Где выращивают рис в японии. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ОЧИЩЕННОЙ ВОДЫ ГОРОДОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА

Генеральный директор МГУП Мосводоканал, к.т.н. С.В.Храменков,
Начальник управления новой техники и системного развития, к.т.н. М.Н.Козлов,
Главный специалист ИТЦ, д.б.н. Н.М.Щеголькова,
Главный специалист ИТЦ, к.б.н. А.Г.Дорофеев.
Ведущий инженер ИТЦ, к.б.н. В.Г.Асеева

Влияние деятельности человека на климат Земли значительно превышает воздействия факторов, связанных с естественными процессами в природе. Учёные уверенно утверждают, что изменение климата происходит через негативное влияние человека и именно человечество несет ответственность за загрязнение и за глобальное изменение климата. Из отчёта Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2 февраля 2007 года следует, что наблюдаемое с средины XX столетия повышение глобальных средних температур большей частью вызвано происходящим повышением концентрации парниковых газов. Глобальное повышение концентрации углекислого газа в атмосфере обусловлено, в основном, использованием ископаемых видов топлива в энергетической, транспортной, химической и других отраслях промышленности, а также при изготовлении цемента. Повышение концентрации метана и закиси азота вызвано преимущественно нерациональным сельским хозяйством.

В чем же заключается действие так называемых парниковых газов? Максимум спектра солнечного излучения, как известно, приходится на видимый диапазон. Это излучение почти беспрепятственно проходит через земную атмосферу, если только в ней нет облаков. Попав на земную поверхность или в воду, фотоны частично поглощаются, отдавая свою энергию, и частично рассеиваются — отражаются в произвольном направлении. Доля света, которая теряется за счет рассеяния, для Земли составляет 35—37%, а 63—65% солнечной энергии поглощается нашей планетой, что должно приводить к неуклонному росту температуры. Но она миллиарды лет остается почти постоянной благодаря оттоку энергии обратно в космос за счет теплового излучения Земли. Однако ряд газов, входящих в земную атмосферу, способен эффективно поглощать этот вид излучения снижая интенсивность теплового потока. В их числе углекислый газ, метан и водяной пар — так называемые парниковые газы.

Парниковые газы химически стабильны и сохраняются в атмосфере от десяти лет до нескольких столетий и дольше, поэтому их выбросы оказывают долговременное воздействие на климат. Эти газы долгоживущие и они хорошо перемешиваются во всей атмосфере гораздо быстрее, чем удаляются из нее. В результате парниковый эффект не зависит от места конкретного выброса СО2 или иного парникового газа. Фактически любой локальный выброс оказывает глобальное действие.

Прогнозы учёных-климатологов о неуклонном росте глобальных температур привели к тому, что ряд государств, корпораций и отдельных людей пытаются предотвратить глобальное потепление или же приспособиться к нему. Многие экологические организации ратуют за принятие мер против изменения климата, в основном потребителями, но также на муниципальном, региональном и правительственном уровнях. Некоторые также выступают за ограничение мирового производства ископаемых видов топлива, ссылаясь на прямую связь между сжиганием топлива и выбросами CO2.

На сегодняшний день основным мировым соглашением о противодействии глобальному потеплению является Киотский протокол (согласован в 1997, вступил в силу в 2005), дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Протокол включает более 160 стран мира и покрывает около 55 % общемировых выбросов парниковых газов. Первый этап осуществления протокола закончится в конце 2012 года, международные переговоры о новом соглашении начались в 2007 году на острове Бали (Индонезия) и были продолжены на конференции ООН в Копенгагене в декабре 2009. Киотский протокол обязывает тридцать восемь индустриально развитых стран сократить к 2008—2012 годам выбросы CO2 на 5% от уровня 1990 года:

• Европейский союз - на 8 %.

• США — на 7 %.

• Япония — на 6 %.

Протокол предусматривает систему квот на выбросы парниковых газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран (пока это относится только к тридцати восьми странам, которые взяли на себя обязательства сократить выбросы), получает разрешение на выброс определенного количества парниковых газов. При этом предполагается, что какие-то страны или компании превысят квоту выбросов. В таких случаях эти страны или компании смогут купить право на дополнительные выбросы у тех стран или компаний, выбросы которых меньше выделенной квоты. Таким образом предполагается, что главная цель — сокращение выбросов парниковых газов в следующие 15 лет на 5 % — будет выполнена.

Стабилизация климата требует сокращения глобальных эмиссий CO2 на 50-85% к 2050. Это может быть достигнуто путем повышения эффективности использования энергии и снижения ее потребления, использования возобновляемых источников энергии, улавливания и геологического хранения углекислого газа.

Внедрение технологии улавливания и хранения CO2 является существенным вкладом в решение проблемы изменения климата. В технологии фиксации CO2 задействованы сложные физические и химические процессы. Сначала углекислый газ должен быть отделен от дымовых газов, образующихся в процессе сгорания топлива.

Затем он концентрируется и доставляется к месту безопасного хранения. В качестве хранилищ углекислого газа могут быть использованы пористые геологические формации, которые распространены по всему миру. После транспортировки к месту хранения, углекислый газ закачивается под землю, на глубину более чем 800 метров, где газ хранится в жидком виде, что снижает риск утечки CO2 из подземного резервуара. Естественно, за хранилищами ведется наблюдение на предмет возникновении опасности утечки, что дает возможность принять необходимые меры безопасности. Научные изыскания подтверждают, что более 99% углекислого газа может безопасно храниться под землей на протяжении тысяч лет.

В марте 2007 года главы государств-членов ЕС взяли на себя обязательство к 2015 году построить 10-12 полнофункциональных демонстрационных станций, использующих технологию захоронения CO2. В настоящее время идет осуществление трех проектов хранения CO2 промышленного масштаба: проекта Слейпнера в морской соленосной формации в Норвегии, проекта Уэйберна в Канаде и проекта Ин-Салаха на газовом месторождении в Алжире. В дальнейшем планируется реализация подобных проектов по всему миру. Описанная технология в настоящий момент является очень дорогой и ученые по всему миру продолжают поиски решений, которые позволят снизить расходы на удаление углекислоты из атмосферы.

Исследователи из Университета Колумбии (Department of Earth and Environmental Engineering at Columbia University) разработали интересную технологию, целью которой является утилизация CO2, находящегося в атмосфере с помощью синтетических деревьев. Основой новой технологии являются «листья» изготовленные из специального полимера, который захватывает (сорбирует) углекислый газ. После этого собранный углекислый газ преобразуется в жидкую форму для удобства хранения и транспортировки. Дополнительной функцией этой установки является выработка электроэнергии от энергии ветра, ведь улавливающие углекислый газ плоскости представляют собой не что иное, как лопасти ветрогенератора. получаемая электроэнергия идет на собственные нужды установки, а излишки могут передаваться в общую энергетическую систему или использоваться для получения метана из углекислого газа электрохимическим путем. Установка «синтетического дерева» способна в сутки переработать 1000 кг углекислого газа, при этом потери составят около 200 кг, что означает полную утилизацию около 800 кг углекислого газа в сутки.

Однако надо иметь в виду, что по современным оценкам все перечисленные выше физико-химические методы фиксации углекислого газа отличаются высокими затратами энергии и не могут быть реальной перспективой решения проблемы парниковых газов.

Рис. 1. Устройство для поглощения углекислого газа из воздуха - «синтетическое дерево».

Наиболее реальными возможностями борьбы с парниковым эффектом, которыми располагает человечество сегодня, являются повышение энергоэффективности и энергосбережение, а так же производство возобновляемых источников энергии. В последнем случае весьма перспективным направлением является использование микроводорослей для производства биотоплива.

В настоящее время в качестве возобновляемых источников энергии в основном рассматривается выращивание и использование биомассы различных зерновых и масленичных культур. Из них получают биоэтанол и биодизель. Однако вырубка тропических лесов под посадки сахарного тростника и масленичных культур приведет в перспективе к изменению климата и серьезным экологическим проблемам. Удельная биопродуктивность наземных растений так же невысока, что не позволяет производить достаточное количество биотоплива для человечества. Эффективной возобновляемой культурой, обладающей наибольшим потенциалом с точки зрения выработки энергии, для которой не нужны пахотные земли, которая в процессе жизнедеятельности потребляет СО2, а выделяет кислород, являются микроводоросли.

Современные исследования позволяют оценить теоретический максимум и реальный диапазон эффективности осуществляемого микроводорослями фотосинтеза. Теоретически возможная на Земле продуктивность водорослей составляет 196 г сухой биомассы на м2 освещенной поверхности в сутки при средней солнечной радиации 11616 МДж на м2 в год (371 Вт/м2). Максимальные реальные величины прироста биомассы водорослей при интенсивности солнечной радиации 5623-7349 МДж на м2 в год (180-235 Вт/м2) составляют 38-47 г сухой биомассы с квадратного метра в сутки [[1]]. Продуктивность микроводорослей по биомассе и маслу превышает продуктивность наземных растений [[2]]. Микроводоросли по потенциальному энергетическому выходу в 8–25 раз превосходят пальмовое масло и в 40–120 раз – рапсовое, что позволяет относить их к типичным представителям растительных масленичных культур. Некоторые штаммы водорослей идеально подходят для производства биотоплива благодаря высокому содержанию в них масла – избыток его составляет до 70%. Биотопливо, получаемое из водорослей, не содержит серы, нетоксично и хорошо поддается биоразложению. Преимущества получения биодизельного топлива из водорослей – высокая скорость роста и, следовательно, высокий выход на 1 га площади. Так компания Solix в Fort Collins (США) получила выход биодизеля 14000 л с гектара в год, и в дальнейшие надеется добиться урожайности до 28000 л с гектара.

Рис. 2. Клетки микроводорослей

Микроводоросли обладают эффективным аппаратом по биоконверсии солнечной энергии и являются ее природными биоаккумуляторами. Промышленное разведение водорослей позволит постоянно извлекать из атмосферы существенные запасы углекислоты и в то же время снижать выброс СО2 за счет отказа от использования ископаемого топлива. Эксперименты по массовому культивированию микроводорослей проводятся с начала 50-х годов. За период с 1950 по 1970 г. был достигнут значительный прогресс в технологии массового культивирования микроводорослей в таких странах, как Япония, ФРГ, Израиль, Франция, США и Мексика. Культивирование производилось как в специально построенных для этой цели установках, так и в естественных водоемах. В 70-е годы наметились проекты получения топлива на основе водорослей (это происходило во Франции, Германии, Японии, США и в ряде других стран). Но тогда эти технологии сочли дорогостоящими. Изменение цен на нефть плюс достижения биохимической науки и технологии позволили по-новому оценить результаты отвергнутых ранее проектов. Последние 5 лет в мире активно развиваются технологии по выращиванию водорослей. Разработаны промышленные реакторы открытого и закрытого типа, уже внедрены аппараты, позволяющие выращивать, обезвоживать водоросли и получать из них биотопливо.

Один из активных сторонников развития производства биотоплива из микроводорослей в России академик РАН И.И.Моисеев отмечает следующие преимущества этих растений [[3]]:

1. Непищевая биомасса, ее использование для производства топлива не представляет угрозы продовольственной безопасности.

2. Отсутствие твердой оболочки и, практически, лигнина, технологически делает их переработку в жидкие топлива более простой и эффективной, чем переработка биомассы из любого наземного сырья.

3. Производство и использование биотоплива не требует изменения российского законодательства, как в случае с этанолом.

4. Растут в пресной, соленой воде или сточных водах, где используются для их очистки.

5. Можно выращивать промышленно в биореакторах или фотобиореакторах, освещаемых искусственными источниками света, либо в открытых резервуарах на некультивируемых почвах, включая пустыни.

6. Фотобиореакторы встраиваются в технологические линии уже существующих промышленных предприятий (ТЭЦ, нефтехимические производства, цементные заводы).

7. Уменьшают эмиссию углекислого газа (поглощают до 90% СО2 с выделением кислорода).

Определяющими факторами для получения фитомассы водорослей являются:

• интенсивность солнечной радиации;

• температура воды;

• наличие биогенных элементов;

• концентрация углекислоты.

В настоящее время коммерческое выращивание микроводорослей в основном проводят с целью производства биодобавок, в небольших биореакторах, с ежегодной производительностью от нескольких десятков до нескольких сотен тонн биомассы. Около половины суммарного количества биомассы водорослей выращивается в Китае, Японии, Тайване, США, Индии и Австралии. Среди продуктов, получаемых из их биомассы, многие нашли коммерческое применение, или находятся на стадии, близкой к промышленному производству [[4]]:

• биодобавки;

• корм для рыб;

• биоудобрения;

• антиоксиданты (каротин, астаксантин);

• естественные красители;

• косметические препараты;

• биотопливо.Используемые для выращивания микроводорослей системы условно можно разделить на 2 типа. Открытые или закрытые бассейны с открытой поверхностью, сконструированные по типу аэротенков или циркуляционных каналов – называются фототенками. Системы, не имеющие открытой поверхности, заключенные в оболочки, прозрачные для солнечного света, принято называть фотобиореакторами.

Фототенки представляют собой открытый или крытый светопрозрачным материалом неглубокий водоем под открытым небом круглой или кольцевой формы, снабженный системой перемешивания. Источником энергии является солнечный свет. Данные способы выращивания микроводорослей не обеспечивают высокого выхода и стандартного качества получаемой биомассы. Процессы не контролируемы с точки зрения обеспечения оптимальных условий для выращивания, зависят от внешних природных факторов. Существует возможность загрязнения культивируемой культуры дикими и патогенными микроорганизмами.Фотобиореакторы считаются перспективными для получения биомассы микроводорослей с заданными свойствами. В фотобиореакторах создаются оптимальные условия: требуемые температура и освещенность, необходимый газообмен и подвод питательных веществ. Средняя получаемая продуктивность в этих системах – 98 г/м2 - 125 г/м2 беззольного вещества в день. К недостаткам фотобиореакторов относятся:

• светопринимающие поверхности зарастают и их необходимо постоянно очищать, это ведет к удорожанию и усложнению конструкции;
• перемешивание идет не эффективно, высоки затраты энергии на его организацию;
• при использовании насосов для обеспечения циркуляции жидкости клетки микроводорослей травмируются.

В настоящее время разработки способов выращивания микроводорослей и конструирование различных типов аппаратов для этого ведут многие корпорации, начиная от мировых гигантов в энергетической области, таких как Chevron, Shell, и заканчивая корпорациями De Beers, Nestle, для которых энергетический бизнес не является профильным, а также потребители топлива - компании Boing, Chysler, NextDiesel и т.д. Работы направлены на снижение себестоимости получаемой биомассы микроводорослей путем использования для выращивания открытых естественных водоемов, водоемов очистных сооружений, попутных газов электростанций, применения комбинированных способов использования открытых и закрытых систем для выращивания.

Подавляющая часть (около 99%) коммерческого производства осуществляется в фототенках с открытой поверхностью [[5]]. Фототенки используются для выращивания микроводорослей такими компаниями, как Royal Dutch Shell (на Гавайских островах), Algae BioFuels (США, Алабама), Aquaflow Bionomic Corporation (Новая Зеландия), Mitsubishi (Япония) и др.

Рис. 3. Бассейны для выращивания водорослей на Гавайских островах (совместный проект компаний HR Biopetroleum и Royal Dutch Shell)

Крупнейшая ферма по выращиванию сине-зеленой водоросли (бактерии) Spirulina принадлежит компании Earthrise Nutritionals, LLC. Ферма занимает около 0.44 км2 и расположена в пустыне в Калифорнии. Каждый из 30 прудов имеет площадь около 5000 м2. Spirulina используется как биологически активная добавка к пище.

Рис. 4. Выращивание сине-зеленой водоросли Spirulina компанией Earthrise Nutritionals.

Крупнейшим в Европе производителем микроводорослей является биотехнологическая компания INGREPRO B.V. (Нидерланды). Компания известна большим опытом в культивировании микроводорослей в стрессовых условиях с целью получения «обогащенной биомассы». В связи с естественным происхождением и высокой питательной ценностью (биодоступные микроэлементы) водоросли используются как высококачественные составляющие пищи и кормов. Ingrepro имеет опыт в селекции микроводорослей для получения биодизеля.

Рис. 5. Открытые пруды компании INGREPRO в Borculo (Нидерланды).

В фототенках открытого типа выращивает водоросли компания Seambiotic (Израиль). Биомасса водорослей перерабатывается в биодизель и этанол. Впервые в практике промышленного выращивания водорослей для обогащения растущей культуры углекислотой используются отходящие газы расположенной рядом угольной электростанции. Израильская компания Nature Beta Technologies (NBT) Ltd (сейчас собственность Nikken Sohonsha) в промышленном масштабе культивирует выделенные из Мертвого моря водоросли Dunaliella для получения стереоизомеров -каротина. Водоросли выращиваются в открытых бассейнах, центрифугируются и обезвоживаются. Полуфабрикат отправляется в Японию, где формируется в таблетки и упаковывается.

Разработаны также комбинированные системы выращивания водорослей - Hybrid Algae Production System (HAPS) – (Green Star Products, GreenShift, США).

Рис. 6. Демонстрационный биореактор комбинированного типа (шт. Монтана, США); объем 40 000 л.

Крупную ферму по выращиванию водорослей в горизонтальных трубчатых фотобиореакторах имеет фирма Algatech – международная биотехнологическая компания, находящаяся в Израиле (Kibbutz Ketura). Сооружения расположены в пустыне. Компания является лидером в получении природного астаксантина – лекарственного препарата - антиоксиданта, добываемого из водорослей.

Рис. 7. Фотобиореакторы компании Algatech.

Трубчатый биореактор для выращивания хлореллы используется также компанией Bioprodukte Prof. Steinberg (Германия). Этот крупнейший фотобиореактор находится в теплице площадью 1,2 га. Длина труб фотобиореактора достигает 500 км.

Компанией Novagreen Projektmanagement GmbH (Германия) запатентована оригинальная система фотобиореакторов, изготовленных из трехслойной пленки. Преимуществом данной системы является возможность монтажа в любой теплице.

Вертикальные биореакторы высокой плотности Vertigro для выращивания водорослей разработаны компанией Global Green Solutions (Канада). В соответствии с технологией Vertigro Algae technologies, водоросли выращиваются в контролируемых условиях и подвергаются стрессовому воздействию для увеличения количества липидов. Затем из биомассы получают горючее - биодизель.

Рис. 9. Вертикальные биореакторы компании Global Green Solutio

Компанией AlgaeLink NV (Нидерланды) разработан способ извлечения масла из мокрой водорослевой пасты. Водорослевая паста собирается из реакторов AlgaeLink NV путем фильтрации или центрифугирования и непосредственно, без какой-либо сушки, может быть применена в дальнейшем производстве. Фотобиореакторы AlgaeLink® для культивирования микроводорослей производит фирма BioKing.

Компания Solix Biofuels, Inc. (США) разработала и продвигает на рынок фотобиореакторы закрытого типа (изолированные) для контролируемого выращивания водорослей – продуцентов биотоплива. В настоящее время запущен завод по производству биотоплива в Дуранго (Durango).

Рис. 10. Фотобиореакторы компании Solix Biofuels, Inc. (США)

Уникальными условиями для выращивания водорослей обладают сооружения по очистке сточных вод. Здесь необходимые условия для фотосинтеза существуют в течение всего года: теплая вода, биогенные элементы (остающиеся в воде после очистки ее активным илом), углекислый газ (образуется в результате окисления органического вещества и сжигания метана на ТЭС). При производстве 1 кг сухой биомассы водорослей потребляется: 1,9 кг СО2, 80 г азота и 13 г фосфора. Получаемая биомасса – сырье для ряда ценных продуктов: биотоплива, органического удобрения или корма для животных. Очистные сооружения в результате использования данной технологии получают статьи дохода в виде продажи (или использования для внутренних нужд) энергии из биомассы, а также продажи квот на утилизацию СО2.

Что касается солнечной энергии, то в разных регионах доступны разные количества солнечной энергии (рис. 2). Очевидно, что наибольшее количество энергии поступает в низких широтах. Так, для Москвы (55,7ос.ш.) приход радиации почти в 2 раза ниже чем для экваториальных стран. Однако европейский опыт показывает, что страны средних широт с успехом могут применять солнечную энергию для энергетических нужд. Так лидером по использованию солнечной энергии остается Германия.

Рис. 11. Среднегодовое поступление солнечной радиации на горизонтальную поверхность в северном полушарии (Вт/м2 в сутки).

Развивающееся быстрыми темпами производство оборудования для концентрирования солнечной энергии позволяет внедрять данную технологию даже в средних широтах.

МГУП "Мосводоканал" активно решает энергетические проблемы с использованием альтернативных источников энергии. Примером таких решений служит строительство ТЭС на Курьяновских очистных сооружениях (КОС), работающей на биогазе. Биогаз получается после сбраживания осадка сточных вод. Успешность этого проекта подтверждается уже тем, что в настоящее время КОС перестали зависеть от техногенных аварий: источник электроэнергии, позволяющий обеспечить основные технологические процессы, существует непосредственно на сооружении. Ведется внедрение тепловых насосов, использующих тепло сточных вод для отопления. Не остается без внимания нашего предприятия и направление культивирования водорослей с использованием вторичных ресурсов: Так, очищенная сточная вода - благоприятная для роста микроводорослей среда благодаря теплу и содержанию в ней биогенных элементов. Кроме того, в отходящих газах ТЭС содержится необходимая для роста углекислота, и подача отходящих газов в культуру микроводорослей существенно стимулирует их рост.

В 2008-2010 гг. в МГУП "Мосводоканал" проведены работы по получению биомассы водорослей на биологически очищенной воде и переработке ее в биотопливо. Проработаны основные технологические этапы:

1. Выведен устойчивый биоценоз водорослей, дающий оптимальный прирост на очищенной воде КОС.

2. Разработаны технические решения по созданию фотобиореактора (ФБР), отработаны режимы функционирования фотобиореактора (возраст культуры, тип реактора),

3. Найдены технические решения по обеспечению ФБР солнечным светом для оптимального использования солнечной энергии,

4. Проработан вопрос утилизации СО2, образуемой от ТЭЦ для повышения продуктивности фотобиореактора.

5. Проработан вопрос отделения биомассы водорослей из раствора.

6. Ведется работа по оценке биогазового потенциала выращенных водорослей.

Метановое сбраживание микроводорослей с получением биогаза, который затем сжигается для получения электроэнергии и тепла, или преобразуется в биометан, является одним из вариантов получения биотоплива. В настоящее время экспериментально подтверждена возможность анаэробного сбраживания микроводорослей совместно с осадком сточных вод. Основной задачей дальнейших исследований, которые, в частности, планируется проводить и в МГУП "Мосводоканал", является оптимизация условий проведения данного процесса, повышение выхода биогаза.

Следует подчеркнуть, что производство биогаза в развитых странах быстро увеличивается. Так, в странах Евросоюза в 2007 году количество полученного биогаза составило 5900 кт нефтяного эквивалента, и по оценке Европейской Ассоциации Биомассы (AEBIOM) к 2020 году его выработка выйдет на уровень 40000 кт нефтяного эквивалента, что составит треть от добываемого в ЕС природного газа и покроет 10% от газопотребления странами ЕС [[6]]. Несмотря на то, что биогаз главным образом сжигается для получения тепла и электроэнергии, наиболее перспективным использованием биогаза представляется его преобразование в биометан с дальнейшим использованием в качестве автомобильного топлива.

Биометан считается наиболее эффективным и экологически чистым биотопливом для автомобилей, доступным в настоящее время. Его получают очисткой биогаза до содержания метана в конечном продукте более 96% (содержание паров – не более 15 мг/м3, сероводорода – не более 100 мг/м3, размеры пылевых частиц – не более 40 мкм). В связи с тем, что биометан практически аналогичен по составу природному газу, модификация оборудования, предназначенного для использования природного газа под биометан не представляет сложности. Существенным препятствием для массового внедрения биометана в качестве топлива для автомобилей служит отсутствие соответствующей инфраструктуры, и переход на биометан проходит безболезненно в тех европейских странах, где развита сеть газовых автомобильных заправок, практически готовых к масштабному использованию биотоплива.

В США сектор промышленности, связанный с получением автомобильного топлива из биогаза, еще не развит. Большой проблемой является транспортировка биометана. Перевозка сжатого газа ограничивается требованиями техники безопасности. В Японии получение биометана из осадка сточных вод для использования в качестве автомобильного топлива налажено на очистных сооружениях "Higashinada Sewage Treatment Plant" (район Higashinada, г. Кобе). Движение городских автобусов на биогазе началось с 2006 года. На полную мощность биогазовая установка (включающая систему очистки, хранилище газа и газовую станцию) запущена в апреле 2008 г. Производительность установки – 2 000 м3/сут – позволяет обеспечивать топливом 40 автобусов, проходящих ежедневно маршрут в 50 км.

Лидером по использованию биометана в качестве топлива для автомобилей является Швеция. 25% вырабатываемого в стране биогаза перерабатывается в биометан на 38 предприятиях, где концентрация метана увеличивается с 65-70% до 96-97%. Парк автобусов и автомобилей, работающих как на сжатом природном газе, так и на биометане насчитывает более 17000 единиц (данные на 2008 год). Биогаз обычно продается в смеси с природным газом, составляя около 55% (рис.12).

Рис. 12. Швеция: станция для заправки автомобилей биогазом.

В Швейцарии и Германии биогаз после очистки компрессорами закачивается в сеть природного газа и в отдельных случаях продается в качестве топлива для автомобилей. Развивается производство биометана и в других европейских странах - Нидерландах, Австрии, Франции, Испании, Исландии и Британии [[7]].

Заключение

Городские очистные сооружения обладают огромным потенциалом для развития альтернативных источников энергии. Производство водорослей с последующей конверсией полученного органического вещества в метан является одним из перспективных направлений использования такого потенциала. Предприятия по производству водорослей целесообразно размещать в Южном федеральном округе Российской федерации с высокими уровнями солнечной радиации: Краснодарском и Ставропольском крае, Ростовской, Волгоградской и Астраханской областях. Экологически чистый проект по производству биотоплива из водорослей может внести реальный вклад в развитие инфраструктуры города Сочи.

Список литературы

[1]. Weyer K. M., Bush D. R., Al Darzins and Willson B. D. Theoretical Maximum Algal Oil Production. BioEnergy Research, 2010, Volume 3, Number 2, Pages 204-213.

[2]. Chisti Y. Biodizel from microalgae // Biotechnology Advances. 2007. Vol. 25. P. 294– 306.

[3]. И.И. Моисеев, В.Л. Тарасов, Л.И. Трусов. Эволюция биоэнергетики. Время водорослей. The Chemical Journal. Декабрь 2009. Стр. 24-29

[4]. Rosenberg JN, Oyler GA, Wilkinson L, Betenbaugh MJ: A green light for engineered algae: redirecting metabolism to fuel a biotechnology revolution. Curr Opin Biotechnol 2008, 19:430-36. [5]. Benemann J (2009) Microalgae biofuels: a brief introduction. www.adelaide.edu.au/biogas/renewable/biofuels_introduction.pdf.

[6]. A biogas Road Map for Europe, AEBIOM European Biomass Association, October 2009.

[7].Biogas Upgrading Technologies - Developments and Innovations. Petersson A. & Wellinger A. IEA Bioenergy Task 37. October 2009. http://www.iea-biogas.net/Dokumente/upgrading_rz_low_final.pdf.