"Власти Баден-Вюртемберга выбрали биоэкономику как одно из главных направлений развития. В 2012-2013 годах разработали ее стратегию, согласно которой десять исследовательских направлений объединены в три больших области: биогаз, лигноцеллюлоза, микроводоросли. Пока большинство проектов биоэкономики находятся на стадии научного исследования и пилотных производств, но есть и успешные рыночные примеры.
Баден-Вюртемберг считает себя лидером в биоэкономике, поэтому второй раз проводит у себя Международный конгресс по биоэкономике. Мероприятие состоится 12-13 сентября 2017 года в Штутгарте. В преддверии конгресса правительство региона пригласило группу журналистов из разных стран Европы, чтобы познакомить их с успехами в области биоэкономики.
Уголь и пластик из биомассы
По понятным причинам биологические отходы невозможно транспортировать на большие расстояния как нефть и газ, поэтому важно создать инфраструктуру для ее переработки на местах. К примеру, солому и другие отходы сельского хозяйства лучше перерабатывать прямо на полях с помощью мини-заводов. Технологии для этого создают в исследовательском центре биоэкономики при Гогенгеймском университете.
Этот вуз основан в 1818 году с уклоном в сельское хозяйство, которое чрезвычайно развито в Баден-Вюртемберге по сей день. Достаточно проехаться на междугородном автобусе, чтобы увидеть многочисленные поля злаков, овощей, виноградники. Фермеры или дачники используют каждый клочок земли, свободный от леса. При таких условиях технологии переработки биомассы здесь востребованы. Особенно если фермерам предложить компактные, экологически чистые устройства, желательно передвижные. А главное, чтобы они могли зарабатывать на этом.
«Самый эффективный способ переработать биомассу — съесть ее. Но мы пытаемся создать альтернативу», — пошутила заведующая кафедрой в Гогенгеймском университете Андрея Крузе. Делая презентацию для группы международных журналистов, профессор старалась говорить как можно более понятно, но избежать научной терминологии не удалось. Все-таки речь шла об очень сложных областях органической химии. Так что пришлось акулам пера для начала выучить термин «гидротермальная карбонизация». Это ускоренный способ получения угля из органики. Его изобрел в 1913 году немецкий ученый Фридрих Бергиус. В 1931 году он получил за свои работы, в том числе за это открытие, Нобелевскую премию. При помощи гидротермальной карбонизации делают жидкое биотопливо для автомобилей и самолетов. Сначала биомассу обезвоживают, затем сжигают при высокой температуре и давлении, получая кокс или древесный уголь, который называют также биоуглем, чтобы подчеркнуть отличие от ископаемого аналога. Из биоугля делают активированный уголь, широко используемый в промышленности, фармацевтике, в качестве фильтров для воды. Благодаря особо пористой структуре, активированный уголь рассматривают как хранилище водорода.
В Гогенгеймском университете группа ученых под руководством Крузе совершенствует процесс гидротермальной карбонизации, стараясь сделать его более эффективным, быстрым и недорогим. Изменяя параметры сжигания, ученые получают биоуголь с разными свойствами, ищут новые области его применения. Перспективен биоуголь как удобрение на полях, если его обогатить фосфором. Он также может сорбировать излишки азота из почвы или служить фитотоксином.
Из биомассы можно получать полимеры — особые молекулы, из которых делают разные пластики. В лаборатории Крузе в качестве сырья для полимеров приспособили корни цикория. Цикорий выращивают в Германии как салатное растение, а корни его идут в отходы. В год 800 тысяч тонн корней цикория попадает в компост или на заводы по производству биогаза. Ученые же предлагают более элегантное решение: получать из них гидроксиметилфурфурол. Из этого соединения делают биополимеры: полиэстер, нейлон, пластик для бутылок. Пластик получается такой же как из нефтепродуктов, за исключением того, что он немного легче разлагается под действием ультрафиолета.
Из-за этой особенности он пока не нашел широкого распространения на рынке. Одна из лабораторий Крузе представляет собой большой ангар, где установлены несколько печей для экспериментов с биомассой. Аспиранты показали посетителям образцы биоугля, рассказали об их свойствах, объяснили тонкости технологии.
«Чтобы создать работающую технологию, нужно исследовать каждый этап. Как скажется на конечном продукте расширение объемов производства? В любом случае, конечный продукт должен быть привлекателен для рынка», — полагает Крузе. Как химик-технолог, она привыкла иметь дело с огромными объемами, но в случае с биомассой выгодным оказывается работать и с малыми объемами. По словам профессора, «в этом состоит изюминка биоэкономики».
Партнером проекта выступает немецкая компания Ava. Ей принадлежит половина прав на интеллектуальную собственность, созданную в проектах Крузе. Когда технология дойдет до рынка, внакладе не будут ни университет, ни инвестор".
