«Зеленые» патенты в России: четыре главных тенденции развития
Система патентов позволяет проследить главные тенденции развития инноваций в сфере экологии и устойчивого развития. Информация об инновациях находится в общем доступе и включает детальное описание продуктов и технологий.
Это связано с тем, что патент наделяет своего владельца правом решать, каким образом изобретение может — и может ли — использоваться другими людьми. В обмен на это право патентообладатель раскрывает техническую информацию об изобретении в публикуемом патентном документе.
«В 2020 году значительное внимание изобретателями было уделено в том числе нескольким направлениям: переработка вторсырья в материал, который можно повторно использовать, создание экологически безопасного материала, получение топлива из вторсырья и экологического сырья, получение энергии с использованием альтернативных источников и технологии очищения загрязненных водных поверхностей», — отмечает Татьяна Эриванцева, замдиректора Федерального института промышленной собственности (ФИПС), отвечающего за охрану и использование интеллектуальной собственности в России.
1. Перспективы возобновляемой энергии
По прогнозам бывшего министра энергетики Александра Новака, к 2035 году в России доля источников возобновляемой энергии на рынке энергопотребления возрастает лишь до 4%. Тем не менее, разработки в этом направлении постоянно ведутся российскими учеными.
Пример: способ выработки механической (электрической) энергии при помощи двигателя Стирлинга
Для выработки электрической энергии на ТЭС, котельных, в транспорте используется специальный двигатель Стирлинга. Он, в свою очередь, использует тепловые вторичные энергетические ресурсы, геотермальные источники, солнечную энергию — возобновляемые ресурсы, на которые сейчас переходят все развитые страны.
Не стоит забывать и о существующих в России энергетических ветровых зонах. Они расположены на побережье Северного Ледовитого океана: от Кольского полуострова до Камчатки, а также в районах Нижней и Средней Волги и Дона; побережья Азовского, Баренцева, Балтийского, Каспийского, Черного и Охотского морей.
Учитывая такую широкую протяженность ветровых зон на территории России, отечественные ученые создают установки, использующие энергию ветра для экологически безопасного получения энергии, что позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу.
Пример: ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами
Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» повысили эффективность работы ветроэнергетической установки при переменной ветровой нагрузке с помощью автоматического управляемого углового смещения ветроколес относительно друг друга.
При снижении скорости воздушного потока ниже номинального значения, датчик передает информацию в блок управления, который направляет сигнал на изменение угла между ветроколесами.
2. Переработка вторсырья
Переработка вторсырья является одной из актуальных проблем в области экологии. По данным Минприроды и «Гринписа», в России перерабатывается менее 5% мусора — все остальное сжигается и остается на полигонах.
Одним из таких примеров является разработанный «СИБУР Холдингом» уникальный состав концентрата, позволяющий после переработки вторсырья (например, пластиковых бутылок) получить новый полимер, обладающий качественными свойствами первичного. Такой эффект достигается благодаря тому, что концентрат повышает вязкость получаемого материала.
Еще одной подобной разработкой является технология, основанная на переработке дробины (отходов из остатков оболочки зерна в виде гущи) на пивоваренных заводах. Сама остаточная гуща содержит множество ценных пищевых компонентов. Было бы нерационально просто утилизировать ее или сжигать.
Именно поэтому отечественная компания, специализирующаяся на вторичной переработке этого вида отходов, ООО «БиоВи» разработала оригинальную технологию с получением продукта с высоким содержанием белка, который можно использовать в спортивном и диетическом питании.
3. Получение топлива из вторичного и экологического сырья
Экологически чистое топливо — одно из приоритетных направлений развития в странах с экономикой устойчивого развития. Снижение выбросов CO2 в атмосферу до нуля — главная цель Евросоюза на ближайшие десятилетия.
В России также ведутся разработки в области создания «зеленого» топлива. Примером служат инновации в производстве биотоплива — переработанного растительного и животного сырья, продуктов жизнедеятельности организмов, а также некоторых промышленных органических отходов (дров, щепы и нефтяных остатков).
Россия входит в тройку стран-экспортеров твердого биотоплива (после Канады и США) на европейском рынке. Иные виды биотоплива и их технологических компонентов также успешно разрабатывают в России.
Пример 1: способ окислительной торрефикации биоотходов в кипящем слое
Сотрудники Тамбовского государственного технического университета и Акционерного общества «Продмаш» создали технологию производства биотоплива из биоотходов.
Из отходов, переработанных путем термического разложения биомассы на специально созданной установке, получается топливо высокого качества. Причем в качестве биоотходов можно использовать:
- отходы растениеводства (солома);
- отходы перерабатывающей промышленности (лузга подсолнечника, проса, гречихи, риса и других культур);
- отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности;
- некоторые виды коммунальных и бытовых отходов.
За счет особых условий обработки биомассы удается повысить энергоэффективность и надежность процесса переработки.
Пример 2: способ переработки нефтяных остатков
Учеными Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти разработана технология переработки до 95% массы мазута в судовое топливо, которое будет соответствовать требованиям ГОСТа.
Разработчики фактически научились получать топливо из отходов нефтяного производства с помощью нескольких стадий гидрооблагораживания с применением различных катализаторов. Помимо переработки нефтяных отходов, данная технология позволяет заправлять суда без лишней траты ресурсов.
Эта технология позволяет получать экологически чистые компоненты моторных топлив со значительной экономией ресурсов из возобновляемого растительного сырья. Такой эффект достигается благодаря процессу выработки в одну стадию, что сокращает не только расходы на производство, но и объемы отходов.
Само топливо производится из животных жиров и растительных масел (рапсового, соевого, пальмового, кукурузного, рицинового, конопляного, подсолнечного, хлопкового) с помощью технологии гидропереработки в присутствии разработанного катализатора.
4. Развитие экомониторинга
Также крайне важно оценивать уровень загрязнения окружающей среды с использованием различных маркеров (экомониторинг). Разработки в этой области являются устойчивым трендом в работах отечественных изобретателей.
Пример 1: устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха
Устройство относится к экологическим системам сбора и отображения информации о состоянии атмосферного воздуха промышленного региона и предназначено для использования в системе охраны атмосферы для оперативного выявления источников загрязнения.
Пример 2: расчет углеродного следа, обусловленного использованием автомобильного транспорта
Программа обеспечивает выполнение следующих функций:
- расчет углеродного следа при использовании автотранспортных средств на предприятиях, в организациях и в личных целях;
- анализ полученных данных;
- оценка углеродного следа предприятия с целью уменьшения выбросов.
Подпишитесь на наш «Зеленый» канал в Telegram. Публикуем свежие исследования, эко-новости и советы, которые помогут жить, не вредя природе.