2 кг рослини=1 кг вугілля: нове рішення в альтернативній енергетиці для Півдня України

4 декабря, 2018

Як це не дивно, але сучасні проблеми, що пов’язані з використанням викопних видів палива, особливо з точки зору змін клімату, розглядалися ще у 1896 році шведським вченим Сванте Арреніусом. Він першим зауважив, що використання викопного палива може привести до глобального потепління.

Протягом останніх кількох десятиріч проблема стала гарячою темою. Це призвело до зростання ряду альтернативних джерел енергії, які є необхідними як для бізнесу, так і для населення. Зараз ситуація у світі змінилася – енергоносії стали дорогими, питання екології також стоїть дуже гостро. І ми по-іншому повинні подивитися на ті ресурси, що є навколо нас. Кожен регіон нашої країни має свою специфіку і широкі можливості. Тому постає питання, а що може запропонувати Південь України в цьому напрямку?

 

Однією з рослин, яка може бути використана для виготовлення біопалива є Міскантус гігантський. Два кілограми рослини дають стільки ж тепла, як і кілограм вугілля. Це дійсно гігантський злак, висота якого сягає 2,5-3 м. В Європі ця рослина більш відома, як «Слон-трава». Міскантус нагадує бамбук та, що важливо, має безліч переваг при вирощуванні: багаторічність (10-40 років), висока урожайність (до 150 т/га), морозостійкість та зимостійкість, невибагливість до ґрунтів. Дослідження, які були проведені в Тайвані довели, що міскантус дуже швидко пристосовується до ґрунтово-кліматичних умов. До того ж ще у 5 столітті цю рослину застосовували у Китаї, як протиерозійну. Сучасними науковцями вже доведені чудові протиерозійні якості міскантуса, він добре закріплює схили. Нещодавно вченими була розроблена технологія, яка дозволяє виготовляти посуд та пакувальний матеріал з цієї рослини. За висновками вчених міскантус має більш високий вміст целюлози в порівнянні з деревиною. За своїми властивостями – в тому числі довжині волокон – целюлоза з міскантусу близька до сировини з берези, осики, тополі. На сьогодні у світі зафіксовано 8,3 млрд. тонн відходів з пластику. До 2050 року при збереженні темпів його виробництва на Землі буде зосереджено вже 33 млрд. тонн таких відходів. Вирощування та впровадження в виробництво міскантусу допоможе скоротити використання одноразового посуду з пластику та стане джерелом отримання високоякісної целюлози.

Міскантус гігантський

Цікавим джерелом для виготовлення біопалива на Півдні України можуть стати водорості. Морські та прісноводні водорості швидко ростуть, не потребують полів, а одноклітинний характер спрощує їх переробку в паливо. На біопаливо водорості перетворюють нагріваючи їх до 300 0С та одночасно стискають. Такий процес фактично імітує виникнення нафти в надрах Землі. До того ж водорості можуть виробляти рослинну олію для виготовлення біодизеля та біонафту, яку можна перетворити на декілька видів пального. Технологія перероблення водоростей на біопаливо має подвійний екологічний ефект. Установки з водоростями треба розміщувати біля промислових об’єктів з великою кількістю викидів, тому що рослини потребують для активного зростання велику кількість СО2. Згідно з деякими джерелами, 0,4 га водоростей може давати від 5000 до 10 000 галонів нафти в рік, що робить водорості набагато більш продуктивними, ніж соя (50 галонів на 0,4 га), ріпак (від 110 до 145 галонів), ятрофа (175 галонів), целюлозний етанол з тополь (2700 галонів).Існує неймовірний потенціал для технології водоростей в області виявлення і виробництва ліків, спеціальних олій і ряду хімічних речовин. У цьому році експерти великої американської нафтогазової компанії «Exxon» заявили, що компанія може створювати біопаливо з водоростей в масовому масштабі. За словами нафтогазового гіганта компанія може виробляти 10 000 барелів на день біопалива на основі водоростей. Для цього у Каліфорнійської пустелі компанія побудувала прямокутні ставки, які заповнений солоною водою і яскраво забарвленими водоростями. У 2017 році після 9 років досліджень вчені компанії оголосили, що вони вирішили одне з ключових завдань для виробництва біопалива з водоростей. Шляхом уточнення певного гена в деяких видах, вони змогли змусити водорості виробляти у два рази більше жиру, ніж в дикій природі, не втрачаючи здатність швидко зростати. Цей жир можна перетворити в паливо. До того ж такі ставки потрібно розташовувати на непридатних для сільськогосподарського використання землях. Прісна вода також не витрачається, тому що для вирощування використовується солона вода.

У виробництві біопалива може допомогти й зелена маса амаранту. Амарант був визнаний культурою 21 століття, а для України  є досить новою культурою.Рослина має масу корисних властивостей. Він використовується в харчовій промисловості, у фармакологічній промисловості, при виробництві косметики та при виробництві кормових добавок для домашніх тварин. Високо цінується білок, що входить до складу цієї рослини. За якістю такий білок перевищує білок м’яса. Вчені з’ясували, що навіть з жому  амаранту можна отримати високоякісне біопаливо, а якщо змішати  його зпивною дробиною або іншими малоцінними субстратами, то рівень змісту метану  в біогазі збільшується в 9-10 разів. Використання жому замість звичайної фітомаси, в якій присутні корисні речовини, робить цю рослину економічно ефективною.Дослідження, які були проведені науковцями Словацького сільськогосподарського університету показали, що амарант, який був вирощений на забрудненому полі, має високу схильність поглинати важкі метали з ґрунту.

За прогнозами експертів в найближчому майбутньому попит на фіто масу, в якості недорогого екологічно чистого джерела сировини для виробництва біопалива, збільшиться. Енергетичні культури є важливою складовою біоенергетичного сектора ЄС. Європейська біоенергетична асоціація (AEBIOM) оцінює сьогоднішній потенціал енергетичних культур в Євросоюзі на рівні 44-47 млн. тонн н.е./рік. Одна з цілей ЄС на 2020 рік досягти 138 млн. тонн н.е. біомаси у валовому кінцевому енергоспоживанні. Тому пошуки нових енергетичних культур стають важливим енергетичним завданням й для Півдня України.

Текст: Євгенія Ткачова

Новости по теме

| | | | |