Экологическая политика и природопользование
Смогут ли водоросли помочь в борьбе с парниковыми газами и какие еще значимые для человечества проблемы можно попытаться решить с их помощью, «Эковестнику» рассказал председатель правления компании «Амфор» Александр ПОГОРЕЛЬСКИЙ.
— Александр Львович, мы знаем, что вы занимаетесь одноклеточными водорослями. Какую роль могут сыграть водоросли в улавливании, использовании и захоронении парниковых газов?
— Вклад одноклеточных водорослей (ОКВ) в деэмиссию углекислого газа может быть очень большим. Под деэмиссией мы здесь понимаем любые методы снижения выбросов парниковых газов, а также их улавливание и захоронение. В отличие от высших растений они способны к быстрому росту, могут делиться до 16 раз в сутки, а это означает, что и поглощение СО2 в процессе фотосинтеза может быть очень значительным. Из всего многообразия одноклеточных водорослей мы выбрали хлореллу. Наши биологи занимаются ею уже более 30 лет, и она лучше других ОКВ по производительности и устойчивости штаммов.
Хлореллу выращивают в фотобиореакторах (ФБР) на электрическом или естественном свете. Кроме специально выведенных высокопроизводительных штаммов хлореллы, у нас есть важное преимущество — наши ФБР работают на естественном свете. Все попытки решить проблему деэмиссии углекислого газа с использованием электрического света оказываются убыточными как по энергозатратам, так и по балансу СО2. Такой результат прямо вытекает из одного из фундаментальных законов природы — закона сохранения энергии. Возьмем формулу горения любого углеродного топлива, допустим, метана. Выглядит она так: CH4 (метан) + 2О2 (кислород) = СО2 (углекислый газ) + 2Н2О (вода) + 891 кДж. Если мы попробуем пройти этот путь в обратном направлении, мы должны затратить энергию больше 891 кДж (с учетом КПД).
Среди фотобиореакторов, разработанных нашей компанией, есть ФБР «Амфор-чек», на наш взгляд, чрезвычайно перспективный для использования в южных рисосеющих странах.
Дело в том, что рисовый чек — поле с небольшим уклоном, огражденное валиком высотой примерно 35 сантиметров и имеющее систему поступления и слива воды, — является идеальным плоским ФБР на естественном свете для производства ОКВ. Нужно учесть, что при существующих системах севооборота (шестиполье — восьмиполье) рисовые чеки стоят под паром не менее 50 процентов времени, то есть рис в это время на них не выращивается. Именно в этот период (без ущерба для производства риса) и планируется выращивать хлореллу.
При этом хлорелла является очень ценным удобрением, содержащим в необходимых количествах азот, фосфор, магний, калий и другие элементы. Внесение одноклеточных водорослей в почву называется альголизацией. Как показывают опыты, проводившиеся еще в Советском Союзе и активно ведущиеся в Китае сегодня, альголизация приводит к существенному увеличению урожая, в данном случае — риса.
Если, например, в Индонезии с одного гектара рисового чека получается 5,4 тонны риса в год, то на том же поле можно получить до 330 тонн хлореллы в год, при этом связав более 400 тонн СО2 в год. Мы также знаем, что один гектар соснового леса поглощает от 1 до 1, 5 тонны СО2 в год, а тополя — до 5 тонн СО2 в год.
— Насколько широко предлагаемые вами методы могут быть использованы в России и мире?
— В настоящее время в мире порядка 150 миллионов гектаров рисовых полей. Если на 30 процентах этой площади, стоящей под паром, мы будем разводить одноклеточные водоросли, то окажется, что можем поглотить практически весь углеродный след, который вырабатывается всеми странами мира вместе взятыми. Таким образом, в этих небольших водорослях размером от двух до десяти микрон таится потенциал для решения проблемы улавливания СО2 всего мира.
При этом процедура учета поглощения СО2 имеет определенные сложности. Если мы будем использовать полученную хлореллу как корм для животных или в пищу человеку, то это не будет считаться вкладом в деэмиссию СО2, поскольку СО2 очень быстро вернется в атмосферу. По сути, мировое сообщество оставило нам только две возможности: закачивать полученную биомассу хлореллы в скважины либо производить из биомассы хлореллы биотопливо. Первый путь при наличии подземных пространств не представляет сложности, но в мире, где от голода страдает более 850 миллионов человек (в том числе 550 миллионов в Юго-Восточной Азии), зарывать под землю биомассу, содержащую до 65 процентов полноценного белка, по крайней мере, аморально, или, если хотите, грешно. Кроме того, все затраты по производству и захоронению хлореллы являются в этом случае чистым убытком. Если мы будем производить биотопливо, в первую очередь биометан, востребованный в этой части мира, то это признается вкладом в деэмиссию СО2, поскольку заменяет топливо из ископаемых источников. Производство биометана из хлореллы на естественном свете само по себе оказывается окупаемым, а углеродные единицы, получаемые при этом практически бесплатно, являются дополнительным фактором эффективности. Из хлореллы, полученной на рисовых полях, можно произвести биометан в количестве, достаточном для перевода на него всех угольных электростанций мира.
О работе в России: производство хлореллы на рисовых полях, возможно, допустимо в Краснодарском крае, но годовая производительность в силу особенностей климата будет существенно ниже, поскольку мы сможем работать гораздо меньшее число дней в году. В других частях страны разведение хлореллы на естественном свете с целью деэмиссии СО2 возможно только в легких парниках круглогодичного использования. При этом, если мы утилизируем СО2 на тепловых станциях, то можно надеяться на использование бесплатного избыточного тепла. Первый завод с ФБР в парнике создан нами в Звенигороде Московской области. Затраты на ФБР в парниках намного больше, чем на рисовых чеках, но и производительность на один литр фотобиореактора тоже выше (примерно в четыре раза). Количество дней работы в году за счет работы в парнике также увеличивается.
— Какую роль могут сыграть одноклеточные водоросли в решении проблемы борьбы с голодом и обеспечения продовольствием населения Земли?
— На мой взгляд, ключевую. Дело в том, что хлорелла содержит полноценный набор микроэлементов (азот, фосфор, магний, калий), а также до 65 процентов белка, незаменимые аминокислоты. Белок, содержащийся в хлорелле, более качественный, чем белок сои или желтого гороха, и по ценности приближается к животному белку. В хлорелле, например, содержится витамин В12, который, как считалось ранее, содержится только в животном белке.
Обратите внимание, что при производстве мяса мы делаем некий зигзаг — берем тот же метан, делаем из него азотные удобрения, вносим их в землю, нередко загрязняя почву, выращиваем растения, делая из них комбикорм, которым кормим коров, и в итоге получаем мясо — белковый продукт. В случае с водорослями мы сразу напрямую без зигзагов получаем ценный белок в чистом виде, минуя промежуточные стадии.
Нужно учитывать, что составом хлореллы можно управлять. Если мы, например, добавим в суспензию хлореллы больше азотных составляющих, то в ней будет больше белка. Если добавим другие ингредиенты и обеспечим особый режим выращивания, будет больше жира. При определенных условиях можно получать больше углеводов.
За счет полива суспензией хлореллы, используя ее как удобрения (альголизация), можем повысить урожайность пшеницы и риса на
Существует гипотеза, что совместное выращивание риса и хлореллы за счет альголизации почвы может позволить в будущем отказаться от севооборота при выращивании риса, что будет означать повышение урожайности как минимум в два раза. Таким образом, можно победить голод.
Наш завод в Подмосковье производит 4,8 тонны белковой суспензии в сутки, используемой как корм для животных. Исследование, проведенное на контрольных группах бычков, показало, что замещение части (до 20 процентов) комбикорма белковой суспензией хлореллы не только снижает стоимость комбикорма, но и обеспечивает прирост веса бычков на
— Могут ли одноклеточные водоросли использоваться для опреснения воды, очистки водоемов, утилизации биологических отходов и бытовых стоков?
Хлорелла обладает природными антибиотическими свойствами и способна значительно снизить количество сине-зеленых водорослей, жгутиковых и ряски в водоемах. Наши биологи с помощью хлореллы провели очистку целого ряда водохранилищ, где водоросли просто забивали водозаборы. В эти же водоемы был выпущен толстолобик, съедавший всю биомассу водорослей, популяция которых уменьшилась. Кстати, сама хлорелла очень четко регулирует свою популяцию в ареале своего обитания. При определенном уровне концентрации она приостанавливает свой рост. Надеемся, что после принятия постановления Правительства РФ об ответственности владельцев водоемов и водопользователей за их состояние это направление использования хлореллы будет более востребовано.
Что касается опреснения, то одноклеточные водоросли живут как в пресной, так и в морской воде. Причем, когда они растут в соленой воде, внутри них вода пресная. Можно выдавливать эту воду из хлореллы и поливать капельным путем растения, находящиеся на суше, а оставшуюся биомассу хлореллы после отжима выбрасывать на ландшафт. Так создаются оазисы. Один фотобиореактор «Амфор-медуза» может обеспечивать создание до 50 квадратных метров оазиса в год, что позволяет озеленять пустыни в прибрежных зонах.
Утилизация биоотходов — еще одно направление применения хлореллы. Отходы различной степени опасности, от навоза, включая особенно опасный куриный, до отходов винного производства и бытовых стоков, при помощи бактерий производят СО2, который поглощает хлорелла. Это позволяет растить хлореллу без использования химических удобрений, что повышает ее качество.
— Какие изменения в системе трансграничного учета снижения углеродного следа и его оценки потребуют широкого применения в использовании одноклеточных водорослей для экологических целей?
— Тезисы, которые я сейчас изложу, могли бы, на мой взгляд, составить основу повестки дня, с которой Россия совместно с рядом развивающихся стран — Индией, Индонезией, Малайзией и другими, могла бы выступить на различных конференциях по климату.
Если мы хотим превратить борьбу с парниковыми газами из научно-бюрократической затеи и способа закрепления технологического отрыва развитых стран в реальный процесс борьбы с необратимыми изменениями климата, мы должны признать, что наша цель — снизить содержание СО2 не в атмосфере конкретного города или предприятия, а в атмосфере Земли в целом. Атмосфера Земли, как известно, содержит 2 на 10 в 9 степени тонн СО2. Поскольку ежегодный вклад человечества в эмиссию СО2 составляет около 4 на 10 в седьмой степени тонн СО2 в год, то совсем скоро (если игнорировать механизм обратных связей) содержание СО2 в атмосфере увеличится с 400 до 600 ррм, что будет означать существенное ухудшение качества атмосферы Земли. Поэтому не важно, какой СО2 мы связываем: антропогенный или тот, который просто есть в атмосфере. Наша идея состоит в том, что каждая тонна СО2 или другого парникового газа независимо от того, каким способом она деэмитируется, равна между собой, имеет одинаковую ценность.
Разная оценка стоимости, допустим, «лесных» и «солнечных» углеродных единиц выглядит совершенно нелогично и противоречит физическому содержанию процесса. В ее основе лежит глубокое неверие в достижимость конечной цели — нейтрализации усилиями всего человечества избыточной (не нейтрализуемой) эмиссии парниковых газов. Трансграничный учет вклада в борьбу парниковыми газами должен стать не исключением, а нормой. На мой взгляд, сложились предпосылки нового глобального движения, которое я условно, по аналогии с известным движением в США, назвал Black Carbon Matters (черный карбон имеет значение). Оно может быть поддержано не только в странах третьего мира, но и экологической общественностью в развитых странах, имеющих значительный политический вес.
— Какие кардинальные меры могли бы способствовать внедрению равного подхода к деэмиссии парниковых газов в жизни человечества?
— Сегодняшней борьбе с парниковыми газами, на мой взгляд, не хватает финансового стержня, который бы придал этой работе меркантильный, а значит, действенный характер. Этому могло бы способствовать широкое внедрение мировой валюты нового типа, валюты экологической цивилизации — гринкоина. Отличие этой новой валюты, допустим, от биткоина состоит в том, что ее майнинг предполагает не дополнительные затраты электроэнергии (а значит, при нынешней структуре электрогенерации дополнительные выбросы углекислого газа), а ровно наоборот, деэмиссию тонны парниковых газов в пересчете на СО2. При этом предполагаемый учет выбросов ПГ и их снижения должен носить трансграничный характер, должны использоваться механизмы, отработанные мировым сообществом. Гринкоин намеренно должен иметь небольшой номинал. Цель — вовлечь все население Земли в борьбу с глобальным потеплением.
Гринкоин, как цифровой актив, будет доступен для любого участника рынка в любой момент времени. Для того чтобы покупать, продавать, перемещать, хранить его, не потребуются ни банки, ни брокеры, ни депозитарии. Все операции через зеленые приложения можно будет осуществлять непосредственно со смартфона. Простота и удобство пользования дополняются отсутствием регулятора, а значит, бюрократических преград к осуществлению зеленого поворота. Трансграничные перемещения гринкоина не требуют декларирования. Идея, что в борьбе за экологию мир един, получает операционное воплощение. Операции в блокчейне занимают доли секунд, а комиссионные, независимо от суммы транзакции, как правило, не превышают одного цента. Все эти преимущества дополняются безопасностью хранения, поскольку в этом процессе нет третьих сторон, а значит, и рисков на них.
Широкое внедрение гринкоина будет способствовать привлечению капиталов, в том числе спекулятивных, в сферу экологии и значительно ускорит сроки достижения углеродной нейтральности мира.
Если Россия решит выступить инициатором внедрения гринкоина, она еще раз покажет свою приверженность целям всего человечества и подтвердит свой вклад в решение задач, стоящих перед ним. Подтвердит роль страны, которая по-прежнему генерирует смыслы и предлагает идеи и технологии, способствующие решению мировых проблем. Сконцентрирует свой научно-технический потенциал — социальный капитал, доставшийся в наследство от предыдущих эпох, — на решении проблем экологии и улучшения жизни людей. Альтернативой является путь, когда страна будет вечно оставаться в положении догоняющей, повторяющей ошибки, уже преодоленные или преодолеваемые другими странами.
Беседовала Елена ВОСКАНЯН
Спасибо за оставленую заявку!
Менеджер свяжется с Вами
в ближайшее время.
