Skleník IBTS - IBTS Greenhouse

Odsolování vody
Metody

IBTS-Skleník je biotekturní projekt rozvoje měst vhodný pro horko suchý pouště.[1][2]Bylo to součástí egyptské strategie pro zalesňování pouštních zemí od roku 2011 do jara 2015, kdy geopolitické změny jako Islámský stát Irák a provincie Levant - Sinaj v Egyptě přinutil projekt zastavit.[3]Projekt byl zahájen na jaře 2007 jako akademická studie v oblasti rozvoje měst a ozelenění pouště. Dále jej vyvinuli N.Berdellé a D.Voelker jako soukromý projekt až do roku 2011. Poté skupina LivingDesert Group, včetně Prof. Abdel Ghany El Gindy a Dr. Mosaad Kotb z Ústřední laboratoře pro zemědělské klima v Egyptě, vědecký pracovník v lesnictví Hany El-Kateb , Agroekolog Wil van Eijsden a Permakulturista Sepp Holzer byl vytvořen, aby představil dokončený projekt v Egyptě.[4]

Skleník IBTS spolu s programem pro zalesňování pouštních zemí v Egyptě,[5][6] stala součástí relokačních strategií. Ty hrají v Egyptě klíčovou roli, protože urbanizace delty Nilu je problémem pro odvětví zemědělství a kvůli infrastrukturním problémům, jako je dopravní zácpa v Káhiře.[7][8][9]

IBTS spoléhá na novou kvalitu systémová integrace včetně architektonických, technologických a přírodních prvků.[10]Kombinuje produkci a bydlení potravin a také odsolování z mořská voda nebo brakický podzemní voda.[11]A CAE demonstrační projekt využívající skutečné povětrnostní, půdní a ekonomické podmínky prokázal proveditelnost za hyperaridních podmínek. Významem IBTS je metodika odsolování vody s účinností 0,45 kWh na metr krychlový destilátu. Odsolování jako jedna z nejdůležitějších klíčových technologií 21. století se tak stala finančně a ekologicky životaschopnou pro velkovýrobu, lesnictví a lesnictví akvakultura.

Budova má své kořeny stavební inženýrství a stavební fyzika na rozdíl od výroba potravin jako je tomu u většiny skleníků. Je to zásadně odlišné od skleníky s mořskou vodou.[12]Mnohem více se liší svým výkonem (viz. níže ) v odsolování. Bez výjimky alternativní technologie odsolování, vzduch-voda inženýrské sítě a odsolovací skleníky při testování vyžadují vícenásobné (až 200násobné) energie pro výrobu sladké vody, jak je tomu v současné době v oboru s účinností.

Význam pojmu integrace spočívá pouze v účinnosti systémová integrace Zvláštní důležitost spočívá zejména v napodobování přírodních systémů uzavřené cykly. Zavedení uzavřených vodních cyklů je nejdůležitější ze všech, a to z důvodu rostoucí závažnosti globálu Vodní krize zejména v horkém stavu pouštní podnebí.

Funkce odsolování v aktuální verzi je vázána na horké podnebí, protože vyžaduje velké množství solární tepelné energie. Ukázalo se, že je velmi vhodný pro zmírnění potopení vodní stoly v zemědělských oblastech EU Region MENA V budoucích verzích může být IBTS nasazen v chladném podnebí s využitím dalších zdrojů tepelné energie, jako například od kompaktní fúze nebo malé modulární reaktory.

Výkon

Energie provozu je 0,45 kWh za metr krychlový z destilovaná voda v plné verzi.[3]Tento výkon je podle oficiálních čísel daných příslušnými úřady více než 10krát nižší než záznamy odsolovacích závodů v Dubaji a Perthu.[13]IBTS je založen na modulárním konceptu s velikostí jádra 1 hektar. Toto je minimální velikost pro konstrukci a pro soběstačnost, ale kruhové architektonické moduly lze postavit na 10 hektarech nebo více. Každý modul je založen na dílčích modulech umožňujících okamžité zahájení provozu a generování zisku (jako místo pro opětovné zalesňování generující zisk v raných fázích). Nejlepší účinnost a plnou kapacitu lze zajistit nadstavbou o velikosti přibližně 100 modulů. 10 km² má kapacitu průmyslového odsolovacího zařízení, což je 0,5 milionu metrů krychlových vody denně. Od první verze IBTS tvorba atmosférické vody se vyvinula řadou wikt: teplotně vlhkostní modely a nyní je možné je podle vývojáře provozovat na 0,45 kwh / m³.[14]IBTS pracuje s přírodními procesy v uzavřených cyklech hostovaných v budově. Proto nikdy nenarazí na přirozená ani fyzická omezení růstu, jako je technologie odsolování v USA Perský záliv již má kvůli výboji solanky a nárůstu teploty.[15][16]

Primární energie

Důležité pro pochopení výkonu IBTS je skutečnost, že je provozován s elektrickou a tepelnou energií vyrobenou z síla větru a koncentrovaná solární energie, na místě (v patentovaném procesu). To znamená, že energetická náročnost a využití primární energie lze považovat za totéž, což neplatí pro běžné odsolovací zařízení.[17]

Běžné odsolovací zařízení jsou závislá na elektrárnách využívajících fosilní paliva. Účtování energetických ztrát během transformace energie v elektrárně používají běžné odsolovací zařízení 2-3krát více energie, než je uvedeno v obvyklých údajích o výkonu. Toto jsou běžné faktory pro ztráty přeměny energie u spalovacích motorů používaných v průmyslu odsolování.

S ohledem na to IBTS využívá méně než 5% současného světového rekordu v efektivitě, což je přibližně 3,5 kWh / m³ plus ca. 1,0 kWh / m³ pro čerpání mořské vody a další faktory, které nejsou zohledněny. To se znásobuje s účinností využití primární energie. Společně 9-14 kWh / m³. Vidět primární energie

Ekonomická realita za těmito čísly vypadá u běžných odsolovacích zařízení (v Hodnocení životního cyklu ), protože ke ztrátě energie dochází v mnoha fázích Upstream (ropný průmysl), jako vrtání, přeprava nebo výroba požadovaných strojů. U solární energie nemusí být něco z toho uvažováno, protože je bezplatné a nekonečné. Pro solární energii je důležitá pouze „instalace energie na investiční jednotku“, nikoli účinnost využití primární energie.

Termín primární energie by měl být kombinován s kvalita energie pro realistické porozumění. Kvalita energie v souvislosti s odsolováním ukazuje nový obrázek celkové účinnosti nejen fyzického procesu odsolování, ale celkové ekonomické účinnosti IBTS s využitím patentované obnovitelné energie.[18]

Ekonomické důsledky

Vážený HDP

Kvůli nezávislosti primárních energetických a materiálových zdrojů, efektivitě výroby vody a škálovatelnému modulárnímu designu je skleník IBTS vzorem pro novou udržitelnou ekonomiku. Strategický, národní infrastruktura projekt jako IBTS umožňuje úspěšný energetický přechod k udržitelné ekonomice. Lze to pochopit porovnáním růstu HDP, tvorby reálných hodnot a váženého HDP.

Příkladem služeb infrastruktury skleníku IBTS je čištění vody. Odpadní voda se prosakuje do země a poskytuje vodu a živiny pro růst stromů. S potravinářskými plodinami to z hygienických důvodů není tak snadné. IBTS tedy poskytuje čištění odpadních vod v zemích nebo oblastech, které nemají čistírny odpadních vod[19]

Dalším ekonomickým dopadem je, že skleník IBTS nesnižuje slepou uličku, jako jsou technologie založené na fosilních palivech a centralizované výrobě, které podle předních ekonomických analytiků vytvořily „uvízlá aktiva“ Jeremy Rifkin. Skleník IBTS je otevřený koncept kompatibilní s většinou ostatních technologií a postupů pro výrobu vody, energie a potravin. Je také „připraven na budoucnost“ pro nadcházející technologie, jako je jaderná energie z kompaktní fúze cestovní vlnový reaktor nebo rozmnožovací reaktory. Jakmile budou tyto zdroje energie k dispozici, lze je zapojit do stávající infrastruktury IBTS a bez nich generovat ještě více čerstvé vody solanka vypouštění do přírodních vodních útvarů a související problémy životního prostředí.

Výrobní proces IBTS je určen pro automatizace, což vyžaduje více elektřiny než běžná staveniště nebo výrobní procesy. Tento design platformy je také připraven na budoucnost pro více dostupné energie. Příkladem je velká střecha IBTS, kterou je třeba neustále sledovat a čistit a během životního cyklu IBTS několikrát renovovat. Toho lze dosáhnout pouze speciálními roboty nebo drony v rozsahu, pro který byl IBTS vyvinut jako národní strategie ekologizace pouště pro opětovné získání a opětovné získání celých regionů.

Příklady jiné biotektury

Nejznámějším příkladem je Biosféra 2, výzkumný projekt a demonstrační místo integrující obytné oblasti do nového typu skleníku. Byl navržen tak, aby byl soběstačný včetně produkce potravin v kontextu ekosystémů. Dalším příkladem pro Biotecture, který je především obytným domem, je Pozemská loď. Pozemské lodě zahrnují čištění vody a opětovné použití na více úrovních.

Od roku 2010 byly městské zástavby označeny jako Forest Cities a byly čerpány z IBTS a dalších průkopnických projektů. The Zahrady u zálivu vynikajícím příkladem je použití všech klíčových designových prvků TSPC Forest City z roku 2008, jako jsou umělé stromy se sférickými budovami. The Liuzhou Forest City je jedním z mnoha příkladů zelené architektury, respektive zeleného městského rozvoje nových měst se spoustou zelených ploch, včetně fasád budov.

Dalším stupněm implikace jsou mezinárodní snahy o vytvoření Forest Cities. Čína jde vpřed se zavedením několika stovek označených Forest Cities.[20] Jedním z posledních příkladů je Shenzhen [21]

Viz také

Reference

  1. ^ H.El-Kateb (2012). „Národní program“ (PDF).
  2. ^ N. Berdellé (2011). „Přehodnocení krajiny“ (PDF).
  3. ^ A b F. Heinrich (2013-03-18). "5. vodní kulatý stůl".
  4. ^ LivingDesert Group (2011). „LivingDesert Group“ (PDF).
  5. ^ H.El-Kateb (2014). „Udržitelné lesnictví“.
  6. ^ H.El-Kateb (2015). „Zalesňování v poušti“.
  7. ^ Hamza Hendawi (2019). „Záplavy v Káhiře“.
  8. ^ John Irvine (2019). „Přemístění do Káhiry“.
  9. ^ Nicol-André Berdellé (2011). „Odsolování ve vnitrozemí“.
  10. ^ H.El-Kateb (2012). „od splaškové vody po plantáž“ (PDF).
  11. ^ N. Berdellé (2012). "Integrační faktor".
  12. ^ N. Berdellé (2012). „Zdroje mozaiky řešení“.
  13. ^ neznámé (2018). "účinnost odsolování".
  14. ^ N. Berdellé (10.07.2013). „Data projektu integrovaného biotekturního systému“ (PDF).
  15. ^ „Stav korálových útesů v Perském zálivu a oblasti Arabského moře“
  16. ^ Dr. Christophe-Tourenq, „Ochrana korálových útesů v Perském zálivu“
  17. ^ N. Berdellé (2012). „Energeticko-zemědělské spojení“.
  18. ^ S. Ahmadvand (2019). „Kromě energetické účinnosti“.
  19. ^ A. Kassahun (2016). „Les z odpadních vod“.
  20. ^ Mr.Wenfa Xiao, FAO (2016). „Národní lesní města“ (PDF). p. 4.
  21. ^ Zhang Qian (2018). "Shenzhen Forest City".

externí odkazy