Немецкий политик призвал вырабатывать газ из банановой кожуры. Возможно ли это?
По мере того, как мировые потребности в энергии растут, увеличивается и потребление ископаемого топлива. Результат — массовый рост выбросов парниковых газов с серьезными неблагоприятными последствиями. Чтобы решить эту проблему, правительства ищут альтернативные возобновляемые источники энергии. 1 августа заместитель министра окружающей среды федеральной земли Баден-Вюртемберг Андре Бауманн призвал активнее перерабатывать бытовые отходы для того, чтобы снизить зависимость от поставок топлива из России. По его словам, следует присмотреться к выработке газа из банановой кожуры. Разбираемся как такое возможно.
При чем тут банановая кожура?
При классификации топлива с точки зрения его энергетической ценности решающими элементами являются углерод, водород и кислород. Водород имеет энергетическую ценность в семь раз больше, чем углерод. Его можно получить из органических отходов — биомассы растений (в том числе банановой кожуры) и животных. Биомасса поглощает, удаляет и хранит CO2 из атмосферы, в то время как ее разложение удаляет парниковые газы. Но при всем при этом остается вопрос о наилучшем способе максимизировать ее преобразование в энергию.
Ученые разработали новый метод трансформации биомассы, который применим к различным ее источникам: банановой кожуре, кукурузным початкам, апельсиновой корке, кофейным зернам и скорлупе кокосовых орехов.
Эксперты подтвердили эффективность метода, сначала высушив продукты при 105°C, а затем измельчив и просеяв их до состояния порошка. Его поместили в реактор из нержавеющей стали со стандартным стеклянным окном при атмосферном давлении и в инертной атмосфере. Как заключили ученые, каждый кг высушенной биомассы может генерировать около 100 л водорода и 330 г биоугля, что составляет до 33% массы исходной массы высушенной банановой кожуры.
Оба конечных продукта метода — водород и твердый углеродный биоуголь — очень ценны. Первый можно использовать в качестве зеленого топлива, а второй — либо закопать и использовать в качестве удобрения, либо применять в производстве проводящих электродов.
Водород — привлекательный источник электричества
В настоящее время существует два основных метода преобразования водорода в энергию: газификация и пиролиз. В первом случае твердая или жидкая биомасса нагревается до температуры около 1000°C, превращаясь в газ (сингаз) и твердые соединения (биоуголь).
Другой метод, пиролиз, аналогичен газификации, за исключением того, что биомассу нагревают при более низких температурах, от 400°C до 800°C. К сожалению, для этого нужны специализированные реакторы, способные выдерживать высокие температуры и давления. Они есть не везде, что замедляет всеобщий процесс переработки.
Сжигание водорода дает нам воду и тепло. Более разумным способом использования энергии водорода было бы генерировать с его помощью электричество. Это достигается в топливном элементе с протонообменной мембраной, где в присутствии металлического катализатора молекула водорода расщепляется на протоны и электроны. Последние обеспечивают выходной ток.
Водород применяется для питания легких пассажирских транспортных средств в некоторых частях мира. В отличие от электромобилей, у машин с водородным двигателем время дозаправки составляет всего около пяти минут. Такие автомобили имеют топливные баки, вмещающие 5-6 кг сжатого водорода, каждый килограмм которого обеспечивает запас хода около 100 км.
С ним обращаться безопаснее, чем с бытовым газом для приготовления пищи.
Промышленные количества газообразного водорода используются в таких процессах, как выработка аммиака для удобрений. Более 90% водорода в мире получают из ископаемого топлива.
Его непопулярность в качестве топлива связана с ограничениями производства и распространения.
Как еще можно эффективно использовать банановую кожуру?
Оказавшись на свалке, кожура начинает разрушаться. Ее поедают крошечные организмы, называемые метаногенами, которые выделяют метан.
Метан соединяется с другими веществами, образуя свалочный газ. Промышленные предприятия, которые работают, ориентируясь на переработку, улавливают этот газ, который примерно на 50% состоит из метана, через систему перфорированных труб. Он вытягивается из полигона с помощью вакуумного давления.
Газ поступает в помещение электростанции, где его очищают, сжимают, охлаждают, фильтруют и удаляют влагу. Когда газ готов, он используется в качестве топлива в мотор-генераторной установке, которая работает аналогично двигателю в автомобиле и вырабатывает электроэнергию. Именно так банановая кожура помогает питать лампочку или телевизор.
Таким образом, любая биомасса, будь то кожура, кора деревьев или птичий помет, улучшает качество воздуха и повышает ценность сельскохозяйственной продукции, при этом приводя в движение технику без вредных выбросов.
━━━━━
Анастасия Дегтярева
