Биохимическая лаборатория у самого дна
Ученые давно обратили внимание, что в водах Азова протекают какие-то химические реакции с выделением газа. Может быть, именно поэтому древние греки и называли его Меотидным болотом. Примерно пять лет назад ученые Азовской научно-исследовательской лаборатории решили выяснить природу процессов, проходящих в водах моря. Оказалось, что Азов – по сути большой котел по производству метана.
Поскольку водоем отличается небольшой глубиной – всего до 25 м, вода хорошо прогревается, и в ней активно развиваются водоросли и планктон. Пик цветения планктона приходится на самые жаркие месяцы – июль и август. Но его полной переработки не происходит, поэтому планктон оседает на дно.
«Толщи ила достигают минимум 2 м, а в некоторых местах и до 6 м. Пробы показали, что насыщенность ила органикой весьма велика. При норме 2% мы получили показатели насыщенности от 3,8% до 16%. Эта органика под воздействием тепла и археевых бактерий „бродит“. В результате образуется ряд химических соединений и газов», – объяснил аспирант кафедры охраны окружающей среды Приазовского государственного технического университета и представитель Азовской научно-исследовательской станции Ваагн Мнацаканян.
По словам специалиста, у самого дна много углекислого газа и метана, есть также ядовитый сероводород и водород. Все газы, кроме метана, хорошо растворяются в воде, поэтому у поверхности моря остается только метан. Его концентрации достигают 90% (в бытовом газопроводе для кухонных плит – 94% метана). И биогаз, собранный из воды, хорошо горит.
«Я сам большой скептик и долго не верил в это, пока лично не собрал пробы и тут же не поджег. Этот газ действительно очень хорошо горит. Пробы мы передавали на спектральный анализ нашим специалистам в Мариуполе и в Москву. В лабораториях подтвердили содержание метана от 50% до 90%», – отмечает ученый.
Недорогой и эффективный мини-завод
Альтернативная энергетика сейчас – это скорее рассказы о далеком будущем. Вся инфраструктура украинских городов и даже поселков завязана на традиционные энергоресурсы. Между тем, по подсчетам ученых, Азовское море выделяет чуть ли не годовой запас газа Украины – это примерно 80-100 млрд «кубов». Собрать его весь практически невозможно. Зато можно решать локальные проблемы. Как добывать метан со дна моря, придумали на Азовской научно-исследовательской станции.
«Мы опробовали небольшие установки, которые могут обеспечить потребности поселка или производства в природном газе. Просчитывался только естественный, ничем не ускоренный выброс метана. Хотя в этом году коллеги из России опробовали методики подпитки бактерий. Лабораторные опыты при этом показали увеличение активности производства метана на порядок. А значит, можно говорить уже о мини-производстве», – рассказывает Ваагн Мнацаканян.
Чтобы собирать газ, который образуется естественным образом, предлагается на дно укладывать непроницаемый прочный материал. Собирающийся под ним метан по газоотводным каналам поступает в специальные емкости. Так как газ легче воды, он постепенно вытесняет воду из емкости – и та, заполняясь, поднимается к поверхности. Вот и все: пригодный для бытовых нужд газ готов. Стоит такой газосборный агрегат недорого. Устройство, покрывающее всего 4 кв. м дна, оценивается в 3-4 тыс. грн.
И согреться, и для экологии польза
Однако использование биогаза ставит перед сельскими общинами новые задачи. Ведь нужно решать, как хранить добытое топливо. Классика жанра – сжигать его для получения электроэнергии, которую могут накапливать мощные генераторы. Так поступают обладатели биогазовых установок в сельскохозяйственном секторе. Можно также переводить полученный газ в жидкое состояние (что довольно дорого, так как требуется специальное оборудование) либо сжимать и хранить в баллонах.
«На мой взгляд, самое оптимальное – собирать газ, сжигать и использовать энергию для поддержания жизнедеятельности муниципальных учреждений – школ, детсадов, больниц, с обеспечением которых у нас всегда какие-то проблемы. Биогаз могут собирать не только жители Приазовья. В той же Херсонской области много глубоководных лиманов на Черном море», – рассуждает Ваагн Мнацаканян.
Наверное, разыскать инвесторов для финансирования добычи биогаза будет непросто, ведь здесь невозможно получить суперприбыли, к которым привыкли наши бизнесмены. Зато это решение имеет абсолютно адекватный срок окупаемости – 2-3 года, и может значительно облегчить жизнь местным общинам, сделав их менее зависимыми от чиновников из центра и от бюджетных проблем.
Следует также отметить экологические бонусы, которые дает сбор биогаза в Азове. Метан – второй после углекислого газа по значимости из парниковых газов. Его выбросы за последние два века увеличились на 50%, в то время как знаменитого СО2 – всего на 20-30%. По удельному вкладу в процесс глобального потепления метан намного опаснее, чем диоксид углерода. Так что если есть возможность хоть каким-то образом задерживать его попадание в атмосферу – это уже очень хорошая идея. А использовать метан для решения энергетических проблем – вдвойне замечательно.
Микробная энергетика по-английски
Англичане из Стенфордского университета обратили внимание на то, что некоторые виды микробов, обитающие в городской канализации, способны продуцировать электричество. И разработали систему получения энергии от этих бактерий.
Микроорганизмы, которые называются проволочным микробом, выхватывают пищу тонкими усиками. Когда бактерия перерабатывает отходы (а питается она в основном остатками растительных и животных продуктов), то продуцирует слабые заряды электричества. Инженеров такая электропроводность заинтересовала. Они создали батарейку, которая состоит из проволочных микробов и способна заряжаться от сточных вод. Таким образом, впервые удалось задействовать потенциал микробов как «мини-генераторов». Пока этот элемент питания очень мал, но инженеры продолжают работать. Они считают, что канализация в будущем может стать надежным источником возобновляемой энергии.
