Забытая "биоэнергетика"⁠⁠

И снова возвращаюсь к истории науки и технологий (одна из моих любимых тем если честно). Вчера буквально рассказывал, как американцы планировали бороться с вредителями "лучами смерти". А несколько ранее - о том, как советские изобретатели планировали ускорить глобальное потепление. И снова возвращаемся к СССР. Сегодня много говорят об "энергетическом переходе". Так вот, существовала ненулевая вероятность, что он мог произойти чуть более полувека назад в рамках советской экономики. Подробности ниже (автор текста не я).
Поразительно, но еще в 1950-е годы у нас в стране намечались весьма серьезные инновационные подвижки в этой сфере, благодаря которым мы могли бы осуществить упомянутый «энергетический переход» уже полвека назад! Однако случилось так, что в наши дни приходится заново «разжевывать» некоторые идеи, когда-то предельно понятные нашим ученым.

Сегодня речь пойдет о биогазе. Конечно, нельзя не порадоваться тому, что в нашем регионе - благодаря стараниям подлинных энтузиастов - появляются биогазовые станции, наглядно подтверждающие перспективность и актуальность данного направления. И в то же время не может не огорчать тот факт, что указанное направление многим из нас до сих пор представляется чем-то не совсем обычным и совершенно новым. А ведь на самом деле всё это начиналось более семидесяти лет назад, когда советские ученые обосновали необходимость «энергетической» переработки органических отходов, включая отходы животноводства. Мало того, выдвигались грандиозные планы по производству биогаза. И вполне могло случиться так, что за пару-тройку десятилетий в стране была бы создана серьезная биогазовая инфраструктура, способная конкурировать с нефтегазовой энергетической отраслью.

Итак, о чем конкретно шла речь в те далекие 1950-е? В научно-популярных публикациях тех лет горючий газ, получаемый из органических отходов, объявлялся «неоценимым даром науки» нашим колхозам и совхозам. Центральным элементом биогазовой инфраструктуры должна была стать «биоэнергетическая станция» (БЭС). Советские ученые предлагали газифицировать сельские поселения как раз с помощью БЭС. Преимущество казались очевидными: горючий газ можно было успешно производить на месте из органических отходов. При этом отпадала надобность в создании трубопроводов, которые приходится тянуть прямо от месторождений. Биогаз также мог выступить в качестве альтернативы углю. А значит, отпадала необходимость в подвозе топлива с помощью железнодорожных составов и грузовиков.

Советским ученым было очевидно, что в отходах сельского хозяйства хранятся богатейшие ресурсы горючего газа. Метан, например, получается с помощью метановых бактерий, особым образом сбраживающих органические материалы. Лучше всего такому брожению подвергаются как раз сельскохозяйственные отходы, а также отходы лесной промышленности. В дело идут сухие листья, картофельная ботва, навоз, очесы льна и конопли, опилки и т.д. Всё это, как мы понимаем, является возобновляемым сырьем.

Важно отметить, что в середине-конце 1950-х подобные предложения формулировались не на уровне каких-то отвлеченных кабинетных рассуждений. Предложения выливались в наглядные практические результаты. Так, Тбилисским филиалом Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) был создан лабораторный образец действующей биоэнергетической установки.

Сердцем этого агрегата являлся бродильный резервуар-генератор с гидромешалкой. Туда из загрузочного резервуара с помощью насоса подавалось исходное органическое сырье. Далее перебродившая масса поступала в выгрузной резервуар. Сбоку устраивалась колонка с газовым нагревателем, а рядом с ним – солнечный нагреватель (что само по себе показательно ввиду «зеленой» направленности тогдашней конструкторской мысли). Нагреватели были нужны для подогрева воды, которая подавалась в генератор и поддерживала там оптимальную для брожения температуру в 32–34 градуса Цельсия. Вырабатываемый газ собирался в газгольдере и оттуда подавался потребителям. Интересен такой факт: стоимость одного кубометра биогаза рассчитывалась в диапазоне от пяти до двадцати копеек (по состоянию на 1957 год).

Что касается перебродивших продуктов, то они, естественно, должны были использоваться в качестве удобрения. Причем считалось, что их удобрительные качества даже выше, чему у исходных не переработанных материалов. Тогдашние исследования (как советских, так и зарубежных ученых) показывали, что урожаи на полях, удобренных остаточными продуктами после метанового брожения, на 25-30% выше, чем на полях, удобренных навозом.

Интересны следующие расчеты тех лет. Так, биоэнергетическая станция, работающая на основе органических отходов животноводческой фермы с поголовьем в 200 дойных коров и 50 свиноматок, способна была ежесуточно производить порядка 1000 кубических метров биогаза, каждый кубометр которого способен дать 5 500 килокалорий. По словам специалистов, такого количества топлива вполне достаточно для того, чтобы в зимний период удовлетворить все тепловые и энергетические потребности фермы, включая освещение. Параллельно можно было дополнительно газифицировать более 200 домов колхозников. Кроме этого колхоз мог бы ежегодно получать более 10 000 тонн высококачественных органических удобрений.

Согласно расчетам, только на базе животноводческих отходов в тогдашнем СССР можно было построить такое количество биоэнергетических станций, чья суммарная мощность составила бы порядка 40 миллионов КВт. Данная величина в четыре раза превосходит мощность всех действующих на тот момент гидроэлектростанций! Принципиально важно то, что во второй половине 1950-х биоэнергетические станции создавались как в СССР, так и в других странах. В нашей стране, например, в те годы уже планировалось создание несколько БЭС под Москвой: в совхозе Константинове, возле станции Домодедово Павелецкой железной дороги, а также в совхозе «Люберецкие поля орошения».

Думаю, что с позиции нынешнего дня нет смысла объяснять важность подобных начинаний. Как мы сказали в начале, только сейчас раскрывается подлинная ценность инноваций такого рода. Если бы понимание этих присутствовало в сознании политиков и руководителей тех лет, то совсем не исключено, что наша цивилизация получила бы иную траекторию развития. Однако случилось так, что геология несколько опередила биологию и теплофизику, в результате чего и наша страна, и страны Европы прочно «подсели» на природный газ и иные виды ископаемого топлива. И как показывает сегодняшний опыт, «слезть» с этой «углеводородной иглы» оказывается не так-то просто, поскольку под нее давно уже выстроена разветвленная и дорогостоящая инфраструктура. Тем не менее, обращение к опыту прошлого дает возможность найти взвешенное и всесторонне обоснованное техническое решение для предстоящего энергетического перехода. В этом случае те же биоэнергетические станции можно рассматривать как некий «запасной вариант» научно-технического развития.

Андрей Колосов