Из сора в избу

«Это, извините, помойное ведро, из него идет проводок — и на другом его конце загорается лампочка», — так схематически объясняет академик РАН Михаил ФЕДОРОВ суть технологии борьбы с мусором, придуманной учеными из Политеха. Помойное ведро — это, образно говоря, любая наша свалка; проводок — сложная техническая система, преобразующая биогаз в экологически чистый энергоноситель; а лампочка — в принципе все, что работает на электроэнергии.

РИСУНОК Виктора БОГОРАДА

В Петербурге на 5 млн жителей — шесть легальных полигонов для коммунального и строительного мусора, и почти все они переполнены.

— Сейчас нужно говорить не о переработке отходов и использовании их энергетических возможностей в дополнение к традиционным технологиям. Нужно к отходам относиться в целом, как к ресурсу, — заявил в клубе ученых и журналистов «Матрица науки» академик Федоров, научный руководитель программы «Национальный исследовательский университет» в Политехе.

«Органическая» жизнь свалки — до полувека. То есть 50 лет происходит биодеградация (проще говоря, разложение), образуется биогаз, в котором чего только нет, но нам из его богатой палитры нужен метан. И его доля в свалочном газе самая большая — от 44 до 66%. Метан можно сжигать для получения тепла и электроэнергии, но возможно и прямое преобразование его в электрическую энергию. Что, собственно, ученые и предложили.

Лабораторный комплекс — это несколько модулей; основной элемент — реформер, в котором из метана выделяется водород, затем водород очищается и направляется на топливный элемент, куда также поступает кислород из воздуха, создается разность потенциалов, и на выходе имеем электроэнергию. То есть теоретически полигон ТБО может напрямую обеспечить теплом и электричеством энное количество индивидуальных домов.

Правда, сказать однозначно, сколько с 1 кг мусора получишь электроэнергии, — сложно. Но в принципе жизнь свалки можно смоделировать: узнать состав биогаза (состав зависит от того «добра», которым свалка наполнена, а в разных местностях «добро» разное; скажем, южнее от Питера органики больше), рассчитать, какую фильтрацию применять для получения относительно чистого метана.

— В любом случае КПД этой системы положительный, до 30 — 35%, примерно как с ветровой и солнечной энергией, — уверяет академик Федоров. — Эта технология чистая, не дает выбросов в атмосферу; выделяется, правда, и СО2, но ведь есть способы его утилизации.

Однако Михаил Петрович, вдохновив, тут же охолонил:

— Технология, о которой идет речь, наверное, не найдет сейчас широкого применения.

Некоторые звенья в этой цепочке переработки отходов слишком дороги. Правда, говорит ученый, есть намеки на удешевление: в Петербурге работают организации, которые для флота, в том числе подводного, создают эти реформеры, получающие водород, а также топливные элементы для электроэнергии.

Почему бы тогда не взять ту «флотскую» технологию и не приспособить под мусор? Потому что «для флота» изначально работают с довольно чистым исходным продуктом. А на свалке биогаз грязный, и, поскольку в топливном элементе может быть только очень чистый водород, необходима многоэтапная фильтрация. Она и набавляет стоимость.

Технологией этой в Политехе занимаются уже лет десять. Городские власти о ней в общем-то и не знают — она разрабатывалась за счет средств федерального бюджета. Лабораторно испытана, показана ее работоспособность. Более того, технология приспособлена к разным отходам. Ждет совершенствования отдельных частей в технологической цепочке и удешевления, конечно. Разработчики утверждают, что если будет задание — за год-два можно сделать технический проект установки, которая сможет работать в реальных условиях.

Но тут еще одна проблема. Чтобы технология работала, биогаз нужно как-то из наших свалок забирать: бурить скважины, создавать дренаж. Михаил Федоров не рассчитывает, что нынешние свалки обзаведутся нужной системой — больше надежд на будущие полигоны. Однако пока, как определяет ученый, в городе система обращения с мусором находится «в зачаточном состоянии»:

— Вместо того чтобы внедрять новые технологии, идет поиск новых площадок для отходов.

Главным препятствием к внедрению академик не задумываясь называет «отсутствие востребованности научных исследований — это общая болезнь российской экономики».

— Наука всегда опережает реальность. Она, может, развивается, исходя из проблем, которые создает реальность, но я в своей практике часто бежал «впереди паровоза», и многие изобретения не находили сиюминутного использования, а через какое-то время жизнь заставляла заниматься их внедрением.

О возможных сроках «претворения в жизнь» этой технологии академик сказал: «Годы», — а на просьбу конкретизировать — уточнил: «Когда жареный петух клюнет». По его мнению, это не за горами: подсчитано, что человечеству уже сейчас надо бы в 4 — 5 раз сократить потребление различных видов ресурсов.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 211 (5337) от 11.11.2014.