Реклама

Организация: ООО "Первый Питомник"

ИНН: 5045067406

erid: LjN8KbhGh

Мискантус Гигантский для ESG

Залог устойчивого развития в России

В свете все более усугубляющихся энергетических и экологических проблем в мировом масштабе совершенно очевидным становится тот факт, что решение этих проблем лежит в области поиска возобновляемых и экологичных источников энергии.

Перспективным кандидатом на эту роль является многолетнее травянистое растение Мискантус Гигантский (Miscanthus Giganteus). Этот гибрид был искусственно создан в 1989 году датским селекционером Карлом Фостером из вида «Miscanthus sinensis», родиной которого являются берега Азии.  Из-за высокого роста (около 3м) и внешнего сходства с обычной луговой осокой Мискантус Гигантский также называют «слоновой травой» (см. Рис.1).

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_1. Мискантус Гигантский. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Данный гибрид не инвазивен, устойчив к вредителям, болезням и может произрастать даже на малоплодородных почвах. Главное преимущество среди остальных промышленных культур – высокая урожайность и большое содержание целлюлозы. Ежегодно с одного гектара собирается по 15-18 тонн сухой биомассы, в которой содержится не менее 42% целлюлозы (см.Рис.2) Подробнее по ссылке.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_2. Химический состав Мискантуса Гигантского. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Благодаря отечественным ученым, были выведены собственные технические сорта Мискантуса Гигантского – «Камис», «Фортис», «Верум», «Багряный», «Белоярский», которые показали высокую адаптивность к климатическим условиям Центральной полосы России.


Использование Мискантуса в биоэнергетике

Если рассматривать энергетическое приложение Мискантуса, то наиболее простым способом является производство топливных пеллет. Результаты исследований показывают, что пеллеты из Мискантуса оказывают меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с древесными, в основном из-за меньшего потребления энергии во время гранулирования. В частности, 1 тонна пеллет из Мискантуса дает углеродный след 121,6 кг CO2-экв, что примерно на 8% ниже по сравнению с древесными пеллетами. Подробнее по ссылке. И второй немаловажный момент – мискантус гигантский накапливает СО2 больше, чем выделяется при сжигании пеллет. Ведь мискантус гигантский относится к растениям класса с4-фотосинтез и накапливает СО2 всем растением, включая корневище, которое остается в земле и перерабатывает «плохой» СО2 в «хороший» углерод, увеличивающий плодородие почвы.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_3. Топливные пеллеты из Мискантуса. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Также описан способ получения биоугля из Мискантуса методом медленного пиролиза с последующей грануляцией. По результатам проведенного исследования общий углеродный след снизился на 737 кг CO2-экв/т высушенного сырья. При этом указывается, что полученный биоуголь, используемый в качестве добавки к почве, может значительно повысить ее характеристики: улучшить здоровье и плодородие, структуру почвы, доступность питательных веществ, способность почвы удерживать воду, а также такая обработка способствует длительной сохранности углерода в почве. Подробности по ссылке.

Связывание углерода в почвах можно рассматривать не только как стратегию смягчения глобального изменения климата, но и как источник прибыли для компаний через применение углеродных квот. Подробнее по ссылке.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_4. Мискантус Гигансткий может не только помочь в восстановлении почв, но и стать источником дополнительного заработка. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Еще одним перспективным направлением трансформации Мискантуса Гигантского в биотопливо является предварительная предобработка его биомассы с последующим метановым сбраживанием и, соответственно, получением биогаза на выходе. Подробнее по ссылке.

Кроме того, целлюлозу из Мискантуса после предварительной обработки можно гидролизовать до раствора простых сахаров и посредством спиртового брожения получить биоэтанол, который можно использовать в качестве энергоносителя либо преобразовать в этилен.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_5. «Мискантус – топливо будущего». Источник фото: ООО «Первый питомник»

Мискантус в строительстве

Легкие бетоны из растительного сырья с каждым годом все активнее применяют в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве.
Их используют для изготовления блоков и панелей, подходящих для возведения стен, перегородок и перекрытий, а также тепло- и звукоизоляционных плит.

Отлично зарекомендовал себя в этом плане био-бетон из Мискантуса, используемый в современном экологичном строительстве. Для его производства используется технология затворения рабочего раствора, при которой на 1 куб.м. растительного заполнителя, состоящего из мелкофракционных волокнистых частиц, длиной до 40 мм и диаметром до 5 мм, добавляется:

  • 180 – 400 кг минерального связующего,
  • 4 – 14 кг негидратируемого мелкофракционного минерализатора, подготовленного из расчета 25-50 кг на 1 тыс. кг воды. Подробнее по ссылке.
Мискантус Гигантский для ESG
Рис_6. «Зеленый» бетон из Мискантуса Гигантского. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Помимо этого, производство таких строительных композитов требует соблюдения ряда правил:

  1. удельный вес сырья Мискантуса в непрессованном рассыпчатом состоянии в общем составе рабочего раствора – 80 – 160 кг/м при остаточной влажности в пределах 15%;
  2. использование негидратируемого минерализатора мелкого помола, обеспечивающего при твердении прочное соединение между наполнителем из Мискантуса и минеральной основой связующего.
Мискантус Гигантский для ESG
Рис_7. ЗD печать из био-бетона на основе Мискантуса Гигантского. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Согласно проведенным исследованиям, композиты из Мискантуса обладают сравнительно лучшими свойствами, чем традиционные изоляционные материалы, и удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к применению внутри помещений. К тому же общий углеродный след изоляционной системы на основе волокон Мискантуса достигает экономии до 95% (!) выбросов CO2 по сравнению с обычными системами. Подробнее по ссылке.


Применение Мискантуса в целлюлозно-бумажной отрасли

На сегодняшний день целлюлоза, получаемая из Мискантуса Гигантского, наиболее часто используется в целлюлозно-бумажной промышленности. А именно на производстве бумаги, картона, биоразлагаемой упаковки и одноразовой посуды, где уже много лет идет поиск аналога сильно загрязняющего окружающую среду пластика.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_8. Биоразлагаемая посуда.  Источник фото: «Яндекс Картинки»

Кроме этого, из биомассы Мискантуса можно получить высокоценные полимеры. Например, нитраты целлюлозы Мискантуса Гигантского активно используются для производства биосенсоров, мягких роботов, биофильтров, а бактериальная целлюлоза, благодаря совместимости с тканями человека, может применяться в медицине для заживления ран и восстановления повреждений кровеносных сосудов. Подробнее по ссылке.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_9. Характеристики бактериальной наноцеллюлозы из МГ. Источник фото: ООО «Первый питомник»

Помимо всего прочего, Мискантус Гигансткий также может быть вовлечен в различные проекты в рамках концепции глубокой переработки биомассы для получения ценных химических веществ, таких как гидроксиметилфурфурол, фурфурол, фенолы, этиленгликоль. Подробнее по ссылке.


Мискантус в озеленении городских территорий

Мискантус Гигантский – это не только перспективное промышленное сырье, но и декоративное растение, которое может быть использовано в благоустройстве и озеленении городов.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_10. Аллея из Мискантуса Гигантского. Источник ООО «Первый питомник»

Благодаря своим буферным свойствам, данная культура может быть использована в качестве «живой изгороди» вдоль магистральных и объездных дорог, а также защитных полос, отгораживающих экологически опасные предприятия от жилых районов города. Подробнее по ссылке. Густая и высокая «Мискантополоса» способна поглощать до 26 тонн углекислого газа в год, выделяемого в атмосферу заводами и автомобилями, и способствовать накоплению углерода и азота в почве, по сути, являясь карбоновой мини-фермой в черте города. Подробнее по ссылке. При этом данную культуру, в отличие от лесополос и кустарника, гораздо легче высадить и удалить с участка (см. Рис. 11).

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_11. Сравнительные параметры МГ и леса по поглощению СО2. Источник ООО «Первый питомник»

Также Мискантус Гигантский способен решить проблему рекультивация почв на территориях заброшенных заводов и мусорных полигонов, актуальную для многих городов России.

В России в начале 2022 года компанией ООО «АгроЭкоСистемы» была проведена экспериментальная работа по оценке потенциала Мискантуса Гигантского для биоремедиации объектов, загрязненных тяжелыми металлами. Эксперимент проводился на водорастворимых солях металла – хлориде никеля и нитрате свинца. Результаты подтвердили высокую результативность Мисканутса Гигантского в качестве базовой культуры для биоремедиации. А также показали, что наземную массу этого растения можно использовать в качестве сырья, так как накопление вредных веществ аккумулируется в основном в корневой системе. Подробнее по ссылке.

Мискантус Гигантский для ESG
Рис_12. Ремедиация почв с помощью Мискантуса. Источник ООО «Первый питомник»

В октябре 2022 года была опубликована исследовательская работа «Рекультивация почв на территориях муниципальных заводов с использованием Мискантуса Гигантского». Результаты первого года показали хорошую способность Мискантуса накапливать загрязняющие вещества и тяжелые металлы (Al, Zn, Fe, Pb, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni), что обуславливает его применение для биологической обработки постиндустриальных почв, на свалках и отстойниках разного уровня.


Таким образом, можно сказать, что на сегодняшний день Мискантус Гигансткий является одним из наиболее перспективных растительных объектов, который способен обеспечить поэтапный переход России к низкоуглеродной экономике с максимальным охватом различных отраслей промышленности и городского хозяйства. Целенаправленное культивирование и глубокая переработка биомассы Мискантуса позволят достичь значительного сокращения углеродного следа, при этом существенно улучшив экологию и сняв напряженность в энергетической сфере. Все это напрямую соответствует национальным интересам нашей страны, так как будет способствовать росту экономики, повышению конкурентоспособности и престижа России в мире. Одним словом – чудо трава, которую необходимо включить каждой компании, практикующей ESG-стандарты!

Авторы статьи – Анисимова Елена, Лукина Любовь