Биофилософия и лесопромышленный комплекс

В последнее время на рынке товаров и услуг мы можем наблюдать тренд на товары с пометкой «био» на этикетке. В первую очередь речь идёт о продуктах питания, но это может быть и одежда, посуда или мебель. Актуальны такие товары для людей, заботящихся об экологии, поскольку приставка «био» подразумевает, что при производстве данного товара окружающей среде не был нанесён даже малейший ущерб, а производитель использовал экологически чистое и безвредное сырьё.

Такая продукция стоит на порядок дороже, но потребители готовы платить больше. Свидетельство тому — расширение ассортимента биотоваров, развитие органического земледелия и увеличение числа адептов эко- и биофилософии.

Параллельно с этим модным (а также разумным и рациональным) запросом со стороны потребителей существуют абсолютно обоснованные, требующие решения индустриальные задачи.

Среди актуальных вопросов стоит упомянуть ограниченность ресурсов и стремление использовать возобновляемые ресурсы, поиск альтернативных источников энергии, растущую потребность в утилизации отходов, стремление к снижению выбросов в атмосферу, зафиксированное в том числе в Парижском соглашении в рамках Конвенции ООН об изменении климата.

Упомянутое соглашение координирует меры по сокращению выбросов углекислого газа и антропогенных парниковых газов с 2020 года; Россия присоединилась к нему в 2019 году. А обеспечить это снижение планируют за счёт постепенного отказа от использования традиционного ископаемого топлива и перехода на возобновляемые «зелёные» источники энергии.

Биоаналог древесного угля

Лесная отрасль имеет ко всему этому самое непосредственное отношение. Биоуголь — и прямой ответ запросу рынка на экологически чистые товары, и решение проблемы утилизации отходов, и С02-нейтральный источник энергии, а его производство относится к категории углерод-отрицательных технологических процессов и соответствует экологическим нормам будущего. Предлагаем разобраться в этом вопросе подробнее.

Итак, биоуголь — это уголь, получаемый искусственным путём
из растительной биомассы. Технологии производства отличаются, но общий ключевой момент — использование растительного сырья. И здесь необходимо сразу внести ясность и разграничить понятия: biocoal (продукт торрефикации) и biochar (уголь, который получают при карбонизации биомассы) — с английского на русский язык и то, и другое переводится как «биоуголь». Вероятно, из-за этого происходит небольшая путаница и непонимание, о каком именно продукте идёт речь.

Biocoal (от англ. coal — ископаемый уголь) — собственно, и есть биоуголь, или торрефикат, как его понимают в России. Это углеродно-нейтральное топливо, которое может заменить ископаемый и древесный уголь в промышленных процессах. Его получают в результате пиролиза и карбонизации сырой биомассы при контролируемых условиях обработки (температура
и время).

Термическое преобразование биомассы в бескислородных условиях позволяет удалить летучие органические соединения и компоненты целлюлозы из сырья и создать однородное твёрдое биотопливо с характеристиками, аналогичными характеристикам ископаемого угля.

Biocoal привлекает всё большее внимание в углеродоёмких отраслях промышленности (содержание углерода в биоугле — до 65%), где его используют в качестве топлива. Важно, что при производстве биоугля, как и при его сжигании, в отличие от традиционных видов угля, вредные выбросы в атмосферу практически равны нулю. Это вполне соответствует тенденции к минимизации промышленного влияния на экологию и климатические изменения.

Немного забегая вперёд, отметим, что ключевая разница между технологиями производства биоугля и биочара, о котором пойдёт речь дальше, заключается прежде всего в температуре, необходимой для пиролиза: первый изготавливают при 300 °С, второй — при 800 °С (в среднем). Отличаются и сферы их применения — у биочара она шире.

Универсальный продукт

Биочар (вiochar, от англ. char — обуглить) — уголь, который искусственно производят из растительного сырья. При его изготовлении используют множество видов отходов: измельчённую древесину (в том числе вторичную, вроде паллет и поддонов), кору, щепу, фрезерную и окорочную стружку, опилки, спелую древесину, ореховую скорлупу, тростник, кукурузные кочерыжки и многое другое.

Вот оно — решение утилизации отходов лесопромышленного комплекса! Отличным сырьём для биочара могут стать даже те виды лесных и аграрных отходов, которые нельзя использовать при других технологиях переработки.

Более того, некоторые технологии (например, Green Carbon австрийской компании Polytechnik Luft-und Feuerungstechnik GmbH) позволяют перерабатывать сырьё абсолютно любой влажности, что в разы упрощает процесс утилизации. Этот процесс сопровождается генерацией углерод-нейтрального тепла и электроэнергии, которые можно использовать для внутренних нужд предприятия, — «зелёная технология» в действии. В результате углеродный баланс производства получается отрицательным.

Собрав и проанализировав результаты исследований институтов разных стран, университет Эдинбурга разработал особый «Мандат качества биочара» (Biochar Quality Mandate). Согласно данному документу, биочаром нельзя считать обугленный материал, если он содержит менее 10% органического углерода (доля углерода, которая останется в почве по прошествии 100 лет в условиях европейского климата), а его производство сопровождается загрязнением окружающей среды.

Упомянутый мандат также регламентирует содержание различных химических веществ в готовом продукте, нормирует проведение его анализов и определяет экологичность технологии производства. Благодаря этому, биочар абсолютно безопасен для окружающей среды и подходит для использования как в животноводстве, так и на различных аграрных предприятиях.

Перспективы применения

И здесь мы вновь возвращаемся к теме биопродуктов, спрос на которые высок в Европе (и продолжает расти), а теперь пришёл и в Россию. Мы не говорим сейчас о существующей системе сертификации и прав на использование приставок «био» и «эко» при реализации различных товаров.

Но само название подразумевает, что, например, при выращивании овощей и фруктов не использовали синтетические пестициды и минеральные удобрения, регуляторы роста и прочую вредную химию. Такой подход требует дополнительных затрат, но стоимость конечного товара для потребителя окупает их с лихвой. И тут на помощь приходит именно биочар! За счёт своих свойств он выступает отличным органическим удобрением и почвенным субстратом.

В животноводстве, также ориентированном на биоподход, биочар можно использовать в качестве кормовой добавки. А ещё этот вид угля в виде крупной фракции — великолепная альтернатива традиционному углю для барбекю, только экологически чистая, с более длительной теплоотдачей и отсутствием вредных выбросов в атмосферу. Ещё одно звено в цепочку биофилософии!

Чётко отслеживаемое выполнение требований при производстве биочара обеспечивает ему широкий потенциал применения и обещает большое будущее в самых разных сферах, как бытовых, так и промышленных, — от производства активированного угля до экспериментов в области 3D печати.

В России рынок биочара лишь начинает формироваться, его коэффициент полезного действия только начинают понимать. Появились предложения по продаже биочара от отдельных компаний. Правда, пока без сертификации, но это вопрос времени.

И тот, кто сумеет занять эту нишу на стадии её становления, в будущем однозначно окажется среди лидеров рынка. Потенциал биочара обещает богатые перспективы, особенно учитывая растущую тенденцию — обращать внимание на приставку «био».

Текст: Светлана Полякова