В контексте развития экологичных (возобновляемых) источников энергии одну из ведущих позиций занимают биогазовые технологии. Переработка органических отходов в биогаз, способный дать до 20% энергобаланса страны, может стать ответом на вызовы нового времени и для России.
Традиционная биогазовая технология подразумевает брожение биомассы с выделением газов — в основном, это метан и углекислый газ, с небольшими примесями сероводорода. Наибольший интерес в этой смеси вызывает метан — газ, который можно «превращать» в электроэнергию или топливо для автомобилей. Однако в классической технологии выход метана составляет не более 70% и в дальнейшем требуется доочистка биогаза. А это дополнительные затраты времени и средств.
Ученые НИИ биологии и биофизики ТГУ нашли способ усовершенствовать технологию, используемую во всем мире на протяжении нескольких веков.
— С помощью электроактивации мы увеличили скорость брожения биомассы в три раза. При этом — что самое главное — нам удалось добиться того, что содержание углекислого газа на выходе управляемо стремится к нулю. То есть в результате процесса брожения мы получаем уже не смесь газов, а почти чистый биометан, — поясняет сотрудник НИИ ББ Александр Яговкин.
Процесс сбраживания биомассы при обычной технологии идет с небольшой скоростью, поскольку метанобактерии, участвующие в переработке, очень медленно размножаются и развиваются. Электрическая активация среды постоянным напряжением позволяет придать бактериям дополнительную энергию и ускорить их «работу». Затраты на эту активацию возвращаются сторицей (до 10% энергии в плюсе).
Производство биогаза помогает решить не только энергетический вопрос, но и ряд экологических вопросов.
— Мы обсуждали эту тему с руководством томского свинокомплекса, — рассказывает Алексей Коледов, НИИ ББ. — Предприятие ежедневно производит две тысячи тонн отходов. Это большая экологическая проблема. В то же время, если эти отходы переработать в соответствующих установках на биометан, то, исходя из данных свинокомплекса, при переработке всех отходов можно получить в два раза больше электроэнергии, чем требуется самому предприятию. А остальное выводить в городскую сеть.
Разработку томских ученых высоко оценили за рубежом. Крупная европейская компания, построившая более 10% биогазовых станций в Германии, заинтересовалась идеей томичей.
— В Германии биогазовые технологии развивались издавна, сейчас там уже достаточное количество станций по переработке биомассы. Однако они постоянно ищут новые решения этой задачи, и наша разработка, позволяющая значительно улучшить качество работы станции (скорость переработки и чистоту биометана), не могла их не заинтересовать, — говорит Коледов.
Сейчас создатели новой технологии производства биогаза выходят на стадию полупромышленной установки. Предложенная ими разработка может найти широкое применение и в России. Она позволит сократить сроки окупаемости станций (по предварительным оценкам, это
— Идея любой инновационной технологии лежит на стыке нескольких наук, — подчеркнул директор НИИ ББ Сергей Воробьев. — Междисциплинарность лежит в основе научной деятельности университета. Глубокое понимание основ химии и биологии позволяет нашим специалистам выдвигать новые идеи и воплощать их в реальность.