Българи решават енергийните проблеми на Европа
С много ентусиазъм и добри намерения, както и с помощта на 3000-годишната китайска цивилизация, наши учени и предприемачи правят нещо повече от бизнес
Проф. д-р Байко Д.Байков, дн
Град Нанджинг, древната столица на Китай, е с население колкото е това на България и с паметници на културата - колкото има половин Европа. Намираме се в огромен и удивително подреден парк, недалеч от мавзолея на Сун-Ят-сен и гробницата на династията Мин. Тук са разположени 18-те факултета на Аграрния университет, намиращ се на пето място по рейтинг сред стоте елитни висши училища на най-многолюдната държава в света. В университета се обучават над 50 000 студенти, но той е световно известен и като научен център в областта на аграрните науки, животновъдството, ветеринарната медицина и екологията. Тази широка палитра от научни интереси и върхови научни постижения е притегателния център за учени от 56 страни, които провеждат своя XV Конгрес по екология и хигиена на животните с императивите на нашето време - устойчиво развитие на селското стопанство и здравословна жизнена среда. Именно по време на този конгрес се оказва, че между интересните научни достижения е и българското откритие, че листата на малко известното в Европа азиатско растение Паyловния, имат бактерициден ефект, т.е. убиват болестотворните микроорганизми, в т.ч. и такива които предизвикват смъртоносни болести при човека и животните. Това качество на Паyловнията е останало скрито за китайците, които иначе са горди, че за 3000 години са разгадали всички тайни на това удивително растение и са селекционирали толкова много негови видове. Някои от тях са удивително красиви цъфтящи дървета в парковете, други се използват като строителен материал за къщи, мебели и кораби, а трети са безспорни лидери сред широко използваните в Азия енергийни култури. Разбира се, 8-те страници научна публикация не казват нищо за трудния път на няколко българи, които направиха „граждани на България“ растенията от едно екзотично семейство, известни с много наименования: изумрудено дърво, императорско дърво, дърво на дракона и т.н. Гордо можем да кажем, че победното шествие на Паyловнията като енергийна култура в Източна и Средна Европа, започва от България.
С корени и у нас
Прелитайки над 8000 км по права линия от Китай се озоваваме в Пловдив и, в един от кварталите на града, на ъгъла между две улици откриваме фирмен офис,който привлича погледа с множество саксии с непознати растения и с десетина високи над 5 м подобни на корабни мачти дървета. Собственикът на фирмата, която се помещава там, Боян Ангелов, в продължение на часове разказва за удивителното растение, което е световен рекордьор по ефективно усвояване на въглеродния двуокис от въздуха и по синтез на растителна биомаса. Оказва се, че един от пътищата за намаляване на въглеродния двуокис във въздуха и избягване на неблагоприятните климатични промени, е той да се „заключи“ в растителните клетки и по-точно в молекулите на целулозата, където от замърсител на въздуха да се превърне в енергоносител. Всички растения усвояват въглероден двуокис, но при някои този процес е по-интензивен,което е свързано с много интензивно образуване на биомаса. По тази причина тези растения привличат погледите на еколози и енергетеци. Сред тези растения абсолютен рекордьор, не само по интензивност на усвояване на въглерлоден двуокис, но и по интензивност на растежа, са някои видове Паyловния.
Може да се окаже, че този вид има епохално значение за съвременната енергетика, а защо не и за цялото човечество. В наши дни в рамките на година използваме изкопаеми, които планетата е създавала в продължение на 300 000 години. Изчерпването на тези енергоносители е въпрос на десетилетия. По тази причина енергетиката на всички развити страни е насочена към откриване на алтернативи. В приетата на европейско ниво директива, известна с наименованието „Европа 2020“, се повелява към 2020 г. 20% от енергията в ЕС да е от възобновими енергийни източници. Вече се реализират конкретни програми с огромни инвестиции за научни изследвания, прилагат се и практически подходи. У нас например, в завод „Титан“ край Златна Панега, вече 24% от енергията се получава от биомаса, т.е от възобновим енергиен ресурс.
Биомасата като панацея
Защо учени и предприемачи очакват биомасата да се превърне в панацеята за решаване на енергийните проблеми на Земята? Тя е устойчив енергиен ресурс, реално неизчерпаем, тъй като използва енергията на слънцето и я акумулира и съхранява като енергия на химичните връзки на органичните вещества /основно въглехидратите и между тях – лигнина и целулозата/. Замяната на изкопаемите горива с алтернативни енергийни източници, в т.ч биомаса, намалява емисиите на парникови газове и последиците от климатичните промени. И още нещо, което е особено важно: понятието биомаса е широкообхватно. То включва и гигантската секвоя, и водораслите; млякото, месото, органичните торове и труповете от животните, както и утайките от пречиствателните станции. Съвременните промишлени технологии позволяват оползотворяването на биомасата като енергоносител (независимо от кое звено на трофичната верига е) да става с еднотипни технологични решения и технически средства.
Пълно оползотворяване
При толкова безспорни предимства на биомасата като енергиен източник, възниква въпросът защо човечеството незабавно и повсеместно не реши енергийните си проблеми чрез използването й. Отговорът на този въпрос може да намерим, прелитайки още няколко хиляди километра, този път на запад. Край гр. Фехта в северозападната част на Германия, се намира университетско градче със средна възраст на населението 26 г. Тук автомобилите са пренебрегнати за сметка на „море“ от велосипеди. В близост до града вече почти десетилетие успешно работи една от най-големите биогазови инсталации в Европа. Тук производството на газово гориво от органични отпадъци, съпоставимо по ефективност с природния газ, е резултат на многовековен опит – от Древна Асирия и Вавилон до днешния ден, когато в света работят над 13 млн. биогазови инсталации, от които 11 млн. в Китай. Инсталацията във Фехта е „витрина“ на съвременната енергетика на Германия, тъй като произведеното от добитата там биогаз електричество е със себестойност еднаква с тази на електроенергията произведена във ВЕЦ или АЕЦ, т.е евтина и в голямо количество. Освен това при метановата ферментация се получава и биошлам - незаменим продукт за повишаване на плодородието на почвата, който съдържа всички необходими за растенията химични елементи и е алтернатива на минералните торове.
Количество и качество
Постигнатото край край Фехта ни кара да се замислим защо с няколко такива биогазови инсталации не решим енергийните проблеми в страната си. Но ето, че погледът ни се спира върху планината от царевичен силаж, складиран до инсталацията. За нейната целогодишна работа с мощност 526 КВт електрическа енергия и 600 КВт топлинна енергия е необходим 7395 т царевичен силаж и 202 т зърнени култури. Това са приблизително 800 товарни вагона с растителна биомаса. В България през последните години около 30% от обработваемите земи се използват за култивиране на енергийни култури – основно рапица, която се изнася. И тук възниква въпросът: Какъв трябва да бъде изборът в аграрната политика: храна за хора и животни или енергийни култури и екологична енергетика? За страни като България - с малко обработваеми площи, с огромни територии ерозирали и увредени от добивната промишленост земи, е необходимо прецизно балансиране. Налага се да потърсим решение сред нехарактерни за нашите климатични условия енергийни култури с бърз растеж, високи добиви, възможност за машинна обработка на насажденията, ниска себестойност и т.н. а ето, че Паyловнията притежава всички тези характеристики и вече е сред нас.
Науката говори
Опитите за производство на биогаз от растителна биомаса в България започват през 2010 година от колектив от учени в състав: проф. д-р Б.Байков, дн, доц. дн Теодора Попова, доц. д-р Запрянка Шиндарска, доц.д-р Ботьо Захаринов, проф. д-р Георги Тивчев и гл.ас.д-р Веселин Киров. Преди това в продължение на 3 десетилетия са провеждани експерименти и изградени биогазови инсталации, които използват като суровина отпадъчна биомаса – предимно органични торове и утайки от пречиствателните станции за отпадъчни води. Въпреки добрите резултати, себестойността на произведения биогаз е много висока, което неприемливо оскъпява и произведената електрическа енергия. Учените стигат до заключението, че е целесъобразно да се увеличи количеството на произвежданата енергия като се смеси тор и растителна биомаса. Най-нисък добив на биогаз се получава при използване само на органични торове – от говеда, свине или птици. Внасянето на традиционни за Германия например енергийни култури като царевичен силаж или захарно цвекло, позволява да се повиши с 50% количеството на получения биогаз. При използване на листа или силаж от Паyловния резултатът по отношение на добива на биогаз и на неговите качества е еднакъв с този при използване на смеси с царевичен силаж или захарно цвекло. При опитите е категорично доказано, че биомасата от Паyловния може успешно да замени дефицитните за България енергийни култури, а биологичните особености на това растение, правят тази замяна изключително целесъобразна.
Паyловния vs. царевица
В България царевицата е едногодишно растение, а от Паyловния елонгата могат да се получат три откоса за вегетационен сезон, което означава два пъти повече биомаса в сравнение с царевицата. Особено важно за земеделието в нашата страна е че насажденията от Паyловния подобряват структурата на почвата и „лекуват“ ерозията. Натрупаният в Азия опит показва, че плантации от Паyловния могат да се създадат не само върху ерозирани терени, но и върху такива, чиято структура на почвата е силно нарушена в резултат на различни дейности в добивната промишленост.
Успешните опити с Паyловния, като субстрат за производство на биогаз, решават и друг проблем. Последните десетилетия на ХХ век се характеризират с химизация на селското стопанство, достигнала мащабите на химическа война срещу екосистемите. Замърсяването на почвите и подпочвените води с азотни съединения е реална заплаха за здравето на човека и природата, поради което в ЕС бе приета т.нар. Нитратна директива. Тя ограничава внасянето на азот в почвата до 170 кг/ха обработваема земя годишно. За да се осигурят необходимите количества биогенни елементи в растенията, каквито няма в минералните торове (например магнезий, калий, мед, цинк), се използват органични отпадъци от бита и от селскостопанските животни. Достигането на оптималната доза на необходимите за растенията елементи в почвата, само на основата на тези източници обаче, означава превишаване на лимита от 170 кг/ха азот. Решаването на проблема е възможно при използване на смеси от субстрати с участие на енергийни култури и преди всичко на Паyловния. Произведения биошлам от тези смесени субстрати осигурява тригодишно високо плодородие на почвата, като изключва наличието на болестотворни микроорганизми и яйца на паразити, т.е гарантира здравето на човека и на екосистемите.
Потенциал за развитие
Днес промишленото производство на биогаз в България прави първите си стъпки. Досега са проектирани четири биогазови инсталации, в технологията на които задължително участва смес от субстрати, включваща по немски модел царевичен силаж. Но ето че страната ни има шанса да се наложи като производител на една алтернативна енергийна суровина с безспорни качества и потенциал, а защо не и да затвори цикъла с производството на енергия, достатъчна да покрие собствените ни нужди, а дори и много повече…
Всички статии можете да изтеглите и прочетете ТУК.
