Есть и ещё один, крайне важный момент. Очень во многих технологических процессах требуется именно нагрев.
Например, производство глиняного кирпича.
После формовки кирпич необходимо просушить. Если влажную глину резко нагреть, то кирпич под действием образующегося пара потрескается. Поэтому нагревать нужно долго, постепенно повышая температуру. После относительно долгой просушки следует стадия обжига. Как нетрудно заметить, на всех стадиях требуется именно тепловая энергия. Причём весьма значительное количество. Сейчас для нагрева либо сжигают топливо, либо используют электроэнергию. В результате кирпич получается дорогим, хотя исходного сырья, глины, везде навалом, и она бесплатная.
Если сушильные и обжиговые печи напрямую нагревать теплоносителем, проходящем через ПЦК, то эффективность использования собранной энергии будет намного выше, чем в случае первоначальной генерации электричества (с КПД 40%), и уже после, его дальнейшего потребления.
Минус данной схемы, заключающийся в необходимости размещения ПЦК в непосредственной близости от кирпичного производства, многократно компенсируется плюсом отсутствия необходимости покупать энергию или энергоносители у сторонних поставщиков.
Точно так же дела обстоят и с иными производствами.
Для создания силикатных кирпича, цемента, или бетона смесь песка, извести и воды необходимо "варить" в автоклаве. Известь получают из известняка. Для получения из него извести его необходимо прокаливать при температуре порядка 900-1000°C. В итоге получается точно такая же ситуация, как и с глиняным кирпичом.
И самое главное, при таком подходе, данное производство становится по-настоящему общедоступным, и выгодным даже при малых масштабах, буквально "для себя". А значит, появляется великолепная возможность решения крайне актуальной для России жилищной проблемы в малообеспеченных, дотационных регионах и поселениях. Рабочие руки-то есть, да и желающих построить себе жильё своими собственными руками вполне хватает, но стройматериалы слишком уж дорого обходятся, и мало кому по карману, поскольку их производство весьма энергоёмкое, и за это сейчас приходится платить большие деньги.
Солнечная энергетика эту проблему решит радикально.
Вопрос отопления и горячего водоснабжения.
Если посмотреть на квитанции квартплаты, нетрудно заметить, что львиная доля суммы приходится на отопление и горячую воду. Вполне понятно, почему. Отопление же просторного частного дома вообще влетает в копеечку. Солнечная энергетика позволяет и эту проблему решить весьма эффективно.
Тепличное хозяйство.
Тепличная отрасль напрямую зависит от энергетики. Это очевидно.
В данный момент для обогрева теплиц приходится либо использовать электроэнергию, отпускаемую по внушительным тарифам, либо сжигать топливо, а оно тоже не дешёвое. В результате, выращиваемые в них продукты получаются крайне дорогими, и конкурировать по цене с иностранными никоим образом не могут. Солнечная энергетика даст очень дешёвую тепловую энергию для обогрева теплиц. Это позволяет сделать тепличное хозяйствование по-настоящему выгодным, коммерчески привлекательным.
Но! Тут важно понимать, что успешная реализация этой идеи в масштабах страны возможна только при прямом участии государства.
Теплица – непростое инженерно-техническое сооружение. Разумеется, если речь идёт не о дачном варианте площадью несколько квадратных метров, а о хозяйстве значительного размера, общей площадью в несколько соток, или даже гектаров.
Во-первых, её требуется спроектировать, произвести все необходимые расчёты.
Во-вторых, все необходимые материалы и детали надо где-то заказать и изготовить.
В-третьих, это всё необходимо смонтировать, поставить на нужном месте, и запустить в работу.
Если каждому желающему придётся это всё делать и оплачивать самостоятельно, по полной программе, то стоимость каждой теплицы будет получаться очень высокой. А значит и стоимость продуктов, в ней выращенных, тоже будет высоченной, даже если для отопления будет использоваться копеечная солнечная энергия. То есть, окупить вложенные деньги будет вообще невозможно, или крайне проблематично, и количество желающих рискнуть будет очень малым.
Необходимо именно на государственном уровне разработать определённые "тепличные стандарты", и наладить серийное производство всех необходимых типовых деталей и комплектующих для теплиц. Они должны быть такими, чтобы из них было возможно собрать, по желанию, теплицы разных размеров и форм, по принципу конструктора Лего. Соответственно, должны быть чёткие правила и инструкции о том, как должны осуществляться сборка и монтаж.
Только в таком случае теплицы будут доступны по цене для большинства желающих. И, как следствие, тепличное хозяйствование, как малое, так и крупное, станет интенсивно развиваться. Что, в свою очередь, приведёт к значительному росту производства продовольствия в нашей стране.
Переработка мусора.
Мусор – колоссальнейшая проблема человечества!
На каждого человека в среднем приходится примерно 0,5кг ТБО в день. То есть, к примеру, Москва за день образует более 6000 тонн мусора (хотя, по некоторым данным, значительно больше). Это сто с лишним железнодорожных вагонов каждый день. Что с ним делать, или куда девать – совершенно непонятно. Уже сейчас, судя по информации из интернета, две трети бесхозных площадей в Московской области занято под мусорные полигоны, свалки. В других крупных городах дела обстоят не намного лучше. И даже в малых поселениях проблема мусора в последние годы встала острейшим образом.
Если металлические отходы, особенно цветных металлов, худо-бедно перерабатываются, то самый экологически грязный мусор – полимерный, вообще никому не нужен.
Во-первых, пластиковые отходы надо отсортировать. Применяемая обычно ручная сортировка обходится весьма дорого.
Во-вторых, при обычном сжигании образуется очень много крайне токсичных продуктов (диоксины, и тому подобное). То есть, требуется высокотемпературная обработка, при которой ядовитые вещества распадаются. Но это означает существенные энергозатраты, то есть, опять-таки, высокую стоимость. Вот и везут мусор на свалки.
Как же, всё-таки, решить эту проблему?
Как ни странно, первичную сортировку отходов чисто техническим, механическим путём осуществлять весьма несложно. Практически все полимеры имеют невысокую плотность. Значительная часть легче даже пресной воды. Остальные хоть и тяжелее, но ненамного. Почти у всех плотность не превышает 1,5 г/см3 (у воды 1 г/см3). Плотность целлюлозных материалов (древесины, бумаги, картона) тоже не выше 1,5 г/см3.
Отсюда становятся видны несколько потенциальных механических способов сортировки.
Первый способ – разделение в бассейне с водой. Мусор вываливается в большой резервуар с водой, где постоянно перемешивается. Лёгкий пластик будет всплывать на поверхность воды, а тяжёлый мусор осядет на дно. Плюс этого способа в лёгкости его реализации и в возможности быстро и дёшево сортировать огромные количества мусора. Минус в том, что так отсортировывается только самый лёгкий мусор. А всё, что плотнее воды, в том числе и тяжёлые пластмассы, резина, древесина, бумага, оседает на дне, остаётся не отсортированным.
Второй способ, по сути, точно такой же – разделение в бассейне с рассолом. Всё точно так же, как и в первом варианте, только вместо воды используется рассол (раствор какой-либо соли) высокой плотности. Плюсом является то, что при использовании рассола с плотностью выше 1,5 г/см3 практически весь пластик, резина, бумага будут всплывать. Оседать на дно будут только силикатные материалы (стекло, керамика и т.п.), и металлы. Несжигаемый, безуглеродный мусор. Минус в том, что подходящие соли либо дорогие, либо ядовитые, либо химически активные. А значит, понадобится дополнительная возня, связанная с рециклингом используемой соли.
Третий способ. Мусор сначала измельчается и высушивается. Высушенный мусор с высоты падает вниз (например, с конвейера). Сбоку на него дует поток воздуха. Лёгкий мусор этим потоком будет сносить далеко в сторону (как листья на ветру), а тяжёлый (металлический, керамический) будет падать, лишь слегка отклоняясь. Плюсы этого способа очевидны. Минус заключается разве что в необходимости предварительно высушивать весь сортируемый мусор. Но и этот минус исчезает, если есть дешёвое солнечное тепло.
Самым эффективным будет комбинированный способ. Разделение, как в третьем варианте, боковым потоком, только не воздуха, а воды. Разница относительных плотностей материалов в воде намного больше чем на воздухе. А значит и разделять мусор потоком воды можно намного эффективней, чем потоком воздуха. Да и предварительная сушка уже не потребуется.
Дальнейшая переработка полимерно-целлюлозного мусора – либо банально сжечь, либо получить что-нибудь полезное.
Первый вариант – высокотемпературное (с солнечным нагревом) сжигание с воздушным дутьём, при котором не образуется токсичных продуктов, как при обычном сжигании на открытом воздухе. Весьма хорош для небольших поселений с малым количеством мусора. При этом нет необходимости даже в предварительной сортировке. Минус в том, что такая переработка - в чистом виде затратное мероприятие, в принципе не приносящее никакого дохода.
Второй вариант подходит для крупных городов, с большими объёмами отходов. Выглядит он так. Предварительно высушенный мусор подвергается высокотемпературному нагреву без доступа воздуха. В результате происходит его осмоление (обугливание), с выделением летучих: водяного пара и оксидов углерода, а также хлороводорода, и оксидов серы, азота. При пропускании над известняком выделяющихся газов, летучие оксиды (не углерода) и хлороводород образуют соответствующие нелетучие соли кальция, и выделяется углекислый газ.
Из оксидов углерода и угля, получаемых из мусора, можно прямо на месте синтезировать всевозможную углеродсодержащую продукцию. Например, используя водород, получаемый электролизом из воды, по реакции Фишера-Тропша можно синтезировать углеводородное топливо (бензин, дизтопливо, пропан-бутан). Также можно синтезировать и различные полимерные материалы.
То есть, переработка мусора, при таком подходе, будет ещё и вполне прибыльным мероприятием.
И тут опять важно подчеркнуть самое главное. Всё сказанное возможно реализовать только с помощью солнечной энергетики. Без достаточного количества по-настоящему доступной и дешёвой энергии масштабная переработка мусора так и останется непомерно дорогим удовольствием.
В дополнение стоит сказать, что, помимо переработки бытового мусора, при наличии солнечной энергии, можно эффективно перерабатывать и промышленные отходы, и канализационные стоки.
И прочее.
При наличии дешёвой энергии очень многие нынешние технологии будет выгодно заменить иными.
Например, в металлургии. Сейчас для получения чугуна железную руду обжигают с углём, чтобы восстановить оксид до металла. При этом расходуется большое количество угля, и кроме того, образуется очень много углекислого газа и прочих продуктов сгорания, в том числе и экологически грязных. Тщательная их очистка – весьма затратное дело, и нередко ей пренебрегают. То есть, всё дерьмо летит в атмосферу.
А ведь железо, и многие другие металлы можно получать так называемым мокрым способом. Если металлическую руду растворять в сильной кислоте, например серной, и раствор образующейся соли подвергать электролизу, будет получаться очень чистый металл. При этом ещё будет выделяться кислород, а кислота будет крутиться по замкнутому циклу. Получается низкотемпературный процесс, который возможно осуществлять на самом простом оборудовании. То есть, доступный буквально всем желающим. Ядовитый выхлоп при этом будет равен нулю.