Сельскохозяйственное производство ведущих стран мира сегодня из потребителя энергии превращается в ее производителя. В стороне от этих процессов не должна стоять и Украина. С точки зрения директора Учебно-научного института охраны природы и биотехнологий Национального аграрного университета, почетного председателя СМОУ Максима Мельничука, этот вопрос чрезвычайно актуален. Ведь начиная собственное дело на селе, каждый молодой специалист, фермер или просто хозяин сталкивается с тем, что огромная энергетическая зависимость практически съедает все банковские кредиты и делает невозможным получение прибылей от производственной деятельности. Катастрофический рост стоимости энергоносителей в конечном итоге нередко приводит к банкротству, к уничтожению предприятия. Выход во внедрении восстанавливаемых источников энергии, энергии растительного происхождения. Об этом — разговор с Максимом Мельничуком.
— Максим Дмитриевич, в первую очередь хотелось бы хотя бы немного узнать об учебно-научном заведении. Оно чуть ли не самое младшее в университете...
— Институт действительно молодой — создан в 2004 году. Но он с первого дня стал очень интересным для сотрудников и абитуриентов. В его состав входят факультет экологии и биотехнологии и НИИ биотехники и экобиотехнологий. Плюс четыре учебно-научных центра, девять профильных кафедр, многочисленные опытные лаборатории. Выделю две лаборатории: ресурсосохраняющих технологий в альтернативной энергетике, оценки качества биотоплива. Мы гордимся, что успели положить начало этому направлению научных исследований и их внедрению еще до того момента, как в Украине наступил жесткий кризис с энергоносителями. Помните же: в прошлом году весной литр горючего стоил в пределах двух гривен, а осенью уже четыре. Это не могло не отразиться негативно на селе — почти все хозяйства понесли значительные убытки при выращивании сельскохозяйственной продукции. Другой мотив — Украина идет к Европейскому Союзу, Всемирной торговой организации, поэтому мы должны признать такие правила игры, которые уже давно приняты Европой, миром. Именно поэтому вопросы качества, биобезопасности, биопродукции, экологии должны быть для нас первоочередными. Делая определенные шаги в этих направлениях, мы исходим из того, что все начинается с кадров. Поэтому одна из главных задач — дать производству высокообразованных специалистов.
Если говорить о научных достижениях в отрасли, то у университета они были еще задолго до открытия института — во второй половине 1990-х годов организовали первую проблемную лабораторию фитовирусологии и биотехнологии. Специалисты занимались клонированием растений на безвирусной основе, оздоровлением, создавали банк генетических ресурсов, проводили диагностику вирусоносительства... Не просто исследовали, а внедряли разработки в хозяйствах страны. На сегодня чрезвычайно интересным вопросом является альтернативная энергетика — эта проблематика захватила многих преподавателей и студентов.
— Начали заниматься даже конструированием биомоделей? Что подтолкнуло?
— Побуждал к творчеству конкурс на лучший проект биогазовой установки, проводившийся под патронатом Министерства по делам семьи, молодежи и спорта Украины. Нужно сказать, что министерство чрезвычайно большое внимание уделяет вопросам трудоустройства молодежи, закрепления ее на селе. Там понимают, что развязать руки фермерам, облегчить их жизнь могут альтернативные источники энергии, поэтому всячески поддерживают любую инициативу в этом русле. И сами выступают организаторами, свидетельством чего является и проведенный конкурс.
Участие в нем мы принимали вместе с Одесским инженерно-технологическим институтом «Биотехника» УААН, возглавляемым Игорем Старчевским. Наши фундаментальные разработки плюс их мощная инженерно-конструкторская база — и родился совместный проект, которому авторитетная комиссия присудила первое место. Теперь нужно смонтировать линию, чтобы педагоги имели возможность не на схемах, а практически демонстрировать студентам процесс получения биогаза. Потом аналогичные появятся в опытных хозяйствах университета, а там, надеемся, и наладится выпуск в промышленных объемах.
— Каков принцип действия установки? Каковы реальные выгоды от использования таковых в сельской местности?
— Как известно, биогаз представляет собой смесь метана, двуокиси углерода, а также незначительных объемов водорода и сероводорода. Образуется он в специально сконструированных емкостях для брожения. Условиями для возникновения являются выделение кислорода и наличие микроорганизмов, делающих возможным распад органических субстанций на биогаз.
Так вот, в резервуар загружаются твердые или жидкие органические удобрения (навоз или навозная жижа), а также остатки органического происхождения — шелуха картофеля, отходы овощей и фруктов, семена, биомасса кукурузы, свеклы, клевера и других сельскохозяйственных и энергетических культур, сорняки, различный биологический мусор и тому подобное. В метантенке (ферментере), где температура постоянно поддерживается на уровне 35— 400С, происходит брожение, и с помощью бактерий вырабатывается метан — чрезвычайно полезная для производства энергии составляющая биогаза (его доля в объеме последнего составляет от 60% до 75%). На мини-электростанциях блочного типа метан превращается в энергию и тепло, которое используется для обогревания помещений, подогревания горячей воды, подается в сеть локального или централизованного теплоснабжения... Механическая сила с помощью генераторов превращается в электрическую энергию — ток. В нашей установке образовавшийся чистый метан накапливается в газгольдере, откуда под давлением поднимается наверх и поступает прямо в газовую конфорку. 40-литровый ферментер обеспечивает горение одной такой конфорки в течение месяца. После этого в бак загружают новый субстрат — и снова безостановочная работа.
Отходы же — органический продукт, ферментировавшийся бактериями. Это суперконцентрированное органическое удобрение. Обеззараженное, дезодорированное, без вредных микробов и яиц гельминтов. Оно не имеет неприятного запаха, а семена сорняков теряют способность всходить. Его еще называют обезвоженный шлам, который в три-четыре раза ценнее гноя. Почему? Потому что гной содержит неблагоприятную микрофлору, его нельзя сразу вывозить на поля, нужно до 9 месяцев выдерживать в буртах — а это рассадник мух, испарения аммиака, еще и на расстоянии 50 метров ничего не растет. Пока дозреет, испарится много полезных веществ. Одним словом, сплошные проблемы. В шламе же все полезные вещества полностью сохраняются, его можно вносить приблизительно через две недели после выдержки в метантенке. И никаких буртов не нужно.
В перспективе я вижу использование биогазовых установок почти на каждом сельском дворе. Это чрезвычайно выгодное и полезное дело, которое бы помогло решить многие проблемы, связанные с нефтью, газом, углем. Важно и то, что в высококачественное органическое удобрение быстро перерабатываются отходы животных, естественным путем частично решается проблема эмиссии вредных газов. Сырье, можно сказать, под ногами — гной, мусор...
— У нас, по сути, свалка на свалке, сорняк на сорняке. Неисчерпаемая кладовая биогаза. Вспоминаю, Максим Дмитриевич, рассказ ректора университета Дмитрия Алексеевича Мельничука о том, что в странах Европейского Союза никто сегодня не позволит построить ни одну животноводческую ферму или комплекс, если в проекте не будет предусмотрена биогазовая установка. Приводил он пример и из Австрии. Там государство даже в лизинг предлагает такие агрегаты. Каждый фермер обязан перерабатывать все отходы. Полученный газ сжигается на месте в специальных двигателях, производится энергия, которая либо используется в хозяйстве, либо направляется в общую сеть. Счетчик считает, сколько произвел, сколько сжег. Государство исправно оплачивает стоимость избыточного тока, переданного в электросеть, — некоторые фермеры получают от одной биоустановки до двух третьих всего дохода.
— Стоит добавить, что среди государств Европейского содружества Австрия первой установила стандарт на строительство энергетических биогазовых установок для одновременного брожения биомассы и твердых или жидких органических удобрений. Таких уже работает около полторы сотни. За последние шесть лет общая мощность выросла с 5,2 мВт до 8,0 мВт. Начиная с 2000 года, минимальная мощность сводных биоустановок составляет 100 кВт. Их проектируют таким образом, чтобы они могли переработать органические удобрения от 50 и больше голов крупного рогатого скота и биомассу с 20 и больше гектаров. В таком случае емкости рассчитаны не меньше чем на 2 тыс. м. куб. В каждой предусмотрены один-два метантенка размером более 800 м. куб. и столько же резервуаров объемом от 1 тыс. м. куб. Последние используются для хранения отработанной массы и дополнительного получения биогаза.
Но это уже детали. Главное, что нам есть чему поучиться на Западе. Европейская практика убедительно доказывает, что биогаз замечательно подходит для эксплуатации с целью получения тепло- и электроэнергии. После соответствующей очистки он может направляться в местную газосеть или использоваться в сжиженной форме как топливо для двигателей внутреннего сгорания и для двигателей дуальной системы. Большое будущее прогнозируется и топливным элементам питания на основе биогаза — один такой почти в десять раз превышает мощность равного по размеру литиевого аккумулятора.
Что много говорить, когда в Германии строят или уже работают 40 тысяч небольших биоустановок, в Китае их уже более 7,5 миллиона, а у нас ни один машиностроительный завод до сих пор не наладил серийного выпуска...
Аграрное производство Украины обладает очень богатым потенциалом для развития технологий использования восстанавливаемых источников энергии в АПК и сельской местности. Из биомассы, полученной лишь с 10% площади пахотной земли и с половины всех органических удобрений, можно получить такое количество электрической и тепловой энергии, которое по мощности равно потенциалу нескольких атомных станций.
Сельскохозяйственное производство сегодня из потребителя энергии превращается в ее производителя. Именно этим перспективным направлением развития сельского хозяйства занимаются в ведущих странах мира. Надлежащее внимание должна уделить ему и Украина. Технологии использования биогаза и комплексных органических удобрений приобретают для нее особое значение — в связи с резким сокращением поголовья скота, ростом стоимости энергоносителей.
— Благодарю за разговор, Максим Дмитриевич.
...В заключение такая информация. Богатый опыт решения проблем биотехнологии, альтернативных источников энергии впервые на территориях СНГ обобщен в капитальном труде «Биотехнология растений». Авторы ее — директор Учебно-научного института охраны природы и биотехнологий Максим Мельничук, завкафедрой экобиотехнологий и биоразнообразия НАУ Татьяна Новак, завотделом Института молекулярной биологии и генетики НАН Украины Виктор Кунах — удостоены Государственной премии Украины в области науки и техники 2005 г. Высокая оценка труда ученых-биологов свидетельствует о том, что стране есть чем гордиться, у страны есть солидные научные разработки новейших технологий биоэнергетики. Осталось воплотить их в жизнь. Как сказал Герой Украины, ректор НАУ Дмитрий Мельничук, «хватит уже дискутировать о «зеленой» энергетике, пришло время браться за дело и двигать ее, решая кадровые, технические, финансовые, другие вопросы».
