Защищающий Землю озоновый слой медленно, но заметно и устойчиво восстанавливается. Как сообщается в докладе ООН, такими темпами гигантская озоновая дыра над Антарктикой исчезнет всего через 43 года. Оценка состояния озонового слоя, производящаяся каждые четыре года, позволила зарегистрировать процесс восстановления.

Источник изображения: NASA

Это произошло более чем через 35 лет после того, как каждая страна мира согласилась прекратить выпуск химикатов, разрушающих озоновый слой нашей планеты, который значительно препятствует попаданию на поверхность планеты радиации из космоса, которая способствует появлению рака кожи, катаракты и даже гибели урожаев.

По данным доклада, восстановление происходит медленно, но вполне заметно. Материал представлен в понедельник на конференции Американского метеорологического общества в Денвере (США). По данным доклада, средняя мировая толщина озонового слоя в 30 км не вернётся до «нормального» уровня 1980-х годов до примерно 2040 года, а в Арктике — до 2045 года. В Антарктике, над которой наблюдается огромная озоновая дыра, слой должен полностью восстановиться к 2066 году.

Учёные и защитники окружающей среды давно продвигают инициативы по защите озонового слоя. В частности, в Монреальском протоколе, подготовленном к подписанию в 1987 году и вступившем в силу в 1989 году, запрещалось применение определённых химикатов, часто использовавшихся в холодильных установках и аэрозолях. Это считается одной из крупнейших экологических побед человечества. В заявлении ассоциации отмечено, что успех в вытеснении «поедающих» озон химикатов демонстрирует, что может и должно быть сделано для вытеснения ископаемого топлива, снижения выбросов парниковых газов и ограничения роста температуры на планете. Признаки восстановления озонового слоя появились ещё четыре года назад, а теперь они уже очевидны.

Источник изображения: Grant Ritchie/unsplash.com

По имеющимся данным, концентрация двух наиболее вредных для озона химикатов в атмосфере теперь невелика — уровень хлора в атмосфере упал на 11,5 % с пика в 1993 году, а брома, который ещё вреднее для озоновой защиты — на 14,5 % с пика в 1999 году. Это, как считается, является подтверждением эффективности Монреальского протокола. Сегодня вредные вещества в основном заменили более экологически безопасными химикатами. По некоторым данным, несколько лет назад в Китае повысился уровень выбросов хлорфторуглерода-11 (CFC-11), но вскоре он опять снизился.

Третье поколение подобных химикатов, HFC, было запрещено несколько лет назад, но не из-за влияния на озоновый слой, а в связи с тем, что вещество является парниковым газом. Ожидается, что такой запрет позволит избежать дополнительного потепления на 0,3-0,5 градусов по Цельсию.

В докладе также указывается, что предлагавшиеся проекты по искусственному охлаждению планеты с помощью распыления специальных аэрозолей в атмосфере для отражения солнечного света приведут к тому, что озоновый слой в Антарктике может стать тоньше на 20 %.

Южнокорейская судостроительная компания Samsung Heavy Industries (SHI) завершила разработку концептуального проекта CMSR Power Barge — плавучей атомной электростанции на базе компактных реакторов на расплавах солей. В зависимости от числа реакторов (модулей) судно будет вырабатывать от 200 до 800 МВт электроэнергии. Это позволит снизить углеродный след и доставить электричество в места, где его не хватает, включая промышленные объекты.

Источник изображения: SHI/Seaborg

Строго говоря, проект «атомной баржи» Samsung базируется на проекте реактора датской компании Seaborg Technologies, основанной в 2015 году. В своё время проект реактора на расплавах солей (CMSR) компания Seaborg передала на одобрение американскому регулятору. В декабре 2020 года Американское бюро судоходства (ABS) завершило квалификацию новой технологии, что означало признание концепции в рамках технико-экономического обоснования, а это первый этап при подготовке к детальному проектированию.

Полученное одобрение позволило компании Seaborg привлечь к проекту судостроительную компанию Samsung Heavy Industries, с которой в апреле 2022 года было заключено соответствующее соглашение. Фактически Samsung должна была создать модульное плавучее шасси под реактор CMSR, с чем компания успешно справилась до конца 2022 года и что позволило получить базовую сертификацию проекта от Американского бюро судоходства.

Бюро выдало компании SHI так называемое Утверждение в принципе (AIP) на использование конструкции реактора CMSR в составе судна Power Barge. Документ подтверждает, что предложенная новая концепция, включающая новую технологию, соответствует требованиям наиболее применимых правил и руководств ABS, а также соответствующим отраслевым кодексам и стандартам при соблюдении ряда условий. Иными словами, концепция выглядит осуществимой — делайте детальный проект.

Samsung Heavy Industries описывает проект как «слияние ядерной энергетики и судостроительных технологий», добавляя, что это «атомная электростанция на море с паротурбинными генераторами и передающими/распределительными устройствами в плавучем корпусе». Компания утверждает, что по сравнению с обычными наземными атомными электростанциями «выбор площадки и ограничения по объектам относительно менее сложны, период строительства составляет около двух лет, а стоимость низкая».

Реактор на расплаве солей использует его как теплоноситель и одновременно как носитель по передаче топлива в реактор. В случае аварии расплав просто застынет внутри конструкции и не приведёт к выбросу радиоактивных материалов, поскольку взрывы исключены. На следующем этапе проектирования судно и реактор будут разработаны во всех деталях, чтобы ввести первые суда CMSR Power Barge в эксплуатацию с 2028 года.

«Энергетические баржи» SHI и Seaborg кроме снабжения электричеством обычных объектов будут также использоваться для опреснения морской воды и для выработки водорода и аммиака. Установки обещают внести посильный вклад в снижение выбросов парниковых газов, с чем атомная энергетика неплохо справлялась до сих пор и обещает справиться в будущем.

В России первый в стране плавучий атомный реактор малой мощности (АСММ) — «Академик Ломоносов» — мощностью 70 МВт, был введён в строй в 2020 г. На очереди реализация новых проектов. Но это уже другая история.

Хотя NASA постоянно подчёркивает приверженность зелёной повестке, аэрокосмическое агентство сочло один из природоохранных проектов слишком дорогим, чтобы принимать в нём участие. Миссия GeoCarb по мониторингу содержания в атмосфере Земли углекислого газа будет отменена по инициативе NASA.

Источник изображения: NASA

Ещё в 2016 году в NASA согласилась принять участие в проекте GeoCarb, предусматривавшем мониторинг содержания CO₂ в атмосфере. Специальный спутник, созданный при сотрудничестве с Университетом Оклахомы и компанией Lockheed Martin, должны были вывести на геостационарную орбиту. Тем не менее, всё пошло не так, как задумывалось изначально.

«Трудно принимать решения вроде этого, но NASA стремится делать осторожный выбор при распределении ресурсов, предоставленных жителями Соединённых Штатов», — заявил представитель агентства. По его словам, наблюдения за климатом будут осуществляться более эффективным и экономичным способом.

Согласно заявлению NASA, решение прекратить реализацию программы GeoCarb было связано с «техническими проблемами, вопросами эффективности затрат и доступностью новых альтернативных источников данных». Речь, вероятно, в первую очередь идёт о том, что расчётная стоимость GeoCarb выросла с $170,9 млн до $600 млн. Что касается альтернативных источников данных, вместо нового спутника будет использоваться инструмент Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), прибывший на МКС в июле, а также предусмотрено расширение миссии инструмента Orbiting Carbon Observatory-3, начавшего работать там же, на МКС в 2019 году.

Кроме того, в NASA работают над проектом Earth System Observatory, в рамках которого к 2030 году планируется запустить серию спутников, которые, помимо прочего, будут изучать аэрозоли в атмосфере, облака, биологию и геологию поверхности, а также изменения и деформации поверхности.

По словам представителя NASA, изменения планеты являются одним из приоритетов NASA, а парниковые газы играют центральную роль в изучении этой темы. NASA стремится к мониторингу содержания метана и углекислого газа в атмосфере, объединяя собранные сведения с данными, поступающими из других источников, включая как государственные, так и частные миссии — эти сведения предоставляются заинтересованным сторонам, чтобы те принимали информированные решения в своей деятельности.

Ежегодно ветряки убивают до полумиллиона птиц, но ещё больше от них погибает летучих мышей. Губят мышей не только лопасти. Летучие мыши погибают в зонах перепадов давления позади ветрогенераторов. Капилляры мышей быстро расширяются в зонах пониженного давления, и животные погибают от внутреннего кровоизлияния, что не угрожает птицам. Отпугнуть летучих мышей от опасной зоны должны помочь дроны с маячками.

Источник изображения: Tel Aviv University

Специалисты из Израиля разработали светошумовую обвязку для дронов, которая отгоняла бы летучих мышей световыми сигналами и сигналами в ультразвуковом диапазоне, к которому летучие мыши наиболее чувствительны. Просто установить отпугивающее оборудование на мачты генераторов нельзя. Во-первых, летучие мыши к нему привыкают и со временем начинают игнорировать. Во-вторых, таким образом невозможно отпугнуть животных от обширной опасной зоны позади лопастей, которая, к тому же, перемещается по мере смены направления ветра.

Исследователи из Тель-Авивского университета и Университета Хайфы предложили систему, которая может решить обе проблемы: яркие мигающие огни и ультразвуковые импульсы, подаваемые с дронов, которые летают перед турбинами. В ходе первых экспериментов дрон со светошумовыми маячками поднимался на высоту гондолы ветряка — это примерно 100 м, и затем совершал полёты по прямой в обе стороны на отрезке 100 м.

Наблюдения с помощью камер, радаров и лазерных LIDAR’ов подтвердили, что дрон с маячками способен отпугивать летучих мышей. Около 40 % животных начинали избегать полётов на высоте дрона, облетая его заметно выше. На следующем этапе учёные испытают систему отпугивания непосредственно с ветряными турбинами.

Возможно, они смогут подобрать комбинацию света и шума, чтобы отпугнуть ещё больше мышей от полётов вблизи ветряных турбин. Летучие мыши имеют большое значение для уничтожения насекомых-вредителей сельскохозяйственных растений. Без них выращивать овощи, фрукты и злаковые будет вреднее и сложнее.

Региональные перелёты наряду с воздушной городской мобильностью обещают стать одним из первых применений полностью электрических самолётов. В сентябре этого года такой 9-местный самолёт Alice успешно испытала израильская компания Eviation Aircraft. Новозеландская авиакомпания Air New Zealand заметила успехи Eviation и заключила с ней соглашение на поставку до 23 электрических самолётов.

Источник изображений: Eviation

Полностью электрический самолёт Alice впервые был представлен компанией Eviation Aircraft на Парижском авиасалоне в 2019 году. Впервые в воздух в 8-минутный испытательный полёт самолёт отправился в сентябре этого года. Планируется, что массовые поставки Alice начнутся с 2027 года. На полной зарядке аккумуляторов самолёт сможет преодолевать до 463 км на скорости до 481 км/ч. В движение его приводят два электромотора, расположенные в хвостовой части. Хотя, в целом, это фактически обычный самолёт.

Компания Air New Zealand в основном обслуживает региональные маршруты в Новой Зеландии. С прицелом на декарбонизацию пассажирских авиаперевозок она считает выгодным перевести часть или даже весь авиационный парк на электрические самолёты. Выгода также в том, что обслуживание электрических самолётов будет проще и дешевле обслуживания самолётов на ископаемом топливе.

Подписанный сторонами договор носит характер раннего предварительного соглашения, но он создаёт рамки, в которых перевозчик и производитель могут планировать будущее сотрудничество и свою работу. Значительной проблемой на пути к электрическому воздушному транспорту остаются батареи, точнее отсутствие по-настоящему ёмких и лёгких аккумуляторов. Без решения этой проблемы вряд ли можно всерьёз рассчитывать заменить топливную авиацию электрической.

В ЕС во второй раз отложили признание лития токсичным веществом, перенеся обсуждение проблемы на следующий год. Власти Европейского союза разрываются между важностью охраны окружающей среды и требованиями ведения бизнеса. Ужесточение оборота лития заставит бизнес аккуратно вести дела с его использованием, что повысит расходы и сделает батареи европейского производства заметно дороже китайских, корейских и даже американских литиевых батарей.

Источник изображения: Northvolt

Сейчас производители всего мира заворожены подписанным в США летом этого года Законом о снижении инфляции. В этом документе остаются спорные и не до конца понятные места, но в целом он защищает производство в США по всем ключевым позициям от добычи ресурсов до высокоёмких производств. Льготы и субсидии получат те, кто либо начнёт производить в США, либо будет включён в число официальных поставщиков. Власти стратегических союзников США должны реагировать на это, иначе останутся без крупнейших производственных, энергетических и финансовых ресурсов.

«В то время, когда другие страны, такие как США, открывают свои двери, снимают барьеры и ставят на кон деньги своих налогоплательщиков для стратегического привлечения и создания цепочек поставок аккумуляторных металлов [...] Европа ставит барьеры для компаний на этом рынке, — сказал Ричард Тейлор (Richard Taylor), директор-основатель компании Green Lithium Refining Ltd. — Если условия в Европе не будут привлекательными, компании не станут стремиться к созданию [там производства]».

В Европе есть документ, который отчасти стимулирует создание в Союзе производства с использованием редкоземельного сырья — это Закон о критических сырьевых материалах. Классификация лития как токсического вещества выведет его за рамки этого закона и сделает непривлекательным для инвестиций и развития производства. Причём даже в самой экологичной сфере — в области переработки вторичного сырья, что вряд ли будет способствовать практике безопасной утилизации литиевых аккумуляторов в ЕС.

Индикатором настроений европейских инвесторов в производство и переработку литиевых батарей может служить шведская компания Northvolt AB. Аккумуляторы европейского производства для электромобилей компания начала выпускать в мае этого года. Также она планирует построить ещё несколько заводов, доведя к 2026 году производство аккумуляторов до 60 ГВт·ч в год, что эквивалентно установке тяговых батарей на 1 млн электромобилей.

Кроме этого Northvolt создаёт производства для переработки отработавших литиевых аккумуляторов, надеясь возвращать ценное сырьё снова в работу. Если в ЕС литий признают токсичным, компании придётся многое менять в бизнесе, а возникшая неопределённость грозит задержать запланированные инвестиции или даже отменить их.

Учёные из японского института Advanced Industrial Science and Technology (AIST) выяснили, что добываемая из кофе одноимённая кислота до 100 раз улучшает прохождение тока через некоторые полупроводниковые компоненты. Это улучшает токовые характеристики электроники, а также положительно сказывается на её экологичности.

Источник изображения: Pixabay

В ходе экспериментов выяснилось, что после обработки натуральной кофейной кислотой электродов органических светодиодов и ячеек органических солнечных элементов они начинали пропускать в 100 раз более сильный ток, чем до обработки. Детальный анализ показал, что кофейная кислота заставляет молекулы материала на поверхности электродов выстраиваться в одну линию — именно это снижает сопротивление току, то есть облегчает перемещение электронов.

«Ускорение» тока после обработки электродов из различного материала кофейной кислотой. Источник изображения: AIST

Теоретически и практически ничто не мешает обрабатывать электроды электронных компонентов другими соединениями, среди которых есть лучшие по реакции и последствиям обработки. Но из тех соединений, которые сегодня используются в промышленности, они либо достаточно редкие (и поэтому дорогие), либо вредные для окружающей среды.

Использование для обработки электродов кофейной кислоты убивает двух зайцев: оно даёт ощутимый эффект и отлично сочетается с повышенными экологическими требованиями. Наконец, плёнка на электродах после обработки кофейной кислотой оказывается высокоустойчивой для воздействия растворителями, которые широко используются при производстве органических светодиодов (дисплеев) и органических солнечных элементов. Проще говоря, растворители в процессе обработки электронных компонентов не наносят вред уже обработанным узлам изделия. Когда эта технология будет внедрена в коммерческое производство, учёные сказать не берутся.

Даже тщательная сортировка отходов не гарантирует, что всё собранное будет переработано. В тех же США перерабатывается не больше 6 % пластиковых отходов, тогда как всё остальное вывозится на свалки. Это не обязательно халатность — пластик пластику рознь и универсальных химических реакций для переработки просто нет. Теперь химики придумали реакцию, близкую к универсальной, что позволит перерабатывать большинство пластиковых отходов в пропан.

Источник изображения: Pixabay

Пропан используется для отопления, приготовления пищи и в промышленности для производства товаров. Следует понимать, что вопрос переработки не стоит настолько остро, чтобы сделать это любой ценой. Химическая реакция по утилизации пластиковых отходов должна быть экономически выгодной, чтобы процесс широко распространился во всём мире.

При разработке условно универсальной реакции для превращения большинства видов пластика в пропан химики Массачусетского технологического института исходили из того, что каким бы сложным ни был химический состав пластика, в каждом из них будут цепочки углерода и водорода, причём их там большинство относительно других элементов.

Подбор катализаторов для реакции разложения и превращения пластика в пропан выявил оптимальное сочетание такого пористого и сыпучего вещества, как цеолит с кобальтом. Реакции происходят в порах цеолита, который в активном состоянии поддерживает кобальт. На выходе получается смесь газов (в зависимости от типа разлагаемого пластика) со значительным преобладанием пропана.

Остаётся ряд шероховатостей, например, присутствие ряда токсичных газов при переработке некоторых пластмасс, но химики обещают улучшить процесс, как и намерены разработать технологию для масштабной переработки пластика в пропан. Пока предложенная реакция воспроизводится лишь в лабораторных условиях. До промышленного применения ей всё ещё далеко.

Электромобили становятся всё более популярными и распространёнными по всему миру и в США в частности. Это отражает стремление многих стран избавиться от углеродного следа. Тем не менее, хотя в США продажи машин с внешней подзарядкой идут как никогда хорошо, оказалось, что на потребление бензина в 2021 году это почти не повлияло. Оно снизилось всего на 0,54 %.

Источник изображения: Tesla

По данным Аргоннской национальной лаборатории, с 2010 по конец 2021 года в США приобрели более 2,1 млн автомобилей с возможностью внешней подзарядки, включая как гибриды, так и 1,3 млн полностью электрических автомобилей. Хотя число проданных электромобилей довольно велико, всего в стране насчитывается около 276 млн машин и грузовиков, так что их доля не превышает 0,5 %.

Всего, по расчётам лаборатории, электромобили (включая гибриды с внешней подзарядкой) проехали с 2010 года 112,65 млрд км, в процессе потребив 22 ТВт·ч электричества. Это, предположительно, позволило избежать расхода 9,46 млрд литров бензина и выбросов 19 млн тонн парниковых газов. В 2021 году электромобили и заряжаемые гибриды позволили сэкономить 2,6 млрд литров бензина и снизить выбросы CO₂ на 5,4 млн тонн. Потребление электричества гибридами и электрокарами составило 6,1 ТВт·ч, а «сэкономленного» бензина хватило бы на обеспечение горючим всей страны в течение всего двух дней.

Наиболее значительный рост продаж машин с возможностью зарядки пришёлся на 2021 год. Если в позапрошлом году в США было продано 308 тыс. машин соответствующего типа, то в прошлом — уже 634 тыс. В частности, продажи аккумуляторных электромобилей выросли на 92 % год к году до 457 тыс. машин, а гибридов с возможностью электрозарядки — на 150 % до 175 тыс.

Согласно расчётам Аргоннской лаборатории, на электромобили и заряжаемые гибриды уже приходится 1 % от всех легковых машин, поэтому снижение потребления чуть более чем на полпроцента можно считать не вполне удовлетворительным. Тем не менее в лаборатории опровергли прогнозы скептиков, ожидающих, что распространение электромобилей приведёт к краху энергосетей. В 2021 году на зарядку электромобилей пришлось только 0,15 % всего расхода электричества в США. Примечательно, что, по расчётам учёных, в последние годы эффективность электромобилей и гибридов значительно упала, предположительно — из-за роста средних размеров и веса электрических внедорожников.

Доклад вряд ли может служить аргументом против электромобилей, поскольку любая экономия расхода горючего способствует защите атмосферы. Тем не менее, вполне очевидно, что пока постепенный переход на электротранспорт не может являться панацеей для устранения угрозы окружающей среде, для этого потребуются более решительные меры.

Японский производитель электроники и печатной техники Epson выступил с довольно неожиданным заявлением, сообщив, что к 2026 году перестанет выпускать и продавать лазерные принтеры, отдав предпочтение струйным моделям. Утверждается, что струйные принтеры являются более экологически безопасными.

Источник изображения: Epson

На многих рынках Epson уже прекратила продавать лазерные принтеры, но в Азии и Европе они по-прежнему предлагаются покупателям. Кроме того, даже после того, как новое оборудование прекратят продавать, Epson обещает обеспечивать поставки прежним клиентам расходных материалов и комплектующих для ремонта.

По словам представителя компании, струйные принтеры используют меньше энергии и меньше расходных материалов. Если лазерные модели плавят тонер с сопутствующим нагреванием, струйные принтеры Epson используют механическое разбрызгивание чернил на бумагу. Ещё в 2019 году в блоге компании сообщалось, что струйные модели потребляют на 85 % меньше энергии, чем лазерные с сопоставимой скоростью печати, и генерируют на 85 % меньше выбросов диоксида углерода. Более того, струйные принтеры, по данным Epson, используют до 59 % меньше заменяемых компонентов — только чернила и ёмкость для отработанных чернил.

Характерно, что недавно Epson представила струйные принтеры и МФУ для бизнеса, которые могут печатать по 40-60 страниц в минуту. Другими словами, производителю удалось справиться с основным слабым местом струйных моделей и теперь они могут уверенно конкурировать по скорости печати с лазерными вариантами.

Хотя основной причиной полного перехода на выпуск струйных принтеров в Epson называют их большую экобезопасность, относительно недавно компания подверглась критике за не особенно «зелёное» поведение — она обновлением прошивки прекратила работу всё ещё рабочих принтеров L360, L130, L220, L310 и L365, фактически — под надуманным предлогом окончания их жизненного цикла. Как сообщает The Register, у пользователей оставалось два варианта — провести обслуживание принтера в авторизованном сервисном центре Epson либо утилизировать старый принтер, купив новый. Пользователи Windows могли использовать специальную утилиту, позволявшую принтеру проработать ещё некоторое время.

В компании ссылались на стремление поддержать качество печати и работоспособности машин во избежание пролитий чернил и порчи собственности владельцев и даже возможного замыкания. Сами пользователи жалуются, что в современных условиях принтер фактически не покупается, а берётся в пользование, в котором настоящий владелец может отказать в погоне за наживой.