Использование травы в качестве биотоплива

Альтернативное топливо. Различные типы биомасс. Биотопливо. Все это звучит несколько запутанно для рядового человека. Однако, если мы говорим о биотопливе, например, то наши ноги топчут это самое биотопливо в прямом смысле!

Когда босоногий пацан в деревне или на даче запускает ввысь разноцветного воздушного змея или воздушные шары, то биотопливо прессуется прямо под его ногами. В городе мы не видим заводов по производству биотоплива и его переработке, но в деревне… Посмотрите на корову на российском лугу: масса ее тела фантастическая, но при этом чем она питается? Правильно, щиплет травушку. Трава поддерживает жизнь и дает энергию такому колоссальному биологическому «заводу», коей и является корова.

Если мы возьмем пример США, то до того, как страна была колонизирована белыми, огромные стада бизонов – американских буффало — бродили по бескрайним просторам прерий. Местным индейцам бизоны давали все. Они были источником мяса, одежды, даже строительным материалом (использовались те же шкуры). Эти огромные исполины – бизоны – жили только за счет энергии коротко-рослых трав.

Организму животного необходимо было выработать достаточно энергии, чтобы прогонять около тонны (!) воздуха ежечасно через свои могучие легкие, чтобы как бы охлаждать себя изнутри до нормальной температуры. Да, бизонам помогала выживать отличная «изоляция» в виде шкуры и огромная масса тела, но при этом вся эта «махина» из плоти и крови работала  на обычной траве прерий.

Может ли обычная трава использоваться в качестве биотоплива? А почему нет! Можно и нужно. Ведь трава может расти на малорентабельных, окраинных, неудобных землях, которые использовать с пользой как-то иначе практически невозможно.

«Нерентабельные земли – это довольно широкое понятие» — рассуждает Сюзанна Барт, ведущий научный сотрудник центра по развитию пищевой промышленности и землепользованию «Тигасс», расположенном в городе Карлоу, Ирландия. — «Эти земли находятся в весьма плачевном состоянии изначально, но и хорошие почвы могут стать малорентабельными вследствие наводнений, подтопления или, наоборот, за счет изнуряющей засухи. Также малорентабельные почвы часто чрезмерно засолены».

Эксперимент

Сюзанна ведет проект под названием «Грассмарджинс», который организован и финансируется Европейским сообществом. Основная цель проекта — найти ответ на вопрос: могут ли многолетние травы использоваться в качестве биотоплива для людских нужд?

Оптимизация, увеличение выработки урожая многолетних трав на нерентабельных землях является основной целью проекта, и эта оптимизация должна позволить получать из трав альтернативное биотопливо по конкурентной цене. Успехи в этом деле помогут компаниям, которые занимаются выращиванием и обработкой травы для производства биотоплива, более успешно конкурировать с обычными фермерами с их традиционной продукцией.

Таким образом, в рамках эксперимента были взяты многолетние травы европейского континента Овсяница, Ежа сборная, а также Вейник тростниковидный с целью протестировать, насколько они пригодны для искусственного выращивания в условиях, далеких от идеальных. В Ирландии ученые проявили максимальный интерес к заболоченным почвам и тем, что были подтоплены полностью или частично. В Северной Европе многолетним травам, чтобы выжить, приходится бороться с воздействием низких температур, а для Европы южной важным становится устойчивость растений к засоленности почв.

Задача в ходе эксперимента ставится следующая: нужно выбрать, какая конкретно трава лучше приживается на каких типах почв и на каких малорентабельных землях. Тогда можно будет выяснить, какую траву использовать в качестве сырья для анаэробного сбраживания и производства жидкого топлива или прессовать убранные травы в тюки, которые будут использоваться как топливо в печах. Горение травяных брикетов даст людям энергию тепла.

Брикеты из травы, которая срезается обычно в конце лета, не просто дают тепловую энергию. При сжигании они экологически более дружественны Природе, чем традиционные виды топлива. Речь идет о парниковых газах: при горении травяных брикетов их выделение в окружающую среду почти на 80% ниже, чем от сжиганий той же нефти или угля. Но какую траву выбрать в качестве сырья?

«Вполне логично, что одни типы многолетних трав будут лучше расти на определенных типах почв, другие будут чувствовать себя лучше на иных почвах. Очень маловероятно, что один тип травы будет чувствовать себя отлично на всех типах малорентабельных почв в разных условиях внешней среды» — говорит научный сотрудник центра «Тeagasc», эксперт по биоэнергетике Джон Финан.

Овсяница

Некоторые исследователи видят хороший потенциал для выработки биотоплива в естественных травах, которые прошли тестирование в ходе исследований.

«Трава Овсяница, например, весьма устойчива к солевым почвам, ее легко выращивать, она довольно легко принимается на новом месте, ее несложно косить и закатывать в тюки, прессовать в брикеты. Но урожаи ее не столь высоки, как хотелось бы» — говорит Джон Клиффтон Браун из Абериуститского Университета в Уэльсе, Англия. Он возглавляет исследовательскую программу по изучению и селекции тропической травы Миксантус, более известной как Слоновья Трава, которая уже довольно широко используется в качестве биотоплива. Проект Джона Клиффорда Брауна также призван протестировать Мискантус на ее устойчивость к серьезным вызовам со стороны окружающей среды.

«Трава Мискантус – отличный кандидат в качестве нового типа биотоплива с научной точки зрения» — рассуждает Николас Броссе, эксперт по направлению «Биотопливо» Университета в городе Нанси, Лотарингия, Франция.

«Трава эта не требует много влаги, содержит высокий уровень сахара, дает довольно высокую продуктивность. Мискантус относится к семейству многолетних растений, она не нуждается ни в азотных удобрениях, ни в гербицидах. Трава Мискантус представляет собой также неплохое укрытие для диких животных: птиц. Кабанов, различных насекомых» — добавляет Николас.

Он говорит, однако, что обнародованные цифры сбора урожая травы Мискантус с плодородных земель колеблются от 15 до 25 центнеров с гектара, и разумнее такие хорошие земли использовать под выращивание продуктов питания, нежели травы для биотоплива.

Какие земли использовать?

«Массовое выращивание травы Мискантус на плодородных землях в масштабах, аналогичных посевам зерна или кукурузы, не имеют смысла и не рассматриваются. Преимущество травы Мискантус и всего проекта именно в том, чтобы взять в оборот малорентабельные, проблемные, окраинные земли для получения нужной нам биомассы. Но таких землях конечный выход урожая травы будет, несомненно, ниже, чем на землях хорошего качества»

Николас Бруссе добавляет, что сама по себе идея использовать неплодородные земли для получения травяной биомассы очень хороша, но при этом нужна большая осторожность в оценке выхода конечного продукта с гектара в центнерах. Это во-первых. А во-вторых, не меньшую осторожность при вводе заброшенных неплодородных земель в оборот для производства биомассы требуется в плане оценки вреда, что неминуемо будет нанесен дикой природе и заболоченным территориям.

Выводы

Проект по использованию трав в качестве биотоплива привел к следующим умозаключениям. «Я не думаю, что какой-то особый вид трав будет доминантным на всех территориях, ибо различные сельскохозяйственные культуры лучше всего чувствуют себя на определённых землях. Я хотел бы подчеркнуть, что все типы биомассы локальны» — в свою очередь комментирует итоги экспериментов Брюс Дейл, эксперт в области сельскохозяйственных культур, используемых в качестве биотоплива.

Он работает в Мичиганском Государственном Университете в городе Лансинг, штат Мичиган, США и является главным редактором издания «Биотопливо, Биопродукция и Биопереработка».

«Я так полагаю: сначала нам следует начать использовать отходы сельскохозяйственных культур просто из-за их низкой себестоимости, а уж потом, после этого, можно переходить к энергоёмким травам типа Мискантус» — добавляет Брюс Дейл и развивает свою мысль дальше: « — С точки зрения теории идеальной будет целлюлозная биомасса растительного происхождения: она недорого стоит, легко перерабатывается, не требует большого количества удобрений. Мискантус – Слоновья трава – даст фору любой другой сельскохозяйственной культуре в этом плане. Я считаю, что и другие многолетние травы, такие как просо, некоторые другие луговые травы, а также столь специфическая биомасса — как молодая древесная поросль ивы — тоже дадут хороший урожай на определенных почвах и на определённых территориях».

Использование травы в качестве биотоплива приносит хорошие дивиденды, как в экологическом, так и в экономическом плане. За таким топливом – будущее. Однако, за нефтяными и газовыми корпорациями стоят сотни миллиардов долларов финансовой мощи, лучшие лоббисты отстаивают интересы традиционных топливных компаний в парламентах и правительствах самых разных стран на всех континентах.

За травяными брикетами же стоят разве что коровы на лугу, которые просто любят вкусную травку и – все. Нужно желание правительств развивать нечто альтернативное, нужны конкретные меры поддержки государств по развитию совместных биотопливных проектов хотя бы в развитых странах, чтобы трава приобрела важное энергетическое значение. Пусть и со скрипом, но первые шаги в этом направлении, особенно в ЕС, уже делаются.

Михаил Берсенев, Москва, по материалам зарубежных сайтов, 26.02.14 г.

В следующем видео показана в действии мобильная линия гранулирования соломы (Германия):