http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=5d521a9a-bb17-4af5-8145-de1471919e0f&print=1© 2024 Российская академия наук
Почему атомщики и нефтяные гиганты заинтересовались микроводорослями? Как эти растения могут замедлить глобальное потепление? Можно ли делать топливо на заказ?
Об этом корреспондент "РГ" беседует с руководителем рабочей группы российско-американской комиссии по инновационной энергетике профессором Львом Трусовым.
Российская газета: Когда-то молодой физик Флеров привлек внимание Сталина к атомной проблеме, написав, что как-то подозрительно исчезли публикации на эту тему. Это стало сигналом для России развернуть работы в данной области. Биотопливо известно давно, но что-то не заметны "позывные" его грядущей эры, о чем сейчас говорят некоторые ученые.
Лев Трусов: И тем не менее такие сигналы есть, и для специалистов они очевидны. Например, в этом году на авиашоу в Британии самолет взлетел на топливе, полностью произведенном из водорослей. Все были поражены, ведь в баке не было ни капли топлива из нефти.
РГ: Но автомобили давно заправляются биоспиртами, биодизелем и другими био, и это уже никого не удивляет.
Трусов: Верно. Уже лет 15 биотопливо пытается заявить о себе, но нефтяные гиганты относились к этому совершенно безразлично. Потому что для них все эти био, что слону дробинка, а проблем с ними выше крыши. Скажем, производство биодизеля - это сложнейший технологический цикл. Растения надо целый год выращивать, потом за недели собираете урожай, перерабатываете это масло в топливо, и целый год ждете нового урожая.
Иное дело водоросли. Их огромное преимущество - фантастическая скорость роста. Они способны удваивать свою массу несколько раз в день. Ни одно другое растение здесь даже близко не стоит. И ресурс этой биомассы огромен. Важно, что это возобновляемые ресурсы, а значит, человечество уже может не опасаться за будущее своей топливной базы.
РГ: Итак, уже сегодня можно получать биотопливо, минуя стадию нефти, без головной боли, связанной с ее очень дорогой и сложной переработкой.
Трусов: Конечно. И не потребуется традиционная нефтехимия, не придется прокладывать тысячекилометровые трубопроводы, что сэкономит миллионы тонн металла. Кардинально изменится облик целой отрасли.
Как же выглядит производство моторного топлива из водорослей? Они неприхотливы, им нужен минимум пищи - углекислый газ, вода, микроудобрения, а также свет для фотосинтеза. И это можно получить на любой тепловой электростанции, на многих заводах, где углекислый газ попросту валит из труб. Вместо того чтобы загрязнять атмосферу, мы загоняем его на плантацию, где он "кормит" водоросли - сырье для будущего топлива. Снимаем урожай практически каждый день, а затем по давно известным технологиям перерабатываем его в моторное топливо.
Важно отметить и еще одно уникальное достоинство водорослей. Процессом их роста можно управлять, меняя состав компонентов, из которых они состоят. Например, быстрее всего они растут, когда в них преобладает белок. Но такой состав растения для моторных топлив невыгоден. Куда лучше, если будет больше жиров. Именно они являются основой для получения топлива. Отсюда ясна наша стратегия. Мы даем растению с преобладанием белка быстро вырасти, облучая его красным светом, а потом резко меняем его на синий. Это для него сильнейший стресс. Оно начинает бурно вырабатывать липиды, то есть те самые жиры. Так из водоросли получается энергетическая биомасса, пригодная для производства, например, бензина.
А вообще в перспективе, меняя режимы управления, можно "заказать" водоросль под конкретное топливо - бензин, керосин, дизель. Более того, из них можно получать продукты химической индустрии, например, каучук.
РГ: Сколько надо перелопатить этих растений, чтобы по эффективности сравняться с нефтью? Не придется ли под плантации отводить огромные площади?
Трусов: Они не больше, чем при добыче, транспортировке и переработке нефти. А если сравнивать эффективность переработки, то нефть, конечно, проигрывает. Ведь выход моторных топлив из одной тонны "черного золота" у нас не превышает 15-20 процентов. У водорослей эта цифра доходит до 70. Кроме того, две трети энергии, которая содержится в тонне нефти, тратится на производство моторных топлив. Существенный минус. И здесь водоросли просто вне конкуренции. Затраты энергии для получения биоаналога бензина или керосина в разы меньше.
РГ: Кто-то скажет, что плантации водорослей рядом с предприятиями смотрятся как-то несерьезно, напоминают этакие "живопырки". Другое дело - мощные нефтезаводы. Это масштаб, это солидно.
Трусов: Здесь и заложено огромное преимущество биотоплива. Сегодня мы на месторождении в суровых условиях Сибири или даже за Полярным кругом ведем добычу, потом на тысячи километров качаем это сырье на заводы, где получаем топлива, и железнодорожными составами развозим потребителям. Это же крайне неэффективный монстр, пожирающий огромные деньги. А плантация позволит получать моторное топливо прямо на месте, рядом с потребителем. Экономия колоссальная.
РГ: Но зачем тепловой станции или заводу дополнительные проблемы, у него своих проблем хватает. Зачем натуральное хозяйство?
Трусов: Во-первых, кто же против иметь собственное топливо. Но, конечно, моторными топливами будут заниматься специальные компании. Здесь есть еще важнейшая проблема, связанная с парниковым эффектом и Киотским протоколом. Известно, что за прошлый год, например, Украина получила более одного миллиарда евро от продаж своих квот на выбросы парниковых газов. Но важно подчеркнуть, что выделенные деньги нельзя потратить на что угодно. Это целевые инвестиции в технологии для дальнейшего снижения выбросов. Поэтому к водорослям сейчас в мире такой интерес. Они позволят получить в бюджет деньги из "копилки" ООН, так как при производстве моторных топлив поглощается огромное количество углекислого газа.
РГ: Энергетические водоросли уже вышли из стен лабораторий? И какова цена получаемого из них топлива?
Трусов: Американцы уже пустили около десяти опытных установок. Одна из них на Аляске. Хотят продемонстрировать, что даже в столь суровых условиях, где семь месяцев полярная ночь, система эффективна. Оказывается, что "растительное" топливо дешевле, чем привезенное за тысячи километров. Что касается цены, то она пока в 1,2-1,3 раза дороже, чем у аналогичного, произведенного из нефти. Но это естественно, ведь пока речь идет о лабораторных и опытных установках. Как только объемы производства возрастут, ситуация кардинально изменится. Думаю, не случайно уже сейчас американцы планируют к 2030 году половину своего моторного дизельного топлива производить из водорослей. Кстати, в 2010 году в эту сферу американцы направили более миллиарда долларов только в НИОКР. Вступила в гонку и Европа.
РГ: А что же Россия?
Трусов: Пока у нас нет ни одной опытной установки. Но что касается научных исследований, то мы имеем хороший задел мирового уровня. Сейчас надо быстрее переходить к реализации разработок. Кстати, только что сделан важнейший шаг в этом направлении. В РНЦ "Курчатовский институт" разработан и создан уникальный стенд, который позволит изучить механизмы процессов и создать научные основы технологий производства моторных топлив и химических продуктов из водорослей. Стенд открывает дорогу к созданию опытно-промышленной установки для получения топлива из водорослей.
Вообще я уверен, что мир стоит на пороге революции в производстве моторных топлив. Этот проект по своей значимости сравним с такой важнейшей для страны задачей, как создание в свое время ракетно-ядерного щита.