Каскадування матеріалів, поживних речовин та енергії за принципом екосистем

В першій групі представлені інновації, які передбачають каскадування поживних речовин, матерії та енергії, для ефективного генерування більших доходів, досягнення більшої зайнятості та соціального капіталу в порівнянні з тими, що отримуються в результаті ведення основного бізнесу Ці конкретні приклади, які наслідують принципи функціонування екосистем, де відходи одного біологічного виду є поживними речовинами для іншого, ефективно інтегрують декілька заходів, таким чином, що кожен робить свій внесок у повному обсязі. З економічної точки зору, така кластеризація і каскадність означають, що дефіцитні й дорогі матеріали та продукти, які є вкрай необхідними, стануть набагато доступнішими та дешевшими. Це дозволить легко зробити конкурентоспроможною справжню реальність, де часто все, що має низьку якість доступне за досить помірними цінами. Можливо, одним з найбільших внесків є те, що моделі Синьої Економіки можуть запропонувати виробництво достатньої кількості того, що є найнеобхіднішим і бажаним. Для досягнення таких результатів необхідні співробітництво, спільне бачення, цілеспрямованість та гнучкість. Адже в кінцевому рахунку забезпечується цілковита зайнятість, вільний доступ до фондів, високий рівень соціально-економічного розвитку, що сприяють формуванню стабільного та успішного суспільства.

Крім того, інноваційні підходи, представлені в першому розділі книги, мають великий потенціал для створення нових робочих місць, швидкого реагування на численні потреби, отримання багатьох суттєвих переваг і підвищення конкурентоспроможності, створюючи грошові потоки, та навіть накопичуючи соціальний капітал. Ці інновації були реалізовані по всьому світу і вплинули на формування нових тенденцій. Вони запозичені у природних екосистем, що створюють каскади матеріалів, поживних речовин і енергії в нескінченних циклах, підкріплюючись сильною гравітаційною та сонячною енергією. Проте, звісно, це не єдині випадки, існуючі в світі, і далеко не всі приклади. Не дивлячись на те, що в першому виданні ми обмежились лише однією сотнею інновацій, зосередивши особливу увагу на найбільш значимих в нашому особистому досвіді, та на тих, для яких змогли оцінити довгостроковий потенціал, існують десятки інших.

Спектр застосування цих інновацій в майбутньому вражає. Навіть якщо ми перевищимо кошторис у десять разів, вплив буде величезним. Кожне комерційне підприємство, яке займається розробкою та впровадженням інновацій, демонструє рух вперед, що знаходиться в межах пропускної здатності ресурсів нашої планети. Хоча не існує єдиного рішення, кожен випадок (кожна інновація) ілюструє різноманітність підходів, які наслідують екосистеми шляхом оцінки внесків усіх задіяних сторін і запобігання утворення відходів. Можна справедливо стверджувати, що кожен з проектів і підприємств, згаданих у цій книзі, насправді заслуговують власної книги.

Розпочавши свою роботу на 20 тисячах акрів неродючих саван, що протягом 450 років страждали від підсічного та обпалювального землеробства, Паоло Лугарі перетворив Лас Гавіотас у Вічаді, що в штаті Колумбія, на багаті й зелені ліси. Ця довгострокова ініціатива, яка стартувала в 1984 році, досягла успіху за рахунок використання симбіозу карибської сосни і мікоризних грибів. Лас Гавіотас є оазисом спокою, сповненого розкішного біорізноманіття (більше 250 представників тропічної флори, 90 % яких амазонського походження). Вода, смола дерев і біопаливо — все збирається для отримання прибутку. Стан здоров’я місцевого населення поліпшується завдяки регулярним фізичним вправам (весь транспорт – це велосипеди) і доступу кожної людини до безкоштовної питної води. Житло, охорона здоров’я, енергопостачання, засоби існування та продовольча безпека — відчули позитивний вплив завдяки розвитку в Лас Гавіотас. Також відбулось зростання людського капіталу. Згідно останніх даних, близько 2 000 осіб безпосередньо чи опосередковано працевлаштовані в Гавіотас. Для порівняння, якщо застосувати цей підхід до 15 млн акрів подібних земель в Колумбії, то можна створити більше одного мільйона робочих місць. В разі застосування цієї моделі до 200 млн акрів, наприклад у Венесуелі, Бразилії чи Перу, видається можливим створення 15 млн робочих місць та поглинання об’єму С02, еквівалентного об’єму вуглекислого газу, що викидається в Японії за рік.

Центр «Сонгай», який був ініційований отцем Годфрі Нземуджо, демонструє потенціал для створення в африканських приміських зонах інтегрованих систем землеробства та центрів харчової промисловості. Проект, основною метою якого є забезпечення продовольчої безпеки, передбачає використання принципів моделі каскадування поживних речовин та енергії, яка довела свою успішність. Основні продукті, що експортуються, слугують не тільки джерелом прибутку для місцевого населення, а й забезпечують його продовольчу безпеку; отримуваний біогаз є додатковим джерелом електроенергії. Люди відчувають користь від поліпшення санітарно-гігієнічних умов, якого вдається досягти за рахунок використання систематизаторів і очисних споруд, які утилізують природні паразитуючі рослини й біологічні відходи. Всі відходи тваринництва з скотобійні спрямовуються на ферму з вирощування личинок, для яких вони є поживним середовищем. Зібрані личинки використовуються в якості корму для риби та перепелів. Залучивши кошти , що виділяються на охорону здоров’я такими інноваційними компаніями як “Advanced Gel Technologies” (3), можна отримати ще один потік доходу завдяки налагодженню постачання ферментів, отриманих з цих личинок.

Черговий раз ми можемо переконатись, що каскадні моделі справляють позитивний вплив на забезпеченість населення чистою питною водою, продуктами харчування, енергоресурсами та послугами з охорони здоров’я. Вони сприяють створенню нових робочих місць для місцевого населення і значному зростанню людського капіталу. У 2009 році 250 чоловік були прямо чи опосередковано задіяні в Центрі «Сонгай». Розташувавши подібні об’єкти на кожній скотобійні, яка є на території африканського континенту, можна буде забезпечити роботою більше 500 тисяч чоловік. Застосування цього підходу у всьому світі сприятиме працевлаштуванню близько п’яти мільйонів чоловік. В результаті буде досягнуто кращого доступу до товарів і послуг першої необхідності, що цікавить усіх, в тому числі і добре забезпечених людей.

Проект «Від целюлози до протеїну», пов’язаний з використанням кавових відходів, був проведений і науково обґрунтований Кармензою Джарамілло на замовлення «CENICAFE». Цей проект передбачає перетворення непотрібної біомаси, яка залишається на кавових фермах, в продукти харчування, що сприяє досягненню продовольчої безпеки. «Кавові» дослідження було розпочато в 1994 році на основі новаторських робіт професора Шутінг Чанга з Китайського університету в Гонконзі, який виростив таку кількість грибів шиітаке на кавових відходах, яку можна було б виростити на зрублених і подрібнених дубах. Дослідженням, проведеним Іванкою Міленкович в Белградському університеті, встановлено, що субстрат на основі відходів кави можна використовувати як високоякісний корм для худоби.

Продаж плодових тіл грибів для споживання і використання грибного субстрату в якості корму для тварин забезпечили продовольчу безпеку місцевого населення та продовжують збільшувати наявний дохід за рахунок експорту. За попередніми оцінками, на сьогодні 10 тисяч осіб прямо чи опосередковано залучені до роботи в межах цієї ініціативи. Програми в Зімбабве, започатковані Чідо Говеро, допомагають сиротам позбутись злиднів та захистити себе від насильства. Якби всі кавові господарства світу вдалися до використання каскаду поживних речовин, який є характерною ознакою екосистем, то вдалось би створити більше 50 млн нових робочих місць. Якщо цю програму буде поширено на чайні ферми та яблуневі сади, то потенціал подвоїться і досягне 100 млн доларів США.

Програма «Використання С02 для виробництва поживних мікроелементів і біопалива» була розпочата в 1995 році Хорхе Альберто Вієра Коста з Федерального університету Ріо-Гранде (Бразилія), та реалізована у співпраці з командою, очоленою професором Лусіо Бруш да Фрага, і фінансується Фондом Бразильського банку. Ця програма вчить місцевих фермерів як вирощувати спіруліну, використовуючи для цього воду з місцевих озер. Продажі продуктів виробництва та врожаю забезпечать фермерів необхідним доходом. Сім’ї з низьким рівнем достатку можуть вживати спіруліну як харчову добавку, яка допомагатиме боротися з недоїданням. Після досягнутого успіху сфера застосування цієї програми була розширена завдяки залученню наявної інфраструктури, тобто включенню збору вуглекислого газу на місцевих вугільних електростанцій для подальшого виробництва біопалива з водоростей. В 2007 році був побудований дослідний завод.

І знову ми бачимо, що система позитивно впливає на стан продовольчої безпеки, систему охорону здоров’я, енергетику, і навіть на виробництво складних ефірів, забезпечуючи місцеве населення робочими місцями. Згідно останніх даних завдяки цій справі було створено близько 100 нових робочих місць, в тому числі десятки академічних посад. Виробництво біодизелю на вугільних електростанціях є розумною адаптацією логіки екосистеми до моделі промислового виробництва. Якби всі вугільні електростанції у всьому світі мали змогу вловлювати свої викиди вуглекислого газу та спрямовувати їх на виробництво біодизелю з водоростей, то додатково можна було б створити 2,5 млн робочих місць.

Комплексні пивоварні системи в м. Цумеб (Намібія) були ініційовані професором Джорджем Чаном в 1995 році, у співпраці з Намібійськими Пивоварнями та в партнерстві з Вернером Лістом та Університетом Намібії. Починаючи з відходів пивоварень, цей геніальний каскад поживних речовин об’єднує п’ять царств природи, підвищуючи доходи пивоварень за рахунок тваринництва, вирощування грибів, розведення риби і виробництва біогазу. Коли в 2003 р. пивоварня була закрита через недостатній попит на пиво сорго, принципи системи були перевірені на міцність в дуже важких умовах: без води, в пустелі, в умовах холодної зими та за відсутності кваліфікованого персоналу. Новаторський досвід був застосований до принципів пивоваріння по всьому світу, зокрема такими компаніями як “Storm Brewery” (Санкт-Джонс, Ньюфаундленд, Канада), “Great Lakes Brewery” (Клівленд, штат Огайо, США), “Shinano Brewery” (Нагано, Японія), ‘Visby Brewery” (Готланд, Швеція), і “Meierhof” (Отберген, Північний Рейн Вестфалія, Німеччина).

Повне застосування системи було розпочато влітку 2009 року в Стівенсвіллі (Монтана) за ініціативи майстра пивоваріння Джима Лойдерса на пивоварному заводі Уайлдвуд . Дана каскадна модель дозволяє виробляти продовольство, переробляти воду, створювати робочі місця, а також додаткові потоки доходу, зокрема, від продажу на місцевому ринку хліба, грибів і ковбаси. На існуючих міні-броварнях створено 250 робочих місць. Якби всі пивоварні світу накопичували відходи власного виробництва для подальшого перетворення їх в поживні речовини, то додатково вдалось би створити щонайменше один мільйон робочих місць.

Фріц Вольрат, професор з кафедри зоології Оксфордського університету, продемонстрував можливий потенціал для заміни шовком такого високопродуктивного металу, як титан. Його перша публікація в журналі “Scientific American’ в 1992 році заклала основу для відновлення попиту на виробництво шовку тутовим шовкопрядом. Професору Вольрату і його команді вдалось отримати шовк, аналогічний тому, що виробляється тутовим шовкопрядом, застосувавши метод золотистого павука-шовкопряда, який продукує шовк, використовуючи тільки тиск і воду. Вони створили портфель медичних виробів, які було виведено на ринок компанією “Oxford Biomaterials Ltd.” (ОВМ) і її дочірніми структурами.

Заміна шовком нержавіючої сталі і титану, що широко використовуються у виробництві товарів народного споживання, сприятиме зростанню попиту на шовк, який перевищив би існуючі на даний момент об’єми виробництва, одночасно зменшивши накопичення на звалищах цих видобувних металів. З того часу, як листя тутового дерева слугує їжею для шовкопряда, великі насадження цих дерев на посушливих землях можуть забезпечити продовольством, енергією, робочими місцями й сприяти відновленню ґрунтів. Хоча ця технологія все ще знаходиться на початковій стадії, застосування виявилось життєздатним в медичній сфері і незабаром пошириться на ринку споживчих товарів. Протягом десятиліття кількість створених робочих місць за рахунок лісовідновлення, відновлення верхнього шару ґрунту та обробки шовку може розширитися до 1,25 млн на кожні 250 тисяч гектарів тутових плантацій, що зробить виробництво шовку основним рушієм економічного розвитку. Якби було вироблено один мільйон тонн шовку (зважаючи на історичні рівні виробництва), то ці сільськогосподарські й промислові галузі змогли б забезпечити існування 12,5 млн сімей.

Шігеру Бан наслідував форму і структурну міць бамбука, використовуючи перероблений папір, створюючи будівельну систему, за принципом росту бамбука, і використовуючи целюлозу з одного потоку відходів для забезпечення будівельними матеріалами. Він створив паперову конструкцію для японського павільйону на Всесвітній виставці «ЕХРО-2000» у Ганновері (Німеччина). Ця конструкція може бути швидко адаптована під час спорудження міцного і недорогого притулку для жертв стихійних лих.

Бамбук наявний у великій кількості. Цей біологічний вид швидко розмножується, рідним дляньогоєтропічний клімат. Вінмаєзначний потенціал позитивного впливу на забезпечення житлом завдяки використанню його в якості конструкційного матеріалу в будівництві в країнах, що розвиваються. За показниками міцності та продуктивності він не поступається ні сталі, ні залізобетону. Однак вартість його набагато нижча, він значно доступніший та швидко самовідновлюється. Його екологічний вплив є нейтральним за рівнем викиду вуглецю. Збільшення попиту на бамбук також привело б до лісовідновлення в тропічних районах, що перебувають під загрозою зникнення. Також було б скорочено, а в остаточному підсумку, попереджено ерозію ґрунтів, і у той же час відбулось поповнення запасів поверхневих вод завдяки можливості бамбука утримувати вологу.

Симон Велес (9) вважається майстрому сфері будівництва з бамбука. Використовуючи ідеї професора доктора Інга Клауса Штеффенса з Бременського університету (Німеччина), Симон Велес і його команда узгодили свої дії з Сабін Боде та Кароліною Салазар Окампона для проектування, отримання дозволу та будівництва павільйону ZERI на виставці «ЕХРО-2000» в Ганновері (Німеччина). В структурі було використано бамбук, цемент, отриманий з вторинної сировини, мідь і суміш на основі теракоти й цементу, а також виготовлені з бамбукового волокна панелі.

Джон Тодд (компанія “John Todd Ecological Design”) створив екологічні системи для очистки муніципальних і промислових стічних вод, використовуючи при цьому рослини, водорості та бактерії. Цей метод перетворився в те, що сьогодні відомо нам як “Екомашини”. Вони дозволяють отримувати поживні речовини з органічних сполук, якими забруднена вода. У 2001 році Джон Тодд і його колеги включили вирощування грибів у Саут-Берлінгтоні (штат Вермонт) в систему очистки стічних вод, значно скоротивши затрати і створивши низьку операційну енергетичну систему, що приймає корисні внески з чотирьох царств природи.

Інноваційні технології очищення води потенційно можуть включати бактеріальні сублімації з вихорами (коловоротами), фільтрацією води з використанням колоїдного графіту та молюсків (11), очищувальні технології, які характерні для ракетної креветки (12), і техніку для очищення води з використанням деревини лисого кипарису (13).

В даний час в компанії Джона Тодда працює десяток співробітників. Однак, існує широкий світовий потенціал для розробки систем, які перетворюватимуть забруднену воду на ресурс завдяки біологічним процесам і комплектації технологій, запозичених у природи. За попередніми оцінками такі галузі можуть створити 250 тисяч робочих місць протягом десяти років.

Компанія “Trulstech АВ” є першою компанією, яка запропонувала виробництво вогнезахисних засобів з харчових інгредієнтів. Мате Нільссон розробив ці замінники токсичних інгредієнтів, спираючись на своє розуміння Циклу Кребса. Можливості для виробництва засобів захисту від вогню з використанням інгредієнтів, отриманих з таких відходів, як цитрусові шкірки і виноградні вижимки, дозволяють розширити сферу використання зеленої хімії (екологічної хімії). Ці технології допомагають перетворити відходи в доходи та розпочати обслуговування численних ринків — від вогнезахисних тканин, внутрішніх елементів дизайну, автомобільних матеріалів до боротьби з лісовими пожежами і навіть скорочення ризику вибуху в шахтах. Хімічні речовини, отримані з харчових відходів, відрізняються ціновою конкурентоспроможністю і стали доступними завдяки заснуванню компанії “Deflamo АВ” в якій на сьогоднішній день працюють десятки співробітників. Заміна токсичних компонентів такою харчовою альтернативою може забезпечити робочими місцями декілька тисяч чоловік.

Ендрю Унгерлайдер і Гай Діллінгем заснували компанію “Earthstone” для виробництва продуктів, які замінили б відкриті розробки пемзи, яка використовується в якості абразиву на виробництві та в побуті, завдяки використанню скла, що не підлягає вторинній переробці. Підігріваючи суміш зеленого, коричневого та білого скла і вдуваючи в неї двоокис вуглецю (С02), Унгерлайдер отримував конструкційний матеріал. Виробничі потужності компанії “Earthstone” розташовані на муніципальному полігоні Альбукерке, що в штаті Нью-Мексико. Частина енергетичних потреб об’єкту забезпечується за рахунок біогазу, який вдається отримати від розкладеної біомаси звалища. Цим переробленим склом можна замінити скловолокно, що використовуються в сільському господарстві та у виробництві численних споживчих і промислових товарів.

Компанія “MRD АВ” (Швеція) виходить за межі розвинених ринків і перетворює скло, що не підлягає вторинній переробці, на конструкційні будівельні матеріали, використовуючи інноваційні методи будівництва Ейк Мард. Цей легкий матеріал з мікронною структурою та повітряними бульбашками є прототипом діатомових стулок (16), твердих і пористих клітинних стінок дрібних водоростей. Він позиціонується як збірна одиниця, що сприяє швидкому будівництву і володіє суттєвими перевагами в умовах холодного клімату.

Посилання на основну публікацію