До последнего времени в нашей стране проблема использования биотоплива не значилась в числе актуальных. Причина понятна – при наших-то запасах нефти, газа и угля всякие там альтернативные виды топлива, да и альтернативные источники энергии вообще, всерьез не воспринимались. Тем не менее, несмотря на то, что по сию пору мы являемся «энергетической державой», нам так или иначе приходится встраиваться в мировой тренд. А тренд этот связан с поисками новых видов топлива, альтернативных традиционным энергоносителям.
Дело в том, что традиционные энергоносители – нефть, газ и уголь – из года в год становится добывать все труднее и труднее. Старые месторождения исчерпываются, а для освоения новых необходимы серьезные капитальные затраты, срок окупаемости которых будет находиться в прямой зависимости от цены на эти энергоресурсы.
Иными словами, нефть, газ и уголь обещают дорожать. Даже применение новых технологий, например гидроразрыва пластов и горизонтального бурения, не обещает нам дешевизны. Кроме того, сами запасы традиционных энергоресурсов на планете также снижаются.
Волей-неволей приходится искать альтернативы. Одна из таких альтернатив – это как раз биотопливо, получаемое из растительных отходов, являющихся, по сути, возобновляемым ресурсом .
Конечно, пока еще никакое биотопливо не может сравниться с традиционными энергоносителями, однако в некоторых странах оно начинает уже занимать существенную долю, доходя до 20–30% в общем объеме используемых энергоресурсов. Все это, как мы понимаем, связано с правительственной политикой, стимулирующей переход на альтернативные источники энергии. Подвижки в этом направлении наблюдаются теперь и в нашей стране, доказательством чему является государственная целевая программа, поддерживающая исследования в данной области. Как раз при финансовой поддержке в рамках этой программы ученые Института теплофизики СО РАН создали разработку, которая по итогам минувшего года была признана одной из лучших.
Пусть это покажется странным, на первый взгляд, но ученые экспериментировали с отходами переработки соломы, проверяя их теплотворные способности. По-научному эти отходы называются «лигнин».
Говоря точно, лигнин – это сложное полимерное соединение, содержащееся в одревесневших частях растений. В соломе злаковых культур его содержится до 20%. В чистом виде лигнин представляет горючий порошок, и о его пожароопасных свойствах хорошо известно. При определенных условиях он может самовозгораться, что является большой проблемой для так называемых «лигнохранилищ», которые могут отравить округу едким дымом.
А ведь, по большому счету, это бросовое сырье, коего в каждой стране с достаточно развитым земледелием – полным полно. И возникает закономерный вопрос относительно его использования или утилизации. Изготавливать на основе лигнина биотопливо – одна из заманчивых перспектив, особенно для тех стран, где растительного сырья много, зато с традиционными энергоносителями не очень хорошо. Так, например, правительство Украины не так давно серьезно озаботилось этой проблемой. В принципе, определенное количество лигнина уже сжигается в энергетических установках. Вопрос только в том, в каком виде это делать. Как обрабатывать сырье, чтобы сделать его максимально пригодным для этих целей? Чаще всего из лигнина делают брикеты и гранулы. Другой подход – получать на его основе более простые соединения, то есть подвернуть лигнин химической обработке. Новосибирские ученые из Института теплофизики СО РАН предложили, можно сказать, третий вариант, как раз и получивший высокую оценку.
Сама научная задача, за решение которой взялись наши специалисты, напрямую связана с тем, что у нас в стране наконец-то стали создаваться предприятия по переработке соломы. Из нее извлекают целлюлозу, давно уже широко применяющуюся в промышленности. Для этого используются специальные аэродинамические аппараты, позволяющие отделять друг от друга различные «фракции» обрабатываемого сырья, то есть отделять целлюлозу от лигнина. Насчет применения целлюлозы вопросов нет. Тут все понятно. Необходимо было решить, что нужно делать с остающимся лигнином. Здесь, как мы сказали, он является отходом производства. Выбрасывать его не совсем разумно. Поэтому было решено найти для лигнина полезное применение. Если применять его в качестве топлива, то как это сделать наиболее эффективно? Ведь само предприятие, где перерабатывается солома, также нуждается в источнике энергии. И лигнин, вроде бы, вполне подходит для этой цели.
В чем оригинальность новосибирской разработки? Напомним, что в Институте теплофизики давно уже экспериментируют с механо-активированным углем. Для этого в наличии ученых есть уникальный для нашей страны (и не только) стенд, где как раз осуществляются такого рода испытания.
На специальном дезинтеграторе уголь подвергают особому помолу, а потом отправляют в топку, которая по своей мощности соответствует полупромышленному образцу (то есть вполне могла бы разместиться в небольшой поселковой котельной). Как мы уже неоднократно писали, уголь, обработанный таким вот образом, может гореть не хуже газа и мазута, давая хороший факел . Ученые экспериментировали подобным образом с разными видами углей, и имеют достаточно хорошую эмпирическую базу на этот счет. Процесс получения тепла здесь отработан замечательно.
То же самое проделали и с лигнином. Результаты оказались вполне обнадеживающими. Как заметил заведующий отделом теплоэнергетики Анатолий Бурдуков, «испытания показали, что горит лигнин вполне прилично, дает хороший факел. Его теплотворная способность примерно такая же, как у бурого угля». Иными словами, эксперименты дали положительный результат. Другой вопрос – как дело продвинется дальше, насколько будет поддержано само начинание, связанное с переработкой соломы? Ведь переход на новый вид топлива целесообразен только тогда, когда оно поступает потребителю, что называется, непрерывным потоком. Пока же у нас потоком идет нефть и газ. И если государство отрешится от поддержки альтернативных видов топлива, судьбу указанных проектов предсказать не сложно. И новосибирские ученые понимают это прекрасно.
Олег Носков
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии