Крупнейший инженерный международный экологический проект, разрабатывающий технологию очищения Мирового океана от пластикового мусора.
Отличие проекта The Ocean CleanUp от большинства экологических инициатив состоит в том, что он представляет собой не просто фонд, теоретические исследования или единичные инициативы. Это полноценная международная команда из инженеров, океанологов, гидрофизиков и химиков, стремящаяся к осуществлению полного цикла очищения океана от пластика. А это включает технологические направления:
- разработку и производство технических устройств по сбору мусора;
- проведение ежегодных экспедиций и многочисленных экспериментов в океане, запуск устройств;
- очистка рек, являющихся основными поставщиками пластикового мусора в Мировой океан;
- организация транспортировки собранного пластика и способов его переработки.
Создатели The Ocean Cleanup идут по непроторенному пути, разрабатывая принципиально новые технологии, оперативно организуя работу специалистов из разных стран и опираясь в плане финансирования на помощь тысяч добровольцев и волонтеров со всего мира, а также на энтузиастов из среды IT-миллиардеров.
При этом команда ставит целью своей целью в ближайшие пять лет вдвое сократить Тихоокеанское мусорное пятно, а до 2040 года устранить 90% пластикового мусора из океанов.
Ежегодно с суши в Мировой океан поступает от пяти до тринадцати миллионов тонн пластика. Большое тихоокеанское мусорное пятно на сегодняшний день в три раза превышает площадь Франции. Его центр, наиболее засоренный участок, по оценкам, простирается на 1,6 млн квадратных километров, а периферия – еще на 3,5-4,5 млн. Это больше ста миллионов тонн мусора, который плавает недалеко от поверхности. Но главная опасность сосредоточена в микрочастицах, которые съедаются зоопланктоном - личинками рыб, маленькими моллюсками, ракообразными и прочими мельчайшими обитателями океана, составляющих большую часть «населения» нашей планеты. Поглощая пластик, они умирают или заболевают, от чего, в свою очередь, страдают животные, питающиеся планктоном, а дальше, по пищевой цепочке, почти все существа гидросферы и биосферы, включая людей.
Нидерландский изобретатель и предприниматель Боян Слат, выступивший основателем проекта The Ocean CleanUp, придумал систему очистки океана еще будучи старшеклассником. Занимаясь дайвингом в Средиземном море он был неприятно поражен количеством пластикового мусора под водой. Подросток начал интересоваться, какие меры предпринимаются для очистки океана. Существующие идеи по очистке воды от пластика были связаны в основном с использованием сетей, что было опасно для морских обитателей и не слишком эффективно.
Первоначально на его идею создать самодвижущиеся автономные системы сбора мусора очень холодно отреагировали технические, научные, производственные компании, куда он отправлял свои предложения. Тогда, разместив свой проект на платформе для краудфандинга (сбора добровольных взносов) он смог собрать первые 90 тыс долларов, нанять команду и начать проект. Примерно в это же время, в 2012 году, он выступает на конференции TEDx (изобретателю исполнилось в то время 18 лет), описав проблему биоаккумуляции микропластика и предложив решение.
Боян Слат предложил разместить в океане большие автономные понтоны-заграждения, которые могли бы перемещаться самостоятельно с помощью ветра и течений. Таким образом, «океан очищал бы сам себя». Некоторые ученые выражали сомнения в эффективности устройства. Однако Бояну удалось привлечь внимание энтузиастов и получить грант 100 тыс долларов от основателя PayPal Питера Тиля.
Команда волонтеров из примерно сотни специалистов (инженеров, океанографов и др.) подготовила подробное исследование, опубликованное в 2014 году. Это был предварительный шаг: собрать всю информацию, выяснить, как пятно распространяется, какой мусор там плавает, как его наиболее эффективно собирать и в каких местах сначала стоит запускать систему.
Запущенный после выхода исследования второй по счету сбор средств Ocean CleanUp собрал $2 154 282 и был назван «самой успешной краудфандинговой кампанией неприбыльной организации в истории».
Началась разработка и тестирование прототипов системы.
System 001 и System 001/B
Первоначальный вариант устройств, собирающих мусор был разработан к 2018 году и получил название System 001. Это автономно плавающие понтоны, соединенные трубами длинной 600 метров. Они перемещаются так же, как и мусор, по океанским течениям. Под ними, в воде – три метра специальной плотной ткани, которая и собирает пластик. Рыбы и другие морские существа перемещаются под этой «юбкой» (они чувствуют, что спереди препятствие), а планктон спокойно уносит вода. Эти устройства могут плыть по воде несколько месяцев, собирая мусор и выдерживая сильные волны и шторм.
Система, «брошенная» в океане, автоматически становится полукругом под влиянием течений, так что весь мусор собирается внутри. Она также самостоятельно переориентируется по мере движения – и, соответственно, плывет туда, где будет больше мусора. Чтобы с ней ночью не столкнулся корабль, по всему периметру установлены фонари, работающие от солнечных батарей. Если впереди непредвиденный большой объект (скажем, дерево или брошенный катер) – понтон реагирует и пытается медленно изменить курс. Также в нем есть различные сенсоры и детекторы для сбора информации о прогрессе очистки, а по краям – две спутниковые антенны, отсылающие сигналы в штаб Ocean Cleanup.
Предполагалось, что пластик, скапливающийся в «ловушках», каждые 3-6 недель будет доставляться на берег специально присланным судном и отправляться на переработку.
Запуск System 001 обошелся в $25 млн. Это включая дизайн, разработку, производство, сборку и тестирование.
Начало работы проекта, в рамках запуска одной системы для сбора мусора, планировалось на середину 2018 года, а выход на полную мощность — к 2020 году. Первый запуск в сентябре 2018 года, однако, окончился неудачей. Выяснилось, что система не удерживает пластик. Главная проблема состояла в скорости передвижения очистного сооружения: поплавок двигался в океане примерно с той же скоростью, что и пластиковый мусор. Технологию усовершенствовали: конструкцию «замедлили», снабдив парашютным якорем, благодаря чему она стала эффективнее захватывать пластиковый мусор. Но изобретатели столкнулись с другой проблемой: пластиковый мусор «перешагивал» через понтон, не задерживаясь в U-образной «ловушке». С этой проблемой справились почти полностью, увеличив размер понтона. Улучшенная модель получила название System 001/B и была спущена на воду в июне 2019 года. Через четыре месяца испытания были оценены как успешные. Удалось собрать всевозможные пластиковые изделия и, что важно, мелкие пластиковые частицы.
Таким образом, система The Ocean Cleanup, хоть и со второй попытки, но доказала свою эффективность. В результате этих экспериментов было объявлено о планах расширения масштабов работы в ближайшие несколько лет.
«Последний прототип Ocean CleanUp способен улавливать и удерживать пластик всех классов и размеров - от огромных рыболовных сетей, до микропластика. После года испытаний нам удалось разработать автономную систему, которая использует природные силы океана, чтобы пассивно захватывать и собирать пластик», — объявил 2 октября 2019 года создатель проекта, уже 25-летний Боян Слат, на пресс-конференции в Роттердаме.
Как объясняет инженер-гидродинамик и участник The Ocean CleanUp Рейдер де Фейтер, авторам проекта удалось разрешить три главные задачи: «Во-первых, мы поняли, что можем создать разницу в скорости между поплавком и мусором. Во-вторых, нам удалось задержать пластик. В-третьих, мы смогли удержать пластик всех размеров. Учитывая эти три вещи, мы очень уверенно говорим, что теперь используем природные силы океана, чтобы собирать пластиковый мусор. Океан делает все сам. С инженерной точки зрения это большой успех».
В ближайшее время планируется запустить еще десятки, а в перспективе – и сотни других таких «плавающих понтонов» в разные точки Тихого океана. Каждый из них должен будет собирать по 70 тонн пластика в год, курсируя по направлению течений. Боян Слат полагает, что благодаря одновременной работе очистных устройств, за год из Тихого океана можно вывозить 15 тысяч тонн пластика. Сейчас изобретатели работают над очистным сооружением нового поколения – System 002.
Денежную поддержку проект продолжает получать от того же Питера Тиля (PayPal), а также от Марка Бениоффа (сооснователя Salesforce) и тысяч волонтеров, которые также помогают в разработке системы, сборке и сортировке пластика.
Перехват пластика в реках. The Interceptor
В конце октября 2019 года The Ocean Cleanup объявил о новой инициативе – «The Interceptor» (Перехватчик). Она направлена на решение проблемы выброса пластикового мусора из рек в океан. Согласно исследованию, проведенному Ocean Cleanup, на 1000 самых загрязненных рек в мире приходится 80% (~ 2,7 млн тонн) всего пластикового мусора, ежегодно попадающего в океаны.
Судно Interceptor имеет конструкцию катамарана с низким центром тяжести и прикреплен к берегу реки. Отходы, текущие по течению, направляются плавающими барьерами к отверстию системы сбора и затягиваются на конвейерную ленту.
Благодаря специальным датчикам мусор автоматически и равномерно распределяется по шести контейнерам, которые находятся на отдельной барже. Когда контейнеры заполнены, Interceptor отправляет текстовое сообщение местным операторам по сбору отходов, и баржа доставляет собранный мусор на берег.
Плавучие барьеры, которые используются для направления мусора в систему, охватывают только часть реки, не мешая другим судам и не препятствуя перемещению диких животных, это - важнейшие требования при работе на крупных реках.
Перехватчик рассчитан на круглосуточную автономную работу, устраняя необходимость ручного труда. Датчики, освещение, конвейерная лента, автоматизированная тележка и система передачи данных способны работать как от солнечных батарей, так и от литий-ионных. Кроме того, система подключена к облачной системе контроля за производительностью системы, энергопотреблением и состоянием компонентов.
Interceptor способен убирать до 50 000 кг, а при благоприятных условиях и до 100 000 кг мусора в день, разработан для массового производства и может применяться практически в любой точке мира - работать в большинстве наиболее загрязненных рек.
На сегодняшний день построено четыре перехватчика. Два устройства уже работают на реках Ченкаренг в Джакарте (Индонезия) и Кланг в Селангоре (Малайзия). Вторая из них протекает через Куала-Лумпур и входит в число 50-ти самых загрязняющих рек мира. Третий Interceptor будет развернут в дельте реки Меконг (Вьетнам), четвертый - в Санто-Доминго (Доминиканская Республика).
В планах развернуть больше систем очистки рек по всей Малайзии. Недавно Таиланд подписал соглашение о развертывании Interceptor возле Бангкока, близятся к завершению переговоры о работе системы в Лос-Анджелес (США), что положит начало действительному масштабированию проекта.
Чем больше систем будет развернуто в океане и в бассейнах рек, тем быстрее будет идти очистка.
И наконец, команда проекта Ocean CleanUp хочет сделать оригинальной и привлекательной продукцию, изготовленную из переработанного пластика. При этом, конечно же, 100% выручки от продаж будет реинвестировано в дальнейшее масштабирование проекта и совершенствование технологических систем очистки Мирового океана.
