Первые образцы удобрения – биоугля из луговых трав получили в ТГУ | Новости науки
Ученые Томского государственного университета проводят исследования с целью создания промышленной технологии получения биоугля. Сырьем для него выступают растительные отходы. При внесении в почву биоуголь связывает углерод — основу парниковых газов и в течение долгого времени удерживает его в стабильной форме. Вместе с тем этот продукт может выступать в качестве органического удобрения. Недавно ученые ТГУ получили первую лабораторную партию биоугля из травы.
«Биоуголь может стать решением сразу нескольких экологических задач, в частности, это поиск альтернативных источников энергии, снижение концентрации парниковых газов и утилизация промышленных отходов, — говорит старший научный сотрудник лаборатории биоразнообразия и экологии НИИ ББ ТГУ Лариса Колесничеснко. — Сырьем для биоугля может выступать трава, шелуха овса, кукурузы, отработанные стебли растений, например, подсолнечника, и другие отходы. В том числе для переработки подходят и узкоспециализированные отходы органического происхождения, например, сушеные водоросли или кофейная гуща. Биомассу термически перерабатывают в отсутствии кислорода, этот процесс называют пиролизом. Полученный продукт — биоуголь – обладает рядом полезных свойств».
Такой биоуголь может выступать инструментом для снижения эмиссии парниковых газов. При внесении в почву он эффективно связывает находящийся в ней органический углерод и удерживает в течение длительного времени. Это препятствует микробному разложению органики, при котором из почв выделяются парниковые газы, например, CO₂. Соответственно, под влиянием таких мероприятий снизится и их эмиссия в атмосферу. В зарубежных исследованиях отмечается, что пиролиз замедляет углеродный цикл в 100 и более раз, сохраняя углерод в стабильной форме, тогда как естественная деструкция травы в течение двух-трех лет возвращает CO₂ в атмосферу.
«Разложение растительных остатков, которые в большом объеме появляются после переработки сельхозкультур, приводит к выбросам углекислого газа, что усиливает тренд глобального потепления, — объясняет аспирант Биологического института ТГУ Максим Горностаев. — Использование отходов в качестве сырья для биоуголя позволяет не просто решить проблему утилизации, но и получить высокомаржинальный продукт в виде удобрения, повышающего плодородность почвы и снижающего ее плотность. Это позволяет корневой системе лучше развиваться в почве и обеспечит растение полезными веществами».
Ученые ТГУ уже получили первую лабораторную партию биоугля из луговой травы. Она была произведена на пиролизной установке ТПУ. Экологически чистый продукт будет использован в эксперименте по выращиванию трав и зернобобовых культур. При этом биоуголь будет применяться и как самостоятельное удобрение, и в комбинации с микроэлементами. В месте проведения эксперимента ученые измерят эмиссию углекислого газа при помощи специальных газоанализирующих камер.
Наряду с этим ожидается, что биоуголь будет эффективен как сорбент. Это направление ученые ТГУ прорабатывают вместе с московской компанией, занимающейся производством сорбционных препаратов.
«Биоуголь ценен еще и тем, что его можно конвертировать в углеродные единицы (УЕ), — отмечает Максим Горностаев. — Одна УЕ эквивалентна одной тонне углекислого газа или его эквиваленту в других парниковых газах. Она используется для учета выбросов парниковых газов и является инструментом для реализации климатических проектов и торговли на углеродном рынке. Углеродные единицы могут быть проданы заинтересованным сторонам, например, компаниям, которые хотят компенсировать свои собственные выбросы или достичь целей по декарбонизации».
Добавим, что изучение цикла углерода является одним из приоритетных исследовательских направлений ТГУ. Для мониторинга главной составляющей парниковых газов ТГУ совместно с партнерами — ИМКЭС СО РАН, Институтом оптики атмосферы СО РАН и СибНИИСХиТ создали Карбоновый полигон Томской области.
Сейчас здесь реализуется целый ряд междисциплинарных проектов. В частности, рамках исследований, поддержанных РНФ (№ 23-16-00218), сотрудники ТГУ изучили пойму самой протяженной реки России — Оби. Была оценена способность поймы к поглощению парниковых газов. Исследователи ищут пути усилить эту способность с помощью экологичных подходов, что превратит пойму в большую природную «ловушку» углерода.
Наряду с этим при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030» ученые ТГУ разрабатывают технологию искусственного создания торфяных болот — уникальных экосистем, которые смогут максимально эффективно аккумулировать и захоранивать углерод, снижая тем самым его концентрацию в атмосфере.