Сільськогосподарське виробництво провідних країн світу сьогодні із споживача енергії перетворюється на її виробника. Осторонь цих процесів не повинна стояти і Україна. На думку директора Навчально-наукового інституту охорони природи і біотехнологій Національного аграрного університету, почесного голови СМОУ Максима Мельничука, це питання надзвичайно актуальне. Адже, розпочинаючи власну справу на селі, кожен молодий фахівець, фермер чи просто господар стикається з тим, що величезна енергетична залежність практично з'їдає всі банківські кредити і унеможливлює отримання прибутків від виробничої діяльності. Катастрофічне зростання вартості енергоносіїв у кінцевому підсумку нерідко призводить до банкрутства, до знищення підприємства. Вихід — у впровадженні відновлювальних джерел енергії, енергії рослинного походження. Про це — ромова з Максимом Мельничуком.
— Максиме Дмитровичу, насамперед, хотілося б бодай трохи дізнатися про навчально-науковий заклад. Він чи не наймолодший в університеті...
— Інститут справді молодий — створений 2004 року. Але з першого дня став дуже цікавим для співробітників і абітурієнтів. До його складу входять факультет екології і біотехнології та НДІ біотехніки і екобіотехнологій. Плюс чотири навчально-наукові центри, дев'ять профільних кафедр, численні дослідні лабораторії. Виокремлю дві лабораторії: ресурсозберігаючих технологій в альтернативній енергетиці, оцінки якості біопалив. Ми пишаємося, що встигли започаткувати цей напрям наукових досліджень і їх впроваджень ще до того моменту, як в Україні настала жорстка криза з енергоносіями. Пам'ятаємо ж: торік навесні літр пального коштував у межах двох гривень, а восени — вже чотири. Це не могло не позначитися негативно на селі: майже всі господарства зазнали значних збитків при вирощуванні сільськогосподарської продукції. Інший мотив — Україна крокує до Європейського Союзу, Світової організації торгівлі, тож маємо визнати такі правила гри, які вже давно прийняті Європою, світом. Саме тому питання якості, біобезпеки, біопродукції, екології мають бути для нас першочерговими. Роблячи певні кроки в цих напрямках, виходимо з того, що все починається з кадрів. Тому одне з головних завдань — дати виробництву високоосвічених спеціалістів.
Якщо говорити про наукові здобутки у галузі, то університет мав їх ще задовго до відкриття інституту — у другій половині 90- х років організували першу проблемну лабораторію фітовірусології та біотехнології. Спеціалісти займалися клонуванням рослин на бізвірусній основі, оздоровленням, створювали банк генетичних ресурсів, проводили діагностику, вірусоносійства... Не просто досліджували, а впроваджували розробки в господарствах країни. На сьогодні надзвичайно цікавим питанням є альтернативна енергетика — ця проблема захопила багатьох викладачів і студентів.
— Почали займатися навіть конструюванням біомоделей? Що підштовхнуло?
— Спонукав до творчості конкурс на кращий проект біогазової установки, який проводився під патронатом Міністерства у справах сім'ї, молоді та спорту України. Треба сказати, що міністерство надзвичайно велику увагу приділяє питанням працевлаштування молоді, закріплення її на селі. Там розуміють, що розв'язати руки фермерам, полегшити їхнє життя можуть альтернативні джерела енергії, тому всіляко підтримують будь-яку ініціативу в цьому руслі. І самі виступають організаторами, свідченням чого є і проведений конкурс.
Участь у ньому ми брали разом з Одеським інженерно-технологічним інститутом «Біотехніка» УААН, який очолює Ігор Старчевський. Наші фундаментальні розробки плюс їхня потужна інженерно-конструкторська база — і народився спільний проект, якому авторитетна комісія присудила перше місце. Тепер на на порі — змонтувати лінію, аби педагоги мали змогу не на схемах, а практично демонструвати студентам процес отримання біогазу. Потім аналогічні з'являться у дослідних господарствах університету, а там, сподіваємось, і налагодиться випуск у промислових обсягах.
— Який принцип дії установки? Які реальні вигоди від використання таких установок у сільській місцевості?
— Як відомо, біогаз являє собою суміш метану, двоокису вуглецю, а також незначних обсягів водню та сірководню. Утворюється він у спеціально сконструйованих місткостях для бродіння. Умовами для виникнення є виділення кисню та наявність мікроорганізмів, які уможливлюють розпад органічних субстанцій на біогаз.
Так от, у резервуар завантажуються тверді або рідкі органічні добрива (гній чи гноївка), а також рештки органічного походження — лушпиння картоплі, відходи овочів і фруктів, насіння, біомаса кукурудзи, буряка, конюшини та інших сільськогосподарських і енергетичних культур, бур'яни, різне біологічне сміття тощо. У метантенку (ферментері), де температура постійно підтримується на рівні 35—400С, відбувається бродіння, і за допомогою бактерій виробляється метан — надзвичайно корисна для виробництва енергії складова біогазу (його частка в об'ємі останнього становить від 60 до 75 відсотків). На міні-електростанціях блочного типу метан перетворюється на енергію та тепло, яке використовується для обігрівання приміщень, підігрівання гарячої води, подається до мережі локального чи централізованого теплопостачання... Механічна сила за допомогою генераторів перетворюється на електричну енергію — струм. У нашій установці утворений чистий метан нагромаджується в газгольдері, звідки під тиском піднімається нагору й надходить прямо до газової конфорки. 40-літровий ферментер забезпечує горіння однієї такої конфорки протягом місяця. Після цього у бак завантажують новий субстрат — і знову безупинна робота.
Відходи ж — органічний продукт, який ферментувався бактеріями. Це — суперконцентроване органічне добриво. Знезаражене, дезодороване, без шкідливих мікробів та яєць гельмінтів. Воно не має неприємного запаху, а насіння бур'янів втрачає схожість. Його ще називають зневоднений шлам, який утроє-вчетверо цінніший від гною. Чому? Тому що гній містить несприятливу мікрофлору, його не можна відразу вивозити на поля, треба до 9 місяців витримувати в буртах — а це розплідник мух, випаровування аміаку, ще й на відстані 50 метрів нічого не росте. Поки дозріє, випаруються багато корисних речовин. Одне слово, суцільні проблеми. У шламі ж усі корисні речовини повністю зберігаються, його можна вносити приблизно через два тижні після витримування у метантенку. І ніяких буртів не треба.
У перспективі бачу використання біогазових установок майже на кожному сільському подвір'ї. Це надзвичайно вигідна і корисна справа, яка б допомогла розв'язати багато проблем, пов'язаних з нафтою, газом, вугіллям. Важливо й те, що на високоякісне органічне добриво швидко переробляються відходи тварин, природним шляхом частково вирішується проблема емісії шкідливих газів. Сировина, можна сказати, під ногами — гній, сміття...
— У нас, по суті, сміттєзвалище на сміттєзвалищі, бур'ян на бур'яні. Невичерпна комора біогазу. Пригадую, Максиме Дмитровичу, розповідь ректора університету Дмитра Олексійовича Мельничука про те, що в країнах Європейського Союзу ніхто нині не дозволить побудувати жодну тваринницьку ферму чи комплекс, якщо в проекті не буде передбачено біогазову установку. Наводив приклад і з Австрії. Там держава навіть у лізинг пропонує такі агрегати. Кожен фермер зобов'язаний переробляти всі відходи. Отриманий газ спалюється на місці у спеціальних двигунах, виробляється енергія, яка або використовується в господарстві, або подається в загальну мережу. Лічильник рахує, скільки виробив, скільки спалив. Держава справно оплачує вартість надлишкового струму, переданого в електромережу — деякі фермери отримують від однієї біоустановки до двох третин усього доходу.
— Варто додати, що серед держав Європейського співтовариства Австрія першою встановила стандарт на будівництво енергетичних біогазових установок для одночасного бродіння біомаси та твердих або рідких органічних добрив. Таких уже працює близько півтори сотні. За останні шість років загальна потужність зросла з 5,2 мВт до 8,0 мВт. Починаючи з 2000 року, мінімальна потужність зведених біоустановок становить 100 кВт. Їх проектують таким чином, щоб могли переробити органічні добрива від 50 і більше голів великої рогатої худоби та біомасу з 20 і більше гектарів. У такому випадку місткості розраховані не менш як на 2 тис. м3. У кожній передбачено один-два метантенки розміром понад 800м3 та стільки ж резервуарів обсягом від 1 тис. м3. Останні використовуються для зберігання відпрацьованої маси та додаткового отримання біогазу.
Але то вже деталі. Головне, що нам є чому повчитися на Заході. Європейська практика переконливо доводить, що біогаз чудово підходить для експлуатації з метою отримання тепло- та електроенергії. Після відповідної очистки він може подаватися у місцеву газомережу чи використовуватися в скрапленій формі як паливо для двигунів внутрішнього згоряння і для двигунів дуальної системи. Велике майбутнє прогнозується і паливним елементам живлення на основі біогазу — один такий майже удесятеро перевищує потужність рівновеликого літієвого акумулятора.
— Що багато говорити, коли в Німеччині будуються або вже працюють 40 тисяч невеликих біоустановок, у Китаї їх уже понад 7,5 мільйона, а у нас жоден машинобудівний завод досі не налагодив серійного випуску...
— Аграрне виробництво України володіє багатющим потенціалом для розвитку технологій використання відновлюваних джерел енергії в АПК і сільській місцевості. З біомаси, отриманої лише з 10 відсотків площі орної землі та з половини всіх органічних добрив, можна мати таку кількість електричної і теплової енергії, яка за потужністю дорівнює потенціалу кількох атомних станцій.
Сільськогосподарське виробництво сьогодні із споживача енергії перетворюється на її виробника. Саме цим перспективним напрямком розвитку сільського господарства займаються у провідних країнах світу. Належну увагу має приділити йому й Україна. Технології використання біогазу та комплексних органічних добрив набувають для неї особливого значення — у зв'язку з різким скороченням поголів'я худоби, зростанням вартості енергоносіїв.
— Дякую за розмову, Максиме Дмитровичу.
...Насамкінець така інформація. Багатий досвід вирішення проблем біотехнологій, альтернативних джерел енергії вперше на теренах СНД узагальнено в капітальній парці «Біотехнологія рослин». Автори її — директор Навчально-наукового інституту охорони природи і біотехнологій Максим Мельничук, завкафедрою екобіотехнологій та біорізноманіття НАУ Тетяна Новак, заввідділу Інституту молекулярної біології та генетики НАН України Віктор Кунах — удостоєні Державної премії України в галузі науки і техніки 2005 р.. Висока оцінка праці вчених-біологів свідчить про те, що країні є чим пишатися, країна має солідні наукові розробки новітніх технологій біоенергетики. Залишилося впровадити їх у життя. Як сказав Герой України, ректор НАУ Дмитро Мельничук, «годі вже дискутувати про «зелену» енергетику, час братися за справу і рухати її, вирішуючи кадрові, технічні, фінансові, інші питання».
