БИОГАЗ МОЖЕТ СТАТЬ ВАЖНЫМ РЕГИОНАЛЬНЫМ АЛЬТЕРНАТИВНЫМ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ В АКВАТОРИИ АЗОВСКОГО МОРЯ

Замкнутый цикл преобразования солнечной энергии в электрическую (ГелиоБиоЭлектроСтанция)

Биогаз, добываемый в акватории Азовского моря, в ближайшие годы может стать важным региональным альтернативным и возобновляемым источником энергии. В Азовском море под воздействием анаэробных бактерий происходит процесс биологического разложения органических илов, что сопровождается, среди прочего, выделением биогаза. Ученые географического и химического факультетов МГУ совместно с коллегами из Приазовского государственного технического университета (Украина) более 10 лет изучают илы Азовского моря и вопросы образования из них биогаза.

Образованию биогаза из илов Азовского моря благоприятствуют природные условия: мелководность, хорошая прогреваемость воды, низкая соленость и, как следствие, бурное размножение фитопланктона. А благодаря фильтрации через водную толщу, образующийся газ очищается от вредных примесей (сероводорода и других газов).

Исследователи установили, что при отборе газа с поверхности воды в тех районах акватории, где море глубже одного метра, содержание метана превышает 90%. При этом содержание углекислого газа составляет менее 10%, а сероводород практически полностью отсутствует.

— Таким образом, происходит естественная очистка и концентрирование биометана (за счет более высокой растворимости H2S, NH3, CO2, чем СH4) при прохождении через морскую воду. По предварительным оценкам, вся акватория Азовского моря может выделять около 100 млрд. куб. м метана в год, — рассказал вед.н.с. географического факультета МГУ Владимир Мысливец.

Образованию биогаза способствуют природные условия мелководных заливов Азовского моря. По данным исследований содержание органического вещества в прибрежном иле достигает 7–14 % по сравнению с 2–3 % вдали от берега. Подпитка газом глубинного происхождения маловероятна. Об этом говорят результаты сравнения данных о химическом составе глубинного и поверхностного газа. По оценкам ученых, вся расчетная акватория Азовского моря, где есть илистые отложения, может выделять свыше 90 млрд. кубометров метана за сезон, то есть с апреля по октябрь.

Опытная установка по сбору биогаза в воде

Несколько лет нерешенным оставался вопрос сбора и использования биогаза как источника энергии. В 2019 году географы и химики МГУ значительно продвинулись в решении этой задачи. На Азовской научно-исследовательской станции (АНИС) ученые разработали принципиальную схему гелиобиоэлектростанции. В ней на входе поступает солнечный свет, который повышает биопродуктивность фитопланктона. Продукты жизнедеятельности фитопланктона перерабатываются микроорганизмами в метан, который затем сжигается для получения электрической энергии.

Ученые уверены, что при достаточных инвестициях проект добычи природного биогаза в акватории Азовского моря может быть рентабельным. Добыча в этом регионе обусловлена развитой инфраструктурой потребления газа (сеть газозаправочных станций и бытового потребления), что позволит получать прибыль без дополнительных издержек на транспортировку.

Для строительства гелиобиоэлектростанции и включения биогаза из илистых отложений Азовского моря в альтернативный энергобаланс, по оценкам исследователей, требуется не менее 10 млн руб. на первом этапе с перспективой дальнейшего масштабирования морской биометановой технологии. Эта технология существенно удешевляет получение метана в сравнении с традиционными биогазовыми установками (метантенками) и приближает стоимость биометана к природному газу на месте его получения.

Таким образом, при наличии инвестиций в проект, уже в 2020 году ученые могут создать постояннодействующую морскую платформу по переработке донного ила и макрофитовых водорослей в биометан. Вне зависимости от того, будут инвестиции или нет, в текущем году исследователи соберут водоросли с пляжей и продолжат изучение процессов заиливания Азовского моря.

— Что касается биогаза в Азовском море, ученые свою работу в основном сделали. Теперь дело за бизнесом. Надо рискнуть и создать опытную установку, — уверен Владимир Мысливец. — Нужны технические головы и руки, но знакомые с морем. Погода, волнение, утилизация биогаза — возникнет масса технических вопросов. Но тогда и стоимость газа точнее определится, и районы добычи обрисуются. Дело стоит того, чтобы им заняться.

Для справки:

Азовское море является самым мелководным морем в мире. Его максимальная глубина составляет 14 м, средняя глубина — около 6 м. Это самое континентальное море планеты. Оно обменивается водами только с Черным морем через Керченский пролив, что объясняет низкую соленость воды - в среднем около 11,5 промилле. Такие физико-химические условия вызывают бурное размножение фитопланктона («цветение воды»), которое ежегодно наблюдается в Азовском море, и которое является основным поставщиком органического вещества в донные осадки.

Азовская научно-исследовательская станция (АНИС), https://ru.wikipedia.org/wiki/Азовская_научно-исследовательская_станция