Ученые предложили эффективный способ превращения органических отходов в биотопливо

Инновационный метод, позволяющий преобразовывать влажные органические отходы в жидкое и твердое биотопливо, исключая необходимость предварительной сушки отходов, разработала группа ученых из Тель-Авивского университета. По их оценкам, такое топливо, произведенное из органических отходов, может удовлетворить около трети потребности Израиля в морском топливе. Данные о разработке опубликованы в журнале Energy Conversion and Management: X.

Проблема отходов в Израиле становится все более острой. В 2019 году страна произвела около 5,8 миллионов тонн муниципальных отходов, что составляет примерно 1,76 кг отходов на человека в день — это примерно на 30% больше, чем в среднем по Европе. Ежегодно этот показатель увеличивается на 2,6%. В настоящее время около 80% бытовых отходов в Израиле утилизируется на свалках, что приводит к значительным экологическим проблемам, таким как выбросы парниковых газов, образование фильтрата и загрязнение воздуха, воды и почвы.

По словам соавтора исследования профессора Голдберга, органические отходы являются источником метана, который является парниковым газом, а также способствуют загрязнению грунтовых вод. По его словам, проблема утилизации отходов становится критически важной, так как свалки в Израиле уже приближаются к своей максимальной емкости. Несмотря на стремление свести захоронение отходов к минимуму, продолжается открытие новых свалок из-за отсутствия других решений. Основным преимуществом предложенной технологии является возможность сократить потребность в новых свалках, что также позволит муниципалитетам значительно снизить расходы на транспортировку и обработку отходов.

Исследователи оценили потенциал муниципальных отходов в Израиле на основе исследования, проведенного еще в 2018 году Университетом Хайфы. Оно показала, что органические отходы составляют около 36,4% пищевых отходов и 16,4% от общего объема бытовых отходов. Было выявлено, что в органических отходах преобладают фрукты и овощи (67%), хлебобулочные изделия и крупы (14%), молочные продукты (8%), побочные продукты, такие как кожура и кожуры (5%), мясо, рыба и птица (3%), сладости и печенье (2%) и безалкогольные напитки (1%). Эти отходы содержат около 80% воды.

Профессор Голдберг сообщил, что результаты этого исследования легли в основу разработанной ими модели переработки отходов. В рамках нее был создан непрерывный реактор, который в будущем можно будет адаптировать для использования солнечной энергии. Реактор нагревает отходы до 280 градусов Цельсия, что позволяет существенно уменьшить количество воды и кислорода в биотопливе.

Также были найдены экономически эффективные катализаторы, которые позволяют контролировать соотношение между жидким и твердым топливом. Твердое топливо может использоваться в качестве биоугля, способного длительное время удерживать углекислый газ. Этот биоуголь может быть сожжен на электростанциях, как обычный уголь, а жидкое биотопливо, после его доработки, может использоваться для питания самолетов, грузовиков и кораблей.

Применяя разработанную модель, исследователи из Тель-Авивского университета смогли получить жидкое биотопливо с выходом до 29,3% по массе и твердое топливо с выходом до 40,7% на основе сухого сырья. Этот процесс является универсальным и подходит для переработки любых влажных органических отходов, включая отходы пищевых фабрик, столовых и больниц.

Исследователи пришли к выводу, что производство биотоплива из органических отходов может значительно сократить объем муниципальных отходов, отправляемых на свалки, что приведет к снижению загрязнения почвы, воды и воздуха. Кроме того, уменьшение объема захоронения отходов позволит снизить выбросы парниковых газов и уменьшить зависимость от нефти и угля, предлагая тем самым локальное решение для обеспечения энергетической независимости и безопасности.