Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБОГРЕВА ЖИЛИЩА ЧЕЛОВЕКА

Шишелова Т.И. Кремлёв С.С.
В последнее время изобретают всё новые методы обогрева жилищ. Никому не хочется мёрзнуть дома, где по определению должно быть тепло и уютно. А энергетические ресурсы стремительно заканчиваются. Известно, однако, что атомной энергии хватит на десятки тысяч лет. Заострим на этом наше внимание.

На данный момент уже существуют компактные атомные станции «на дому», и, по утверждению разработчиков из лаборатории в Лос-Аламосе (США), они абсолютно безопасны. Авторы технологии уверяют, что эти реакторы никогда не выйдут на сверхкритический режим, а если кто-то преднамеренно повредит оболочку (которую вообще-то предполагается закапывать в землю и охранять), крошечное количество активного материала быстро остынет. При этом из имеющегося в устройстве ядерного топлива невозможно получить уран, пригодный для изготовления оружия массового поражения, подчёркивает компания-производитель. Такие АЭС (получившие название Hyperion) не нуждаются в постоянном обслуживании. Они автоматически настраивают генерируемую мощность в зависимости от текущей нагрузки в сети. А срок работы на одной заправке составляет от 5 до 10 лет. Разумеется, покупать столь дорогую игрушку (стоимость такого реактора порядка 25 миллионов долларов) для обслуживания одного-единственного коттеджа невыгодно, да и не рентабельно - один-единственный Hyperion может обеспечивать энергией порядка 20 тысяч частных домов или небольшое предприятие. При этом цена ядерного электричества от этого устройства составит всего 10 центов за киловатт-час. А что касается хранения ядерных отходов, то разработчики обещают со всей аккуратностью вывозить их своими силами. Тем более что «грязи» за весь рабочий цикл (5-10 лет) накапливается где-то с трёхлитровую банку.

Разумеется, многие отнесутся к такому источнику энергии по меньшей мере подозрительно (все мы отлично помним Чернобыль и не вполне уверены, что больше эта история не повторится). Поэтому поиск средств для обогрева и энергообеспечения жилищ ведётся и в других направлениях, не смежных с атомной энергией.

Популярна, например, идея использования биогаза. Получение биогаза из органических отходов основано на свойстве последних выделять горючий газ в результате так называемого «метанового сбраживания» в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состоящую из 50-80% метана, 20-50% углекислого газа, примерно 1 % сероводорода, а также включающую в себя незначительное количество некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.). Напомним, что 1 м3 метана при сгорании выделяет энергию, равную примерно 20...25 МДж. В свою очередь, «метановое сбраживание» происходит при разложении органических веществ в результате жизнедеятельности двух основных групп микроорганизмов. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения - летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти менее сложные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий - метанообразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а также углекислый газ и др. В этом сложном комплексе превращений участвует великое множество микроорганизмов, по некоторым данным - до тысячи видов, но главное из них все-таки метанообразующие бактерии. Отметим, что метанообразующие бактерии значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапливаются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Потом скорости образования и переработки кислот выравниваются, так что в дальнейшем разложение субстрата и образование газа идут одновременно. И естественно, от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанообразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения. Как кислотообразующие, так и метанообразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. Считается, что в навозе крупного рогатого скота имеется полный набор микроорганизмов, необходимых для его сбраживания. И подтверждением этому является то, что в рубце и кишечнике жвачных животных постоянно идет процесс метанообразования. Следовательно, нет необходимости применять для получения биогаза чистые культуры метанообразующих бактерий для того, чтобы вызвать процесс брожения. Достаточно лишь обеспечить для уже имеющихся в субстрате бактерий подходящие условия для их жизнедеятельности. Для создания таких условий органические отходы сбраживают в специальных бродильных камерах (биореакторах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (рН) режимы, давление и другие необходимые условия.

Конечно, пока что эти способы не получили широкого распространения, но уже в недалёком будущем нам они станут нам привычны. Главное - не бояться новизны.


Библиографическая ссылка

Шишелова Т.И., Кремлёв С.С. НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБОГРЕВА ЖИЛИЩА ЧЕЛОВЕКА // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 8. – С. 11-12;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14045 (дата обращения: 16.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252