На примере Берлина ученые из Института сельскохозяйственной инженерии и биоэкономики имени Лейбница (ATB) сравнили компостирование опавших листьев с их энергетическим использованием в биогазовых установках. Исследование показывает, что переработка предварительно обработанных листьев на биогазовой установке не только вырабатывает электроэнергию и тепло, но и значительно снижает выбросы парниковых газов. Результаты были опубликованы в журнале Resources, Conservation and Recycling.
Благодаря многочисленным парковым зонам и уличным деревьям Берлин является одним из самых зеленых городов Европы. Однако каждый год осенью городские уборщики вынуждены работать на полную мощность, собирая около 36 тысяч тонн листьев почти с 5,5 тысяч километров столичных улиц. Эти листья обычно компостируются, но это связано со значительными выбросами парниковых газов . Что касается роста цен на энергоносители, возникает вопрос, нельзя ли использовать полученную биомассу с большей выгодой для производства биогаза.
В сравнительном исследовании ученые из Института сельскохозяйственной инженерии и биоэкономики им. Лейбница (ATB) проанализировали компостирование листьев и их использование для производства биогаза, принимая также во внимание предварительную обработку листьев, например силосование. Для каждого из этих сценариев выбросы парниковых газов и потенциал производства энергии были определены с использованием модели воздействия использования биологических ресурсов (BIORIM).
Для расчета выбросов парниковых газов в исследовании учитывались, в частности, ассимиляция углерода растениями в процессе роста (как отрицательные выбросы CO 2 на основе содержания органического углерода для каждого типа листьев), доля различных видов листьев в общем количестве , плотность листвы, а также использование машин, зависящих от топлива, таких как воздуходувки и подметальные машины. Учитывались также выбросы от производства и эксплуатации этих машин.
Общее сравнение показало, что сценарии биогаза показали значительно лучшие результаты с точки зрения выбросов парниковых газов при -140,1 кг эквивалента CO 2 на тонну листьев и -167,4 кг эквивалента CO 2 на тонну предварительно обработанных листьев соответственно, чем компостирование с 49,0 кг CO 2 экв. Ферментация предварительно обработанных листьев в биогазовом реакторе также привела к максимальному производству энергии на тонну сырья. Меры по предотвращению быстрого гниения листьев, такие как силосование или быстрая подача в варочный котел, привели к снижению чистых выбросов и повышению выхода энергии.
Биогаз, получаемый из листьев, по аналогии с биогазом, уже полученным из бытовых биоотходов, можно использовать для выработки электроэнергии и тепла на теплоэлектростанциях или подавать в местные газовые сети для замены ископаемого природного газа: около 7,5 тонн предварительно обработанных листьев можно покрывают среднегодовое потребление электроэнергии одним человеком.
«Листва как сырье для производства биогаза может в некоторой степени способствовать энергоснабжению городских районов. Благодаря многочисленным зеленым насаждениям и уличным деревьям Берлин, в частности, обладает одним из самых высоких потенциалов использования биомассы для производства энергии в Европе», — говорится в сообщении. Доктор Ульрих Крайденвейс, руководитель рабочей группы по моделированию биоэкономических систем в ATB и соавтор исследования.
«Является ли использование опавших листьев из городских районов для производства биогаза экономически целесообразным, необходимо выяснить в дальнейших оценках сценариев. Например, модификация биогазовых установок с учетом требований к ферментации листьев может повлечь за собой значительные затраты»
