Версия для печати
Вернуться к списку

ОТХОДЫ И ЭНЕРГОБАЛАНС

Да, причем решить злободневную проблему ученые предлагают с выгодой для города. Как именно, рассказывает член-корреспондент РАН Сергей ВАРФОЛОМЕЕВ

- Сергей Дмитриевич, я посчитал, если вывозить весь этот мусорный монблан даже 20-тонными фурами, потребуется 25 тысяч машин. Это же нереально в условиях города?

- Да, задача не из простых. Замечу, вы не включили в этот объем отходы пищевых, деревообрабатывающих и родственных им предприятий города. А это еще несколько сотен тонн. Между тем все эти отходы можно и нужно использовать для производства тепла и электроэнергии. А поможет превратить, как говорили в прежние времена, отходы в доходы - метаногенез. Напомню коротко, что метаногенез, или, иными словами, биосинтез метана, - это химический процесс образования метана. Такой процесс наблюдается и в естественной природе, являясь основным источником метана в земной атмосфере. Захороненные твердые бытовые отходы, основную массу которых составляют органические вещества, при воздействии спонтанно сформированных микробных сообществ также образуют биогаз - смесь метана и СО2. Вот почему так называемое «тело» городских свалок находится под наблюдением ученых. Этот спонтанно возникающий биогаз не имеет практического применения, а лишь загрязняет приземный воздух и атмосферу. Необходимо конвертировать в биогаз любые формы биомассы: углеводы, кислоты, полисахариды, белки, пептиды, аминокислоты, практически все формы химических соединений биомассы. Это позволит адаптировать метаногенез не только ко всем видам сельскохозяйственного сырья, но и к любым видам отходов. Важным преимуществом такого подхода является возможность использовать в процессе производства энергии биомассу, насыщенную водой в любой степени. Довольно широкое распространение уже получили метаногенераторы, подвергающие очистке сточные воды. В экологическом плане это уникальный процесс, способный обеспечить очистку окружающей среды, в том числе самых грязных и токсичных органических отходов, конвертируя органические соединения в газообразное топливо.

- Звучит заманчиво и обнадеживающе. Появилась надежда, что наша Москва-река, да и ближайшие подмосковные реки станут чище?

- Безусловно, и это далеко не единственная польза от реализации данного метода. Особым преимуществом метаногенеза является восстановление минеральной части биомассы в эффективное органическое фосфатно-калийно-аммоний-ное удобрение. Таким образом, мы устраняем основную причину, ограничивающую производство фосфатных удобрений. Метаногенез - это поистине уникальный процесс, способный в значительной степени регенерировать минеральные удобрения, вносимые в почву при культивировании сельскохозяйственных растений. Это делает метаногенез технологически и коммерчески привлекательным процессом.

- Полагаю, этот процесс привлекает не только российских ученых и промышленников?

- Да, конечно, ведь и проблема утилизации бытовых и промышленных отходов общая для всех. К тому же в европейских странах, где дефицит свободной территории очень велик, цена на энергию высока, а экологические стандарты строги, уже приняты законы по значительному сокращению и предотвращению поступления органических отходов на свалки. Их собирают раздельно или тщательно сортируют на фракции (металл, стекло, пластик, текстиль, бумага, пищевые и садовые отходы), которые соответствующе обрабатывают. При этом органические вещества используют как сырье для получения удобрений (компоста) и дополнительной энергии, образующейся после анаэробной трансформации: органическое вещество - биогаз - электричество. За относительно короткий срок во многих странах мира была создана целая индустрия по производству биогаза. Так, в Дании уже работает 18 централизованных биогазовых заводов, осуществляющих ежегодно конверсию 1,2 млн. тонн биомассы, из которых три четверти - отходы животноводства и четверть - прочие органические отходы. А в Германии для сельскохозяйственного потребителя работает около 4000 биогазовых установок. Активно биогазовая индустрия развивается в Корее, Тайване, США, Канаде, Японии, Китае и других странах.

- Позволю себе немного пофантазировать. Каждый московский дом или комплекс жилых строений имеет свою установку для метаногенеза. А в качестве «топлива» для уникальной котельной нового типа служит тот самый бытовой мусор, который мы спускаем в желоба мусоропровода или выносим к уличным контейнерам.

- Картину вы нарисовали действительно заманчивую, но, увы, пока нереальную. Дело в том, что горожане пока так и не научились, да и не стремятся овладеть культурой быта. В свое время была такая идея - помочь сельским жителям кормить животных, так сказать, объедками с городского стола. И что же вышло? Люди сваливали в эти баки и ведра бог знает что. Сельчане вскоре были вынуждены с возмущением отказаться от «пищевых добавок», приправленных битым стеклом и консервными банками. Однако в принципе такая идея - не вывозить бытовой мусор за семьдесят верст, а утилизировать его на месте - конечно же здравая, и она требует своего воплощения. Точнее сказать, сама жизнь наша мегаполисная нас к ней подводит. Кроме того, сегодня городским властям предстоит решать еще одну важную проблему - сделать городской транспорт экологически чистым. Так вот, принципиально решена проблема использования биогаза в качестве автомобильного топлива. Это стало возможным благодаря развитию современных методов отделения метана от углекислоты, приводящих к повышению калорийности топлива. Качество биогаза может быть достаточно высоким для использования в энергетических установках. Не менее эффективно его применение в газогенераторах для производства электроэнергии и тепла. Биогаз легко совмещается с природным газом и может быть использован в существующих потребительских газовых сетях.

Кроме того, из него можно получать диметиловый эфир для двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта. Не менее значим проект получения этанола с последующей конверсией в смесь углеводородов. Он получил название «Биобензин». Современные методы конверсии биомассы позволяют создать основы превращения лигно-целлюлозного сырья в растворимые сахара с последующей конверсией в этанол. Причем исходным сырьем могут служить любые формы целлюлозных отходов, включая отходы сельскохозяйственного производства и муниципального хозяйства.

В Москве концентрируются разнообразные отходы, способные быть сырьем для производства биобензина. В частности, пищевые отходы - 0,79 млн. тонн, биологические отходы - 0,2 млн. тонн, медицинские отходы - 0,24 млн. тонн, древесно-растительные отходы - 0,16 млн. тонн. В сумме это составляет 1,39 млн. тонн в год. Из такого объема можно получить 300 - 380 тысяч тонн высококачественного биобензина. А это составляет около 10 процентов потребления автомобильного топлива Москвы. Однако ресурсные возможности получения биотоплива для нашего города можно существенно увеличить, если использовать отходы сельского хозяйства Московской области.