Предложение коллектива российских учёных, инженеров и технологов о реализации программы ООН «Net Zero» («нулевые выбросы углекислого газа») заключается не в отказе от ископаемого топлива, а в направлении углекислого газа, полученного в итоге жизнедеятельности людей, в фотосинтез и развитии следующих пищевых цепочек. Применительно к решению экологической проблемы утилизации городских отходов это означает направление углерода отходов в фотосинтез хлореллы и следующее за ним получение экологически безопасных продуктов питания и почв, пригодных для ведения органического земледелия.

Подробнее.

Городской мусор, образованный строительными и бытовыми отходами, направляется на завод для утилизации. Здесь строительный мусор измельчается и в таком виде образует вторичный материальный ресурс, направляемый, например, в дорожное строительство. Бытовые отходы направляются на сортировку, где из мусора извлекаются стекло, металл и иные ресурсы для рецикла. Остаток сортировки (т.н. «хвосты») направляется на получение топлива (RDF) и пиролиз. Газообразные и жидкие продукты пиролиза (пиролизный пар), содержащие вредные для окружающей среды органические вещества, далее подвергаются переработке в сверхкритической воде (Т > 251 град.С, р > 375 атм) . В реактор соответствующего агрегата, кроме воды и продуктов пиролиза, подаётся воздух (на рисунке не показано). Количество реагентов в реакционной смеси выбирается таким, чтобы количество углерода превышало 12% (условие автотермичности реакции), а кислорода воздуха хватало для полного окисления углерода до СО2. В этих условиях 99,99% органических соединений разлагаются на компоненты исходных молекул.

Минеральные составляющие, которые могут входить в продукты пиролиза и появиться в результате реакции разложения, не растворяются в сверхкритической воде и образуют твердые продукты реакции. Другие продукты реакции - двуокись углерода, азот воздуха и вода - образуют высокоэнтальпийную парогазовую смесь. Окислы азота при этом не образуются, т.к. температура реакции не превышает 600 град. С. Твердый остаток и парогазовая смесь выводятся из реактора, далее туда вновь загружаются исходные среды и процесс повторяется. Твердый остаток реакции подмешивается к строительным отходам. Парогазовая смесь используется для запуска парового контура турбины, приводящей электрогенератор.

Полученная электроэнергия используется для самообеспечения энергией всей технологической цепи. При понижении энтальпии парогазовой смеси выделяется целевой продукт - двуокись углерода. Масса двуокиси углерода превышает массу углерода отходов из-за участия кислорода воздуха в образовании соответствующих молекул. Т.о., двуокись углерода образует крупнотоннажный продукт переработки бытового мусора. Двуокись углерода направляется на фотосинтез хлореллы. Последняя образует кормовую добавку для скота, птиц, рыб. Применение в кормах хлореллы исключает использование антибиотиков – шаг к производству органических продуктов питания. Отходы содержания скота и птиц перерабатываются личинками бескрылых мух («черной львинки»).

Продукты этой переработки – зоогумус и белковая добавка в корма. Таким образом формируется природный цикл оборота углерода, основа для которого образована бытовым мусором.

Далее показана возможность выращивания на полученной почве быстрорастущих деревьев (павловнии) и получения соответствующих полезных продуктов. В т.ч. – моторных топлив (малотоннажный синтез Фишера-Тропша).

Все обозначенные выше технологии в России имеются и подлежат сопряжению в единый цикл по аналогии с приведенным выше рисунком.