http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=62d3ad68-0590-4d58-85b8-08e2a054b549&print=1© 2024 Российская академия наук
В России было бы правильно развивать биотехнологии ферментативной переработки целлюлозы и гемицеллюлозы с получением биоэтанола. Эти соединения есть в любом растительном сырье: и в древесных отходах, и в соломе.
В каких направлениях, на Ваш взгляд стоит развивать технологии его получения?
— Наиболее перспективно использовать отходы лесной и пищевой промышленности, а также сельскохозяйственного производства. Это самое дешёвое сырьё, которое только можно себе вообразить.
— Если говорить о получении биоэтанола, на мой взгляд, в первую очередь имеет смысл развивать биотехнологии ферментативной переработки целлюлозы и гемицеллюлозы с получением этилового спирта в качестве конечного продукта. Эти соединения есть и в древесине, и в соломе и т. п. Можно сказать, что эта технология отдалённо напоминает более понятное многим из нас получение самогона. Коэффициент полезного действия, думаю, составит 70-90 процентов. То есть энергозатраты будут меньше, чем при производстве бензина из нефти. Основных проблем, с которыми связано внедрение этих технологий, на мой взгляд, три. Первая из них касается преобразования исходного сырья в необходимую биомассу: древесину, например, перед ферментативным процессом нужно измельчить, чтобы обеспечить хороший контакт биомассы с катализатором — энзимом. Наиболее приемлемый метод на сегодняшний день — это т.н. «тепловой взрыв». Но эта технология энергозатратна, к тому же защищена международными патентами, и, на мой взгляд, правильнее искать собственные подходы, чем покупать лицензию.
Вторая проблема связана с отходами переработки биомассы. Дело в том, что растительное сырьё состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, который ферментации не подвергается. В лабораторных условиях и целлюлозу, и гемицеллюлозу ферментировать у нас умеют. Соответствующие разработки, например, есть на кафедре энзимологии химического факультета МГУ им. Ломоносова. Остаётся вопрос — куда девать лигнин? Это ценное химическое сырьё, но в российской промышленности пока практически не используется.
Третья проблема связана с самим процессом ферментации. Конечный продукт, спирт ? как этиловый, так и его высшие гомологи (так называемые «сивушные масла») ? тормозит процесс превращения целлюлозы. Необходимо найти оптимальное время для осуществления процесса, максимальную концентрацию, при которой он потребует минимальных затрат энергии, наконец надо найти сам метод извлечь спирт из браги, на который необходимо минимум энергии. Впрочем, принципиальной из этих проблем является только поиск аналога «теплового взрыва». Остальное — вопрос развития технологий.
Есть и другие пути для получения биотопливо. Мы можем, например, превратить древесину в биогаз, либо в синтез-газ (смесь СО и водорода). Из синтез-газа можно делать всё, что угодно: и бензин, и дизельное топливо, и авиационный керосин. Сразу после Второй мировой войны СССР сумел вывезти из Германии заводы синтетического жидкого топлива, которые работали по этой технологии. Их разместили в Ангарске, всё было подготовлено к тому, чтобы начать производство топлива из угля, из любого углеродсодержащего сырья. Но затем в Совете министров решили: СССР как нефтяной державе это не надо, и все было загублено. Остались только считанные лаборатории, которые занимаются научными исследованиями в этом направлении. Хотя сейчас это направление, у нас фактически разваленное, всё же возрождается.
В общем, ферментативный путь дешевле, менее энергозатратен, но и сложнее, чем путь газификации. Однако я считаю, заниматься надо и тем и другим.
Но Вы неоднократно утверждали, что биотопливо — промежуточный путь. Может, всё-таки не стоит этим заниматься, если в России нет оптимальных для страны технологий?
— Да, биотопливо, конечно, не панацея в решении энергетических проблем. Но, тем не менее, полагаю, что у нас должна быть национальная программа, которая постоянно держала бы развитие «биотопливных технологий» (прежде всего базирующихся на возобновляемом сырье) в поле своего зрения. В экономике страны, а тем более в энергетике не бывает мелочей. Именно поэтому крупнейшие нефтеперерабатывающие компании, такие как Shell, BP держат эту тематику в центре своего внимания. Европейские страны не только спонсируют фермеров, производящих растительное сырье для биодизеля и биоэтанола, но всё в больших и больших объёмах закупают в России пеллеты (топливные гранулы из спрессованной нетоварной древесины — ред.). И дело не только и не столько в том, что у многих из этих стран нет газа и нефти. Сегодня во всём мире серьёзный интерес к возобновляемым источникам энергии, и в первую очередь к растительному сырью, проявляют страны, где заботятся об окружающей среде, и Европа не исключение.