Мине якихось дві сотні років і нафта, вугілля та природний газ у надрах нашої планети закінчаться.
Існуючі джерела енергії формувалися більш як 300 мільйонів років тому: густі заболочені ліси заливала вода, намул, пісок та каміння з річок вкривали рештки рослинності. Ті утрамбовувалися і пріли. Саме у такий спосіб біомаси утворюють джерела енергії. Сьогодні науковці з Max Planck Institute намагаються пришвидшити цей процес.
Серед них - професор Маркус Антоніетті із Потсдама. Він збирає по лісах листя та старе гілля. Ці знахідки, сподівається науковець, допоможуть йому вирішити чи не найактуальнішу проблему століття.
“Все, чого ми хочемо, - це відтворити процес і спробувати отримати корисну енергію з цього природного матеріалу - тільки за коротший відрізок часу”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
У природних умовах цей процес триває до 50 мільйонів років - для професора Атоніетті це забагато. Він може його пришвидшити до кількох годин. Листя та гілля поміщають у герметичну камеру, додають води, лимонної кислоти як каталізатора. Суміш виділяє багато тепла - іншими словами, енергію.
“Почнемо з того, що ми недооцінили цей процес. Поки ми рахували кількість енергії, яка зберігається в цукрі та листі, реакція просто вийшла з-під контролю. Звичайно, це небезпечно, тому ми хочемо спробувати повторити реакцію в безпечніших умовах”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
Краще зайвий раз перестрахуватись, ніж потім шкодувати: професор вирішив винести вибуховий матеріал за межі лабораторії. Він хоче провести реакцію біомаси на безпечній відстані.
Цей процес професор назвав "гідротермальною карбонізацією". У цій лабораторії маса нагрівається до 180° за Цельсієм.
Через 12 годин отримуємо результати, які на перший погляд, розчаровують. В результаті реакції утворилася рідка чорна субстанція. Насправді ж це суміш вугілля з водою. Якщо забрати рідину - отримаємо темний порошок.
Позитивний енергетичний баланс: карбонізація дає більше енергії, ніж споживає. У цього процесу - великий потенціал.
“Візьмімо до прикладу садові та кухонні відходи, які назбиралися у Берліні, а це - 50,000 тонн на рік, а якщо видалити рідину - близько 20,000 тонн карбону, погодьтесь, чимало. Звичайно, потрібне інше обладнання, ніж те, що ми використовували в лабораторії. Насправді це дуже проста технологія. Заручившись підтримкою інженерів, ми зможемо отримати результат за якихось 2 - 5 років”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
Одна тонна садових відходів може дати 400 кг вугілля - цього достатньо, щоб обігрівати трикімнатну квартиру протягом місяця. Органічних відходів з усієї Німеччини вистачило б, щоб отримати 28 мільйонів тонн вугілля.
Простий, але дуже універсальний рецепт. Адже залежно від часу вироблення біомаса може давати будь-який продукт.
“Так само, як ви їсте добре смажений стейк або ж з кров’ю, так і в цьому випадку ми можемо налаштувати належний процес. На одній шальці терезів маємо компост, на іншій - вугілля, все решта - між ними”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
Якщо біомаса буде в реакції протягом п’яти годин, ми отримаємо компост - сприятливий грунт, який можна використовувати для удобрення полів.
Для отримання бурого вугілля потрібно вдвічі більше часу, для вугілля - ще довше. Але лабораторне вугілля необов’язково палити, щоб отримати енергію.
“Наша мета, наприклад, отримати карбонатне паливо, іншими словами - перетворити вугілля безпосередньо в електрику без спалювання. Є і інші застосування у хімічній сфері”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
Все це - у майбутньому. Але навіть сьогодні дослідження професора Антоніетті стануть у нагоді: отримані добрива можна при потребі використовувати в сільському господарстві. Пустирі можуть завдяки цьому методу розквітнути.
“У таких країнах, як Іспанія та Бразилія, де вже є значні карстові утворення, ми можемо відновити рослинність на втрачених землях”, - каже науковець Маркус Антоніетті.
Щонайважливіше, біомаса при згоранні виділяє не більше вуглекислого газу, ніж рослини можуть поглинути. А це - важливий плюс для клімату.