Перед человечеством стоит проблема утилизации огромного количества отходов. Если их сжигать, это негативно отразится на окружающей среде. Есть и иной способ, намного более щадящий для экологии, — производить из мусора топливо.
Весь образующийся в сельском хозяйстве навоз трудно использовать на удобрения в полном объеме. Чтобы переработать его излишки, ученые предложили построить специализированный «реактор», который бы преобразовывал навоз в топливо.
Исследователи уже создали прототип установки, которая производит из отходов синтез-газ. Его применяют в качестве топлива для получения тепловой и электрической энергии. Этот газ представляет собой преимущественно смесь угарного газа и водорода в соотношении от 1:1 до 1:3.
В этом биореакторе органические отходы сначала подвергают термическому разложению — пиролизу. Суть метода состоит в нагреве веществ до высокой температуры практически без доступа воздуха. Из первичного материала (навоза) выделяются летучие компоненты — газы, парообразные соединения и кислоты. Полученную смесь в целом уже можно использовать как топливо. Но чтобы производить электричество, нужно ввести дополнительную ступень очистки.
На этой стадии рвутся связи между атомами углерода в полимолекуле (может состоять из десятков связанных между собой молекул). В итоге образуются соединения монооксида углерода (CO, угарный газ) и водорода. Биореактор с двухстадийной переработкой способен обеспечить ферму электричеством и теплом.
А что делать с тоннами опилок, образующихся на различных деревообрабатывающих предприятиях? Конечно, их можно просто сжигать, но это не слишком эффективно. Разумнее их спрессовать и высушить. Один килограмм таких брикетов заменит пять килограммов обычных дров.
Нередко бывает, что люди не успевают съесть купленные продукты и избавляются от них. А ведь это тоже подходящее сырье для биотоплива. Ученые пока ищут наиболее эффективные способы переработки пищевых отходов. Самым перспективным считают метод гидротермального сжижения — обработки измельченного материала водой при высоких температуре и давлении. Эта технология похожа на процессы, происходящие с органикой в недрах Земли, — так образуются нефть и газ. Конечно, разработанная учеными методика значительно быстрее — на переработку нужно всего несколько часов.
Во время одного из экспериментов исследователи загрузили в реактор ветчину, сыр и яблоки. Из мяса и сыра получились водорастворимая фракция и водонерастворимое масло, выход топлива при этом составил 60-75%. А вот «коэффициент полезного действия» яблок оказался на уровне 10%, они дали только водорастворимую фракцию. Молекулярный состав полученных веществ оказался близок к дегтю — продукту пиролиза сырой древесины. Это далеко не идеальный результат, но, по словам авторов работы, эти данные позволят усовершенствовать методы переработки отходов для получения биотоплива.
Просто сжигать мусор в скором будущем станет невыгодно. Правда, пока перерабатывающие установки требуют немалых средств, поэтому крупным компаниям иногда проще заплатить штраф, чем позаботиться об экологии.
