениям очевидцев, выглядит как "слегка загустевший лимонад" при этом его запах представляет собой "нечто среднее между запахом бензина и дизельного топлива". Согласно информации от представителей компании Envion, у них уже есть как минимум один потребитель продукции, готовый скупать получающийся продукт для дальнейшей переработки в автомобильное топливо, и в настоящее время ведутся переговоры с множеством других перерабатывающих компаний. Судя по характеру получающегося продукта, обычным нефтеперегонным заводам вряд ли потребуется существенное изменение технологии для переработки такого сырья.

Обратимся, наконец, к тем цифрам, которые способны трансформировать извечный эгоизм трезвого человеческого расчёта из врага в друга "зелёных технологий". Согласно данным Envion, стоимость переработки пластикового мусора в синтетическое топливо составляет менее $10 за баррель получаемого продукта.

Иными словами, при полной ежегодной загрузке одной установки EOG десятью тысячами тонн пластика, цена переработки мусора составляет примерно $17 за тонну. Сравните эти данные с расходами порядка $70-$200 за тонну при традиционной переработке мусора, или с расходами порядка $50 - $150 за тонну по специальной программе вторичного использования пластика, по которой перерабатывается в среднем не более 6,8% всего пластмассового мусора.

Вот теперь желающие могут взять калькулятор и посчитать экономический эффект от внедрения такой технологии переработки пластикового мусора в искусственную нефть. Стоимость первой установки Envion Oil Generator "под ключ" составила порядка $5 млн, возможно, в перспективе она будет снижена благодаря тому, что в Envion планируют не только выпускать установки EOG самостоятельно, но также наладить из выпуск по лицензии – как в США, так и во всём мире.

Хочу также отметить, что эту публикацию не стоит воспринимать как похвалу или рекламу именно установке Envion Oil Generator. Просто Envion оказалась первой, кому удалось добиться столь высокой рентабельности коммерческой переработки пластикового мусора в приемлемое для дальнейшей обработки топливо. Здесь уместно вспомнить крылатую фразу в адрес Штирлица, которую Юлиан Семёнов приписал Мюллеру: "что знают двое, знает и свинья". Сдаётся мне, если Envion "пожадничает" с ценой лицензирования своей технологии, в самое ближайшее время появится множество патентных заявок на схожие химические реакторы для переработки пластика в синтетическое топливо. Такую технологию – при условии её действительно высокой рентабельности, вряд ли удастся сохранить в незамутнённо-эксклюзивном виде, прецеденты были.

Однако вернёмся к калькулятору. Мощность установки EOG известна, затраты на электроэнергию можете посчитать в зависимости от региональных тарифов. Разумеется, пластиковый мусор сам себя сортировать и измельчать на свалках не будет, так что определённые затраты также понадобятся на стадии предварительной подготовки сырья. Но ведь в любом случае, горы пластикового мусора сегодня в большинстве случаев буквально закапываются в землю без какой-либо переработки или попросту сжигаются с достаточно низкой эффективностью.

Теперь попробуем составить мысленный ряд из перспективных на сегодняшний день технологий производства альтернативных видов автомобильного и авиационного топлива – из сельскохозяйственных культур, водорослей, этилового спирта и так далее. Процесс переработки пластика образца Envion окажется в этом ряду далеко не самым затратным, а может быть и наиболее рентабельным, а уж с экологической точки зрения – несомненно, одним из наиболее полезных для планеты. Сдаётся, даже для тех стран, где натуральной нефти завались-залейся, отказ от переработки пластиковых отбросов с такой заманчивой рентабельностью со временем будет выглядеть непростительным преступлением.

Тем более что, как бы анекдотично это не звучало, пока что пластиковые отходы можно смело отнести к категории самых настоящих возобновляемых ресурсов – как ветер, солнце или урожай рапса и кукурузы. Поскольку в обозримом будущем от использования пластика и, соответственно, "генерирования" мегатонн пластикового мусора, никто отказываться не собирается.

Ссылки по теме:

Дополнительно по теме: