Экологические технологии что это такое
Зелёные технологии, которые помогают сохранить природу
Зелёные технологии – это разные решения, которые помогают грамотно управлять ресурсами и снижать негативную нагрузку на природу.
В этой статье мы расскажем о разработках, доступных в обычной жизни. Они позволяют организовать нашу работу и быт так, чтобы внести свой вклад в очищение планеты. Но сначала перечислим общий принципы, которые учитываются при создании экологических изобретений, а потом рассмотрим виды, на которые их делят.
Общие принципы экологических технологий:
Виды экологических технологий
Организация экономического сотрудничества и развития предлагает делить экотехнологии на две большие группы:
1. Технологии общего экологического управления. Во-первых, сюда входят технологии вторичной переработки, идеи Zero Waste и работа с опасными мусорными полигонами.
Во-вторых, сюда включают все технологии по очищению природных ресурсов: воды, лесов, почвы, атмосферы. Инновации в сельском хозяйстве, прогнозирование погоды, новые подходы к еде (например, растительное мясо) и даже охрану здоровья на рабочем месте.
2. Альтернативная энергия. Это разработки по новым видам топлива и источникам возобновляемой энергии. В эту группу относят решения, которые повышают энергоэффективность домов, техники, транспорта, источников освещения, отопления. Например: ветряные электростанции, солнечные панели, гидроэлектростанции и геотермальные электростанции.
Ещё чистые технологии делят на эти категории:
15 экологических изобретений, которые помогут спасти окружающую среду
1. Ручки из переработанных материалов и экологичные чернила
Сегодня ручки делают из картонных упаковок Тетра Пак и пластиковых бутылок. Но, пожалуй, самые необычные – это ручки из отходов пшеничного производства, корпус которых сделан с добавлением соломы и отрубей.
Проблему для экологии представляют не только обычные пластиковые ручки, но и чернила. Их часто производят с добавлением продуктов нефтепереработки. Но и здесь бывают безопасные решения. Air-Ink – чернила, сделанные из загрязнённого воздуха из выхлопной автомобильной трубы.
Для получения газов и сажи на трубу крепится сборщик. Потом в лаборатории из этого материала выделяют очищенный пигмент: для 30 мл чернил нужно, чтобы автомобильный двигатель работал 45 минут. Первые образцы таких маркеров раздали творческим людям – дизайнерам и художникам.
2. Экологичная обувь
Один из способов стать ответственным потребителем – задуматься о том, что носишь. Мировые бренды одежды и обуви всё чаще заботятся о корпоративной социальной ответственности и стараются вносить вклад в экологию.
Так, Adidas сотрудничает с организацией Parley for the Oceans, которая спасает океан от загрязнения. В коллекциях бренда есть кроссовки из пластика, собранного на побережье. Сначала мусор перерабатывают в волокна, а потом из них плетут ткань, которая становится основой для верхней части обуви. По такому же принципу в Adidas делают экологичные купальники и спортивные футболки.
Кстати, некоторые марки идут в экоматериалах ещё дальше: Osklen делает обувь из остатков лососевой кожи, Matt&Nat использует старые велосипедные шины для подошв, а Bourgeois Boheme укрепляет каблуки перемолотым известняком.
3. Экокожа из растений
Ирландский дизайнер Кармен Хиеса запустила в Филиппинах производство экологичной кожи на основе ананасовых волокон. Материал Pinatex, похожий на войлок, разрабатывали пять лет, а теперь из него делают сумки, верхнюю одежду, обувь, пояса и ремешки для часов.
Среди активных закупщиков такой кожи – Puma и Hugo Boss. А филиппинцы получают дополнительный заработок, ведь теперь фермеры знают, что делать с ананасовыми листьями, которые раньше просто гнили.
В компании Green Banana Paper из Микронезии производят аксессуары из другого материала – бананового волокна. Дело в том, что после сбора урожая фермеры срезают часть дерева, чтобы стимулировать рост растения. Если раньше эти отходы просто разлагались на земле, то теперь из них делают водостойкий и прочный материал.
4. Вещи из бочек для виски
Обычно крепкий алкоголь выдерживают в ёмкостях из дерева. Чтобы потом бочки не валялись без дела, их придумали перерабатывать и делать массу полезных вещей. Например, Original Grain производит часы. А на часть средств, вырученных от продажи такого экологического аксессуара, компания сажает в Сенегале плодовые деревья.
5. Детская мебель из старых игрушек
Экотехнологии часто базируются на переработке пластика, но речь обычно идёт о бутылках и пищевых упаковках. Голландская компания EcoBirdy пошла дальше и решила собирать сломанные игрушки в детских садах. Так ей удалось переработать 25 тонн игрушек, из которых делают мебель для малышей: столы, стулья, шкафы и лампы в форме зверюшек.
6. Автоматы для кормления котов и собак
Аппараты по приёму пластиковой или стеклянной тары давно есть в разных странах. Но именно в Турции, где все обожают животных, компания Pugedon разработала устройства по сбору мусора, которые в обмен на бутылку высыпают в миску 20 граммов корма. Работают такие автоматы на солнечной энергии.
7. Душ, который экономит воду
Новые экологические технологии позволяют каждому поучаствовать в сбережении ресурсов. Так, стартап Nebia в США представил душевую систему, которая экономит до 70% воды в день. Разработкой занимались инженеры NASA и Tesla, а инвестировала в проект компания Apple.
Секрет в том, что вместо обычной водяной струи из душевой насадки распыляются капли. В результате за минуту вы тратите лишь 2–3 литра воды. Капельки быстрее покрывают кожу и смывают с неё грязь. Так вы не просто моетесь, а оказываетесь в облаке тёплого тумана.
8. Дома из конопли
Костробетон – строительный материал на основе стеблей сельскохозяйственной конопли. У него хорошая тепло- и звукоизоляция, высокая стойкость к гниению и защита от насекомых и крыс. Из конопли делают как целые коттеджи, так и небольшие хранилища для овощей и фруктов.
Несколько лет назад на рынке появился новый костробетон Hempcrete от команды Массачусетского института и дизайнера Чада Нутсена. Материал поглощает из атмосферы углекислый газ, из-за чего известь в составе конопляных блоков кальцинируется, а значит, дом со временем становится прочнее.
9. Газетная древесина
Дизайнер Мики Мейер из Нидерландов предложил с пользой применять непроданные тиражи газет, ради печати которых вырубают тонны лесов. Он придумал Newspaper Wood – спрессованный материал на основе бумаги и органического клея.
Из такой древесины выпиливают мебель и интерьерные украшения. Изделия можно спокойно сверлить, лакировать и шлифовать. Чтобы материал напоминал дерево с его оригинальным рисунком, газеты склеивают изгибами, помещая под пресс.
10. Капсула Мунди
Под таким загадочным названием скрывается не что иное, как экологичный гроб. Использование деревьев в ритуальных целях сокращает долю лесов на земле. Поэтому дизайнеры из Италии Анна Чителли и Рауль Бретцель предложили создавать для захоронения людей органические капсулы из древесной стружки.
Идея кокона в том, что необычный гроб вместе с телом покойного послужит питательной основой для дерева, которое можно высадить сверху.
Породу дерева человек сможет выбрать ещё при жизни, а в первое время за саженцем будут ухаживать близкие умершего. Если эта идея станет популярной, кладбище превратится в экологичную зелёную зону.
11. Многоразовая пищевая плёнка
Фермер из Вермонта Сара Кек, задумавшись об ущербе от пластика, разработала натуральный упаковочный материал. Bee’s Wrap – хлопчатобумажная плёнка с пчелиным воском, маслом жожоба и древесной смолой. Под тёплыми руками этот узорчатый материал становится пластичным и принимает форму любого продукта. Хранить в плёнке можно всё, кроме мяса.
Природные материалы в составе обладают антибактериальными свойствами, поэтому еда остаётся свежей. Упаковку надо чистить с мылом, и, если делать это регулярно, то Bee’s Wrap прослужит целый год. Плёнку выпускают в разных размерах, в том числе для арбузов, пирогов и хлеба.
12. Умный термостат
Термостат Nest – одно из самых популярных устройств в США и Канаде с 2011 года. С его помощью экономят тепло в доме. Для управления гаджетом достаточно скачать приложение на смартфон, а потом задать нужную температуру. Термостат запоминает ваши предпочтения в разное время года и суток, а ещё будет формировать отчёты о потреблении энергии.
Новые модели Nest составляют расписание температуры в доме, автоматически отключают после вашего ухода кондиционеры, вентиляторы, увлажнители и сообщают об ошибках в системе отопления.
13. Съедобная вода в пузырьках
Чтобы сократить производство пластиковой упаковки, лондонская компания Rocks Lab запустила проект Ooho!. Идея разработки – в безвкусной, но съедобной и экологичной упаковке для воды. Разлагается такой шарик, если его не съесть, за 4–6 недель.
При создании пузырьков используются бурые водоросли с добавлением хлорида кальция. Жидкость сначала замораживают, а потом наносят на ледяную поверхность упаковочную смесь. Даже когда вода разморозилась, она сохраняет заданную форму, поэтому её можно брать с собой. Объём таких шариков от 50 мл.
14. Пластиковые дороги
Голландская компания PlasticRoad делает модули из переработанного пластика и собирает из них дороги. Это проще и дешевле, чем из асфальта. Модули мало весят и легко крепятся друг к другу, а внутри таких дорог прокладывают все нужные коммуникации. Срок годности модулей – несколько десятков лет, а потом их можно разобрать и снова переработать.
15. Ловушка для пластика в океане и «Морское ведро»
Ещё одно изобретение от голландцев, которое помогает собирать мусор в океане. Это специальная ловушка U-образной формы с поплавками. Она захватывает мусор на поверхности воды, который потом грузят на корабль-мусоровоз и отправляют на переработку. Планируется, что для сбора всего океанского пластика нужно около 60 таких ловушек и 20 лет.
А это «морское ведро» придумали два серфера, которых очень волнует вопрос экологии. За один раз оно собирает около 20 кг мусора, а ещё фильтрует воду от масла или нефти. Серферы тестировали разработку около 4 лет и говорят, что в него ни разу не попало ни одно живое существо.
Принципы экологических технологий и их виды
Тема сохранения природы сегодня является первостепенной для человечества. Внедряя новые экологические технологии, люди заботятся о сохранении ресурсов планеты и стараются уменьшить вред от своей деятельности. Применение IT-решений в производстве помогает снизить негативную нагрузку на окружающую среду.
Принципы экологических технологий
Научно-техническая революция сделала жизнь современного человека несравненно легче, чем 100-200 лет назад. Но прогресс имеет свою обратную сторону — деятельность человека привела к значительному ухудшению экологической ситуации.
Долгое время казалось, что природные ресурсы неисчерпаемы, а возможность самоочищения атмосферы безгранична, но человечество жестоко заблуждалось. Экологи всего мира бьют тревогу, сигнализируя о необратимых изменениях окружающей среды и о грозящем энергетическом дефиците.
Целые государства задумались об ответственности перед грядущими поколениями и обратили взгляды в сторону экологичных технологий, базирующихся на следующих принципах:
Современные технологии в экологии направлены на минимизацию антропогенного воздействия на окружающую среду, а также продвижение инициатив в области природоохраны.
Многие крупные предприниматели озабочены вопросом сохранения окружающей среды. Так, американский миллиардер Илон Маск учредил конкурс на лучший технологический проект по снижению выбросов в атмосферу углекислого газа. Призовой фонд составляет 120 млн долларов, победитель получит 50 млн.
Виды экологических технологий
Согласно классификации ОЭСР (Организации экономического сотрудничества и развития), экотехнологии можно разделить на 2 основные группы:
Также новые технологии в экологии можно разделить на активные и профилактические. Первые направлены на устранение имеющихся проблем с выбросами в атмосферу или загрязнением почвы, неправильной утилизацией отходов. Вторые преследует целью недопущение ухудшения экологической ситуации и включают в себя разработку природоохранных законов, санитарных норм и контроль их соблюдения.
Экологический менеджмент
Прежде всего, этот раздел включает в себя технологии по переработке токсичных отходов и вторичного использования отработанного сырья, направленные на создание эффективных способов очистки природных ресурсов, пострадавших от деятельности человека.
К этой же категории относят развитие инновационных технологий в сельском хозяйстве, внедрение новых подходов к еде, например, производство растительного мяса. Сюда же можно отнести и систему охраны труда и заботу о здоровье человека.
Использование альтернативной энергии
В последние годы ведутся активные разработки по внедрению новых видов топлива и поисков новых возобновляемых источников энергии. Также к данной категории относят технологические проекты, позволяющие повысить энергоэффективность техники и производственных процессов.
Современные автомобили расходуют на 15-20% меньше топлива на 100 км пробега, чем в 70-х гг. XX в., а бытовая техника, выпускаемая в новом тысячелетии, потребляет на 70% меньше электроэнергии, чем 50 лет назад.
Современные экологические технологии
В решении проблем сохранения окружающей среды, человечество возлагает большие надежды на внедрение инновационных методов производства, позволяющих минимизировать антропогенное воздействие на природу. Несмотря на то, что сегодня «зеленые» технологии пока менее рентабельны, чем традиционные методы производства, они постоянно развиваются, а сфера их применения становится все шире.
Производство биотоплива
Загрязнение воды и почв нефтепродуктами и отходами их переработки — одна из самых больных проблем современности. Спасением может стать использование в качестве альтернативы топлива, произведенного из морских водорослей. В 2009 году появился первый автомобиль, в баки которого можно было заливать не привычные бензин или солярку, а биологическое горючее.
Планируется, что внедрение этой технологии позволит уже через 10 лет производить 12% всего авиационного топлива из водорослей. Преимущество перевода двигателей на этот вид питания состоит также в том, что во время сгорания биогорючее выделяет в атмосферу CO2 в 5 раз меньше, чем при использовании бензина или дизтоплива.
В данный момент ведутся работы над удешевлением производства. Массовое использование требует снизить себестоимость продукта на 80-90%.
Умные дома
Одной из проблем современных жилых комплексов — нерациональный расход энергии, затрачиваемой на освещение и отопление. Особенно это касается домов, в которых используется центральное отопление. Внедрение интеллектуальных технологий позволяет установить в зданиях системы, реагирующих на перепады температуры. Посылаемые на пульт управления сигналы позволят регулировать подачу тепла. Такие же системы регулируют уровень освещенности помещений.
Опреснение морской воды
Эти технологии уже применяются в США и Арабских Эмиратах. Интенсивные разработки ведутся в Китае — страна испытывает значительный дефицит пресной воды. Пока производство остается достаточно дорогостоящим, но усовершенствование систем фильтрации и процессов обратного осмоса позволяет надеяться, что в скором времени удастся добиться удешевления технологий.
Альтернативные электростанции
Компании разных стран ведут разработки по использованию в качестве источников для получения электричества энергии, вырабатываемой морскими приливами, ветром и солнцем. Несмотря на то, что пока КПД таких установок достаточно невысок, отрасль считается перспективной.
Пластиковое дорожное покрытие
Пример успешного повторного использования сырья показала компания PlasticRoad из Нидерландов. Вместо асфальта они используют панели из переработанного пластика. Легкие, но прочные модули скрепляются между собой, а внутри них размещаются необходимые коммуникации. Срок службы таких дорог — несколько десятков лет. При этом после завершения использования материал вновь отправляется на повторную переработку.
Инновационные материалы
Недавно на рынке была представлена новинка в области стройматериалов. Костробетон производится из конопли, при этом отличается высокой термо- и звукоизоляцией, имеет защиту от гниения. Он обладает еще одним преимуществом — стены из костробетона поглощают углекислый газ из атмосферы. При этом известь, входящая в состав материала, кальцинируется, так что в процессе эксплуатации здание становится только прочнее.
Еще один пример применения экотехнологий — изобретение нового прессованного материала, изготовленного из бумаги. Изобретатель М. Мейер из Голландии решил таким образом использовать нереализованные тиражи периодических изданий, создав с помощью газетных листов и органического клея материал, напоминающий по прочности и виду древесину. Ньюс-пэйпер вуд — такое название получила новинка — используют для изготовления мебели.
Сегодня человечество всерьез озабочено состоянием планеты — если современные тенденции не изменятся, то будущее поколение столкнется с серьезным дефицитом источников энергии и загрязненностью окружающей среды. Поэтому экологические технологии все более широко входят в нашу жизнь, а сфера их применения ежегодно расширяется.
Экотехнологии, которые могут сделать мир чище. 9 современных направлений
Думая о технологиях будущего, с одной стороны, есть утопическая надежда, что они, подобно волшебной палочке, позволят решить все текущие проблемы, с другой стороны, существуют опасения, что человечество превратится лишь в дополнение к всевозможным гаджетам и робототехническим системам, если вообще останется.
Независимо от того, каким действительно окажется наше будущее, невозможно отрицать тот факт, что технологии уже улучшили жизнь миллиардам людей, и при этом развитие технологий привело к ряду негативных побочных эффектов, тяжело отразившихся на состоянии окружающей среды.
Решая одни проблемы, мы сталкиваемся с появлением нескольких новых. На данный момент существует бесчисленное множество экологических проблем, которые являются следствием каких-либо наших действий. И создается впечатление, что каждый раз нам просто необходимо искать новые экотехнологии для преодоления очередной проблемы. Мы любим новые технологии, но что если нам сделать перерыв в их поиске и сосредоточиться на улучшении того, что у нас уже есть? Может быть, это окажется более полезным для окружающей среды шагом?
Вот несколько примеров существующих экотехнологий, которые, в случае их развития, могли бы действительно решить некоторые из наиболее актуальных глобальных проблем.
1. Экотехнологии многоразовой бумаги
За последние 40 лет мировое потребление бумаги выросло в 4 раза. В год мы потребляем около 300 млн. тонн бумаги и для этого вырубается порядка 4 миллиардов деревьев. Переработка бумаги отчасти позволяет снизить энергопотребление и количество вредных выбросов в окружающую среду. Однако, новая технология многоразовой бумаги может оказаться еще лучшим решением. Многоразовая бумага состоит из нескольких специальных слоев, которые и делают ее многоразовой. Такая бумага может использоваться десятки раз и ее стоимость не намного больше обычной бумаги.
2. Экотехнологии органических аккумуляторных батарей
Аккумуляторные батареи – эта одна из тех преград, которые отчасти сдерживают развитие альтернативной энергетики. Обычные технологии аккумуляторных батарей отчасти могут удовлетворить требования, предъявляемые к ним системами электропитания на основе возобновляемых источников, однако их стоимость зачастую является слишком высокой. Ученые из Гарвардского университета создали прототип аккумуляторной батареи проточного типа, в которой вместо дорогостоящего металла, такого как ванадий, используется раствор, содержащий органические соединения хиноны, которые можно производить из растений или синтезировать из нефти-сырца. Проточные батареи могут хранить большое количество электроэнергии, но стоимость их довольно велика, по оценкам разработчиков она составляет около 700$ за КВт*час, стоимость же органических проточных батарей должна оказаться более низкой, порядка 27$ за КВт*час.
3. Экотехнологии в транспорте — электромобили
Во время работы двигатели внутреннего сгорания выделяют выхлопные газы, представляющие собой продукты полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей. В выхлопных газах содержится около 300 веществ, большинство из которых токсичны. Электромобили являются экологичной альтернативой автомобилям с двигателями внутреннего сгорания, они создают меньше загрязнения. На мировом рынке наметилась тенденция значительного увеличения продаж, по прогнозам 2018 году они могут достичь 2,7 млн. электромобилей. Кроме того, электромобиль можно не только приобрести, но и изготовить самостоятельно, например, с использованием документации на автомобильную платформу open source OSVehicle.
4. Экотехнологии в атомной энергетике
Традиционная атомная энергетика далека от принципов экологичности. Однако в настоящее время общая чистая электрическая мощность работающих в мире АЭС составляет 372 022 МВт и реакторы просто нельзя взять и выключить. Существуют проблема утилизации ядерных отходов. Поэтому вместо того, чтобы наращивать традиционные технологии, почему бы не мобилизовать технологии, ориентированные на решение текущих проблем?
Компания Transatomic Power занимается созданием ядерного реактора Waste-Annihilating Molten Salt Reactor или WAMSR, что можно перевести как отходоперерабатывающий жидкосолевой реактор. Данный реактор может использовать радиоактивные отходы в качестве топлива. Этот реактор более безопасен, чем обычные реакторы, поскольку является полностью автоматическим и не зависит от человеческого фактора. Он имеет мобильную модульную конструкцию, и модули можно будет транспортировать по железной дороге к месту установки. Если данная технология сможет развиться, то появится возможность использовать радиоактивные отходы, преобразуя их в чистую энергию.
В России на август запланирован энергетический пуск ректора на быстрый нейтронах БН-800, на конец 2014 года намечен вывод его на полную мощность. Преимущество этого реактора состоит в возможности работы в замкнутом цикле. Также в энергоблоке будет возможна утилизация отработанного ядерного топлива с АЭС и радиоактивных отходов.
5. Экотехнологии мониторинга окружающей среды при помощи карт
Система мониторинга окружающей среды Google Earth Engine стала очень полезным инструментом для людей, занимающихся проблемами экологии. Например, исследователи из Университета штата Мэрилэнд совместно с Google запустили глобальную карту обезлесения высокого разрешения с использованием платформы Google Earth Engine. Для создания карты использовались изображения со спутника, полученные с 2000 по 2012 года в рамках миссии Landsat. Теперь любой человек может воспользоваться этим сервисом и посмотреть реальное состояние лесного хозяйства в мире.
6. Экотехнологии отслеживания миграции животных при помощи GPS
Системы слежения за животными стали гораздо более совершенными и позволяют в настоящее время выйти за рамки простого сбора данных для проведения исследований. Организация Save the Elephants использует собственное программное обеспечение и, опять же, платформу Google Earth, для отслеживания слонов в реальном времени.
Данные о местонахождении животных используются для создания миграционных коридоров и установки «виртуального забора», как называет его Джонатан Хоекстра (Jonathan Hoekstra), руководитель исследовательских работ во Всемирном фонде дикой природы WWF. Если слоны слишком близко подходят к определенным районам, таким как сельхозугодия, то оповещенные системой слежения лесники создают «виртуальный забор», отпугивая животных от этих мест. Эта технология позволяет минимизировать контакт слонов с местным населением и, следовательно, уменьшает возникающие между слонами и людьми конфликты.
В то же время исследователи из Дрексельского университета США используют GPS для отслеживания кожистых черепах в Тихом океане. Этот вид черепах находятся на грани исчезновения и ученые надеются, что использование системы слежения позволит снизить риск непреднамеренного убийства животных рыболовными судами. Если суда будут учитывать их местоположение, то они будут в состоянии избежать столкновения с ними.
7. Экотехнологии с использованием дронов
Дроны способны выполнять работу, которая обычно отнимает много времени и сил у человека. Дронам можно найти множество применений в области экологии. Быстро пролетая над заповедником, беспилотник позволяет подсчитать количество животных. По всему миру дроны помогают экологам отслеживать браконьеров и защищать исчезающие виды. Также мониторинг сельскохозяйственных культур может привести к существенной экономии используемых ресурсов, таких как вода и удобрения.
8. Экотехнологии использования углерода, находящегося в атмосфере
Конечно, мы можем улавливать углерод и закапывать его под землю, но почему бы не сделать из него нечто полезное и не продать это? Сейчас в мире работает ряд предприятий, например, Carbon Engineering и Global Thermostat, которые занимаются улавливанием углерода, находящегося в атмосфере. И этот углерод можно использовать для производства промышленной или коммерческой продукции, для производства низкоуглеродистой топлива или для производства пищевой соды и материала, называемого AirCarbon, который можно использовать для производства панелей телефонов и стульев.
9. Экотехнологии и краудсорсинговые проекты
Информационные технологии позволяют людям объединяться и использовать свои знания и силы для решения общественно значимых задач, это называется краудсорсингом. В России проекты на основе таких технологий постепенно становятся все более популярны. В этой статье дается обзор краудсорсинговых проектов в сфере защиты и охраны природы и решения экологических проблем. Например, проект «Виртуальная рында» осуществляет мониторинг опасных экологических ситуаций и помощь при пожаре. Проект «Вторая жизнь вещей», созданный Гринпис Россия, Мусора.Больше.Нет и коалицией ProОтходы, позволяет найти пункты приема вторсырья. Проект «ЭкоКарта России» осуществляет мониторинг и картирование экологических нарушений.
В настоящее время экотехнологий существует бесчисленное множество, однако надо суметь ими воспользоваться таким образом, чтобы их применение не привело к новым негативным последствиям и на самом деле помогло создать более устойчивую систему взаимодействия человека с окружающей средой.