Проблема переработки и утилизации бытовых отходов в России становятся все более злободневной. По данным Росприроднадзора, объем бытового мусора в стране составляет 70 миллионов тонн, при этом перерабатывается лишь 5–7%, остальное либо сжигается, либо захоранивается на мусорных полигонах. Сжигание отходов хотят признать переработкой мусора - соответствующие поправки к действующему законодательству готовятся к внесению в Госдуму. При этом экологическая сторона подобных мер опасна: традиционное захоронение приводит к непригодности земельных площадей и заражению грунтовых вод, а результатом сжигания ТБО становится загрязнение атмосферы ядовитыми компонентами, что несет прямую угрозу окружающей среде и здоровью человека. Филипп Рутберг, академик РАН, лауреат премии «Глобальная энергия» 2011 года, разработал технологии утилизации и использования отходов без вредных выбросов в атмосферу.
Бороться с мусорной проблемой Филипп Рутберг предложил при помощи низкотемпературного плазмотрона. Обычное сжигание мусора в печах при температурах 800-1000 градусов приводит к выбросам фуранов, цианидов и диоксинов. Мусорные станции, работающие на плазменных технологиях, могут производить синтез-газ с максимальным выходом и без вредных примесей благодаря высоким температурам. В основу технологии положен процесс необратимого химического изменения отходов под воздействием высоких температур без доступа кислорода. В плазматроне она достигает полутора тысяч градусов по Цельсию. На выходе получается синтез-газ – смесь водорода и СО. По энергосодержанию он ниже природного газа, но содержание водорода и СО оптимально для целого ряда применений: в газовой турбине для производства электроэнергии (причем из 1 килограмма отходов можно получить от 1 до 5 кВт·ч), в дизель-генераторе, в бойлере для получения перегретого пара при сжигании. Сам профессор Рутберг отмечал: «Главное действующее лицо в этой технологии - ионизованный газ, плазма, температура которой может варьироваться от 2 тысяч до 6 тысяч градусов в зависимости от решаемой задачи. Принципиально важно, что в таком реакторе нет горения, мусор не сжигается, а подвергается газификации. А раз нет ни горения, ни кислорода, раз мусор не сжигается, то при такой температуре вообще нет условий для образования диоксинов, фуранов, оксидов азота, диоксида серы, углекислого газа и прочей вредности».
Еще одна идея профессора касалась проблемы «пластиковых» островов в океане. Пластик разлагается очень медленно и представляет опасность для обитателей океана, а также людей, которые используют в пищу рыбу, водоросли, морепродукты. В то же время пластик – это калорийное сырье. Сам по себе он почти не горит, но можно сжечь его в плазменных установках. Ученый предлагал на кораблях-тральщиках размещать плазмотроны. Тральщики будут собирать мусор, процеживать воду, оставляя весь мусор. На борту судна можно производить синтез-газ из пластика и перерабатывать его в электричество. Кроме того, плазматрон может использоваться в самых разнообразных отраслях. Синтетический газ, например, может стать источником получения синтетических жидких топлив, причем при их использовании в транспорте нет таких грязных выбросов, как при традиционной заправке автомобилей бензином.
«За фундаментальные исследования, разработку и создание энергетических плазменных технологий» Филипп Рутберг был награжден премией «Глобальная энергия» в 2011 году. Отметим, что новый номинационный цикл премии «Глобальная энергия» 2020 года стартовал. Прием заявок на соискание премии ведется на официальном сайте с 1 декабря 2019 года и продлится до 20 марта 2020 года.