Автор: За последние десятилетия образование отходов во всем мире значительно увеличилось, и нет никаких признаков того, что это замедлится. Природные и антропогенные экосистемы испытывают увеличенную нагрузку, основной причиной которой является размещение большого количества отходов, из них 60% органические.
В настоящее время интегрированные технологии конверсии органических отходов, объединяющие отдельные процессы переработки, являются единичными в мире и только начинают своё развитие [1]. В России таких технологий нет. Разработка гибридной технологии обеспечит сокращение потребления традиционных топливно-энергетических ресурсов, получение новых продуктов с высокой добавленной стоимостью, совершенствование отечественной технологической и машиностроительной базы, позволяющей выпускать конкурентоспособные установки, обладающие экспортным потенциалом.
Сочетание биологической и термохимической конверсии направлено на максимальное извлечение полезных продуктов из отходов. Таким образом, можно получить газообразное топливо, пиролизную жидкость (бионефть) и биоуголь (рис. 1).
В результате биологической конверсии образуется биогаз. Его можно использовать в традиционных установках, применяющих природный газ для генерации тепловой и электрической энергии. Жидкий эффлюент, остающийся после метаногенеза, можно сепарировать и твердую фракцию направлять в реактор пиролиза. В исследовании [2] доказано, что при использовании эффлюента в качестве сырья для пиролиза, выработка энергии может увеличиться на 42%.
Продуктами термохимической конверсии являются газ, пиролизная жидкость и биоуголь. Пиролизный газ используется на собственные технологические нужды. В зависимости от состава жидкий и твёрдый продукты могут иметь различное применение (рис. 2, 3). Следует отметить, что гибридная технология позволяет производить биогаз и бионефть с затратами на 11% и 15% ниже соответственно по сравнению с их автономными аналогами [3].
Такой интегрированный подход повышает энергоэффективность и устойчивость, одновременно снижая общие затраты.
Создание новой технологии конверсии органических отходов способствует расширению спектра перерабатываемого сырья, а также позволяет организовать переход к циркулярной экономике. Исследование позволит реализовать «каскадный» подход, при котором продукты одного процесса становятся сырьём для следующего, т.е. оно также направлено на достижение цели «безотходного производства», позволяющий трансформировать большую часть органического вещества.
Литература
- D. Hidalgo, A. Uruena, J.M. Martin-Marroquin et al. // Sustainability, V. 17, 3615 (2025).
- S. Tayibi, F. Monlau, F. Marias et al. // Environmental Management, V. 279, 111632 (2021).
- A. Ebrahimi, E. Houshfar // Fuel, V. 384, 133928 (2025).
Автор: Караева Ю.В. Институт энергетики и перспективных технологий ФИЦ КазНЦ РАН, г. Казань
