Лаборатория Зеленой Энергетики и Экологии

Руководитель Лаборатории: Woojin Lee     

Миссия:

В целях удовлетворения потребностей устойчивого развития, Лаборатория зеленой энергетики и экологии основное внимание уделяет таким темам исследований, как транспортировка загрязнителей окружающей среды, улавливание и хранение соединений углерода, новые технологии очистки воды и сточных вод, управление качеством воздуха в помещениях, законодательство в сфере энергетики и экологии. Лаборатория разработала и имеет доступ к нескольким объектам, в том числе к анализу загрязнения окружающей среды, геологическому образованию секвестрации углерода, испытательному стенду для воды и сточных вод, испытательному полигону возобновляемой энергии, установке газификации, а также к программному обеспечению для моделирования и анализа в приложениях природоохранных и энергетических систем.

Область научных интересов:

 - Разработка интеллектуальных нанокатализаторов для обработки токсичных загрязняющих веществ

-  Идентификация механизмов каталитических реакций с использованием молекулярной динамики и расчетов квантовой физики

-  Разработка интеллектуальных и селективных экологических катализаторов с использованием базы данных вычислительной химии

- Умный и селективный биметаллический катализатор, поддерживаемый природными минералами почвы (Cu/Pd и Sn/Pd, поддерживаемый маггемитом и гематитом) для снижения содержания NO3 и хлорированных растворителей.

  - Процессы физико-химической/биогеохимической обработки (интегрированная водоподготовка с генерацией энергии)

-  Новые технологии очистки сточных вод, включая производство энергии, удаление азота и фосфора, фильтрацию, топливные элементы и установки для производства биотоплива

-  Умственное восстановление грунтовых вод с помощью интеллектуальных биогенных катализаторов и нового пористого полимера

 - Судьба химических соединений в окружающей среде (обработка грунтовых вод и почв, загрязненных органическими, неорганическими и радиоактивными химическими веществами)

-  Характеристика восстановительного дехлорирования хлорированных органических веществ в природных и инженерных системах и идентификация кинетики реакции, продуктов трансформации и механизмов реакции

-  Судьба и перенос взрывчатых веществ (RDX и TNT) во время восстановительной деградации почвой и почвенными минералами с биомиметическими соединениями в подземных средах

-  Разработка математической модели для прогнозирования судьбы и транспортировки загрязняющих веществ в природных и инженерных системах 

-  Анализ поверхности почвенных минералов до и после реакций с использованием SEM, TEM, XRD, XPS, XAF и XANES

 - Судьба химических соединений в окружающей среде (загрязнителей воздуха в атмосфере)

-  Компьютерное моделирование для идентификации молекулярных орбитальных свойств целевых органических соединений

-  Разработка аналитических методов для идентификации и количественного определения целевых органических веществ (изопрен, α- и β-пинен, лимонен, альдегиды, кетоны, кислоты и метилфенантрены) в газовой фазе с использованием он-лайн GC/MS, он-лайн FT/IR , и ЖХВД

 - Секвестрация парниковых газов в геологических формациях и оценка жизненного цикла выбросов парниковых газов

-  Характеризация кинетики образования и равновесия гидратов СО2 и N2O и их сверхкритических фаз

-  Идентификация стохастических характеристик зародышеобразования гидратов парникового газа

-  Разработка протоколов оценки выбросов ПГ в различных секторах окружающей среды.

-   Разработка калькулятора ПГ для оценки потенциальных выбросов парниковых газов от экологических систем и их применения и оптимизации для сокращения выбросов парниковых газов

 - Экологические измерения возникающих токсичных и стойких химических веществ

-  Идентификация и количественное определение углеводородов, ПАУ, хлорированных алифатических соединений и ароматических соединений, фосфорорганических и карбаматных пестицидов и нитроароматики с помощью HRGC, GC/MS/MS и HPLC/MS

-  Идентификация и количественное определение тяжелых металлов и радиоактивных химикатов с помощью АА и ИСП/МС

-  Качественный и количественный анализ органических и неорганических химических соединений методом масс-спектрометрии и спектроскопии (флуоресценция, УФ / ВИ, комбинационная, мессбауэровская, ЯМР и FT / ИК-спектроскопия)

-   Идентификация почвенных минералов (и их поверхностей) с помощью XRD, XPS, XAF, XANES (с синхротронными пучками), SEM и TEM (с EDX)

 - Автоматизация ВИЭ в энергетическую систему, теория управления и технологии "смарт-грид", энергетический аудит зданий, измерение теплового комфорта, энергоэффективные технологии для зданий, моделирование динамики поведения зданий.

- технико-экономическое моделирование энергетики Казахстана

- оценка регионального сотрудничества стран Центральной Азии и Каспийского региона в вопросах энергетики и устойчивого развития

-разработка чистых угольных технологий

-оптимизация технологических процессов

-статистические методы в энергетике

-климатические исследования

-экономические исследования изменения климата

-анализ электроэнергетики Казахстана

  • - Анализ TGA образцов MSW и RDF
  • - Характеристики пиролиза казахстанских углей
  • - Характеристика сжигания отработавшего топлива из муниципальных твердых отходов
  • - Циркулирующий псевдоожиженный слой
  • - Использование твердых отходов
  • - Интеграция термических процессов и Пинч-анализ
  • - Использование низкопотенциального тепла на промышленных предприятиях Республики Казахстан
  • - Органический цикл Ранкина

Текущие научные проекты:

  1. «Оценка влияния систем вентиляции на концентрацию радона в зданиях в Казахстане» (NU, 2016-2018): Целью проекта является изучение уровней концентрации радона и измерение радона внутри зданий, а также моделирование процессов переноса и распределения радона в зданиях, а также сравнение полученных результатов с результатами экспериментальных измерений. В рамках этого проекта мы проводим измерения концентрации радона внутри зданий с использованием оборудования AlphaGuard, а также применяем методы математического моделирования (COMSOL, MATLAB Simulink) для создания моделей сценариев рассеяния радона и вентиляции.
  2. «Разработка технологии сжигания и сжигания твердых бытовых отходов в Астане (Казахстан) и исследование влияния смешивания твердых бытовых отходов на реакционную способность углей в процессах сжигания и газификации CFB». Основной целью проекта является изучение использования твердых отходов путем сжигания в CFB в примеси с углем. Проект включает в себя 4 кампании по сбору и сортировке твердых отходов на полигоне, анализу TGA, калориметрическому анализу, сжиганию в горизонтальной трубчатой печи, публикациям и участию в конференциях
  3. Проект по Pinch анализу в сотрудничестве с Манчестерским университетом
  4. Проект Шеффилда

 Завершенные проекты:

  • - Разработка пилотного проекта энергосберегающего куполообразного жилья с интегрированной системой возобновляемых источников энергии (Shell, 2016-2017)
  • - Энергосбережение и повышение энерго-эффективности в жилом секторе (МОН РК, 2014-2016)
  • - Интеграция, автоматизация и управление возобновляемыми источниками энергии (МОН РК, 2014-2016)
  • - Проектирование систем управления возобновляемыми источниками энергии (Парасат, 2013)
  • - Гибридная генерация энергии с перекачивающей гидроаккумуляцией (2012-2013)
  • - Изучение и развитие технологий возобновляемой энергетики и интеллектуальных энергосетей для реализации в Казахстане (Министерство образования и науки РК, 2011-2013)
  • - Исследование взаимосвязанных ветровых турбин с умным управлением (MES RK, 2011-2013)
  • - Разработка политических альтернатив для средне- и долгосрочных траекторий выбросов и роль углеродного ценообразования (Всемирный банк).
  • - Региональное климатическое моделирование Республики Казахстан
  • - Переход Казахстана к постиндустриальной фазе развития экономики(МОН РК). 
  • - Утилизация низкопотенциального тепла на промышленных предприятиях Республики Казахстан
  • - Чистые угольные технологии. Повышение энергоэффективности угольных теплоэлектростанций Казахстана, газификация угля
  • - Развитие модели энергетической системы стран Каспийского региона
  • - Комплексная оценка последствий принятия Республикой Казахстан политик и мер в области энергетики, экономики и климата посредством технико-экономического моделирования
  • - Оценка макроэкономических эффектов политик и мер по ускоренному переходу на низкоуглеродное развитие

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

testПолигон ВИЭ

ПУБЛИКАЦИИ 2018

A.Uyzbayeva, A.Sedov, V.Tyo “A case-study of energy modeling of a school building in Astana city (Kazakhstan)”, Green Energy and Technology. Exergy for A Better Environment and Improved Sustainability 2, Chapter 68. Springer. ISBN 978-3-319-62575-1, Due 7th September, 2018

V. J. Inglezakis, K. Moustakas, G. Khamitova, D. Tokmurzin, Y. Sarbassov, R. Rakhmatulina, B. Serik, Y. Abikak, S. G. Poulopoulos., 2018, ’Current Municipal Solid Waste Management in the cities of Astana and Almaty of Kazakhstan and Evaluation of Alternative Management Scenarios’, Clean Technologies and Environmental Policy (2018). (IF-3.3)

V.J. Inglezakis , A. Amzebek, B. Kuspangaliyeva, Y. Sarbassov, G. Balbayeva, A. Yerkinova, and S.G. Poulopoulos., 2018, ‘Treatment of municipal solid waste landfill leachate by use of combined biological, physical and photochemical processes’ Desalination and water treatment, http://www.deswater.com/home.php. (IF-1.6)

Kerimray A., Rojas-Solórzano L., Amouei Torkmahalleh M., Hopke P.H., Ó Gallachóir B. P. (2017). Coal Use for Residential Heating: Patterns, Health Implications and Lessons Learned.  Energy for Sustainable Development 40 (2017) pp. 19-30

Kerimray A., Suleimenov, B., Kolyagin, I. (2017) Analysis of the energy intensity of Kazakhstan: from data compilation to decomposition analysis. Energy Efficiency: 1-21. DOI: 10.1007/s12053-017-9565-9

Kerimray A., De Miglio R., Rojas-Solórzano L.,   Ó Gallachóir, B.P. (2017).  Causes of energy poverty in a cold and resource rich country. Evidence from Kazakhstan. Local Environment. DOI: 10.1080/13549839.2017.1397613

Kerimray A., Baigarin K., De Miglio R. & Tosato G.C. (2015). Climate change mitigation scenarios and policies and measures: the case of Kazakhstan. Climate Policy. DOI:10.1080/14693062.2014.1003525

Kerimray A., Rojas-Solórzano L., Amouei Torkmahalleh M., Hopke P.H., Ó Gallachóir B. P.  (2017). Coal Use for Residential Heating: Patterns, Health Implications and Lessons Learned. Energy for Sustainable Development 40C pp. 19-30

Sarbassov Y., Kerimray A., Tokmurzin D., Tosato G.C., De Miglio R. (2013). Electricity and heating system in Kazakhstan: Exploring energy efficiency improvement paths. Energy Policy 60: 431–44

Gorjinezhad, A. Kerimray, M.A. Torkmahalleh, M.Keleş, F. Ozturk, P. K. Hopke (2017).  Quantifying Trace Elements in the Emitted Particulate Matter during Cooking and Health Risk  Assessment. Environmental Science and Pollution Research. doi: 10.1007/s11356-017-8618-0

Kerimray A., Suleimenov B., De Miglio R., Rojas-Solórzano L., Ó Gallachóir B. (2018) Long-Term Climate Change Mitigation in Kazakhstan in a Post Paris Agreement Context. In: Giannakidis G., Karlsson K., Labriet M., Gallachóir B. (eds) Limiting Global Warming to Well Below 2 °C: Energy System Modelling and Policy Development. Lecture Notes in Energy, vol 64. Springer, Cham.

Kerimray A., Baigarin K., Bakdolotov A., De Miglio R. and Tosato G.C. (2015). Improving efficiency in Kazakhstan’s energy system. Lecture notes in Energy 30:141-150 DOI: 10.1007/978-3-319-16540-0_8

Kerimray A., Bakdolotov A. (2018). Scenarios of GHG emissions from fuel combustion in Kazakhstan. Sustainable Energy in Kazakhstan: Moving to Cleaner Energy in a Resource-Rich Country: 116-122