Биогаз и биотоплитво: путь в пустыню

Нет сомнений в том, что производство биогаза из навоза
приведёт башкирскую степь от роковой черты к гибели.
Р. Мухаметдинов, профессор БАГСУ

Эти амбициозные проекты основаны на простом допущении: в отличие от ископаемых углеводородов, биомасса — ресурс возобновляемый, значит, перспектива за ней. Считается также, что биоэтанол меньше загрязняет воздух.

Давайте посмотрим, что получается на практике.

 

БИОТОПЛИВО. Сложим самые очевидные факты.

Биомасса, переработанная в биотопливо, навсегда потеряна для почвы. Значит, плодородие для биотопливного сырья — целиком искусственное. Вырастая на полях, оно уже сжигает до десяти калорий затрат на одну калорию урожая. Во что его ни перерабатывай — страна в долгах. Убыточно само сырьё для биотоплива. О чём тут говорить?

БИОЭТАНОЛ. В основе идеи — снижение выбросов СО₂ при сжигании в двигателях. В свете как бы Киотского протокола.

Опять сложим факты.

— На деле, столько же СО₂ выделяется при самом производстве био-этанола. Ну, как-то забыли об этом сказать. В итоге снижения нет — есть общее превышение.

— Став сырьём для биоэтанола, кукуруза и зерно заметно дорожают. Синтез из древесины требует очень много воды и почти не даёт снижения выбросов азотистых соединений и СО₂. В итоге всё слишком дорого.

— Биотопливо ещё более дотационно, чем земледелие. В 2012 г. Германия вложила в биоэтанол 17,6 млрд.?, получив на выходе всего 4,9 млрд. Субсидии тут же ополовинили, компенсации отменили.

— Сегодня производство каждого галлона (около 4 л) биоэтанола требует 1,7 доллара государственных субсидий. На каждый литр биотоплива — 21 рубль халявы. И эта цифра, по расчётам учёных, за 15 лет удвоится.

— Напоминаю главное: истощение почв из-за сжигания выросшей органики будет прогрессировать — со всеми последствиями для сельского хозяйства.

 

БИОГАЗ. Может, он окупает все убытки? О.В. Тарханов сделал простые расчёты.

— Источник. Бытовой мусор — сложная подготовка, малый выход газа. Остаётся навоз: его всегда много, он тёплый, однородный и содержит до 90% органического вещества. Для примера берём реакторы (метантенки) вместимостью 7 тонн.

— Оптимальные условия брожения: влажность смеси 95% при 55ºС. То есть, в каждый реактор нужно влить до 6 тонн воды (её средняя температура — 10-12 ºС) и нагреть смесь до 55 ºС. На этот нагрев реактора уйдёт до 70 м^³ природного газа.

— Биогаз содержит до 50% СО₂, и его теплотворная способность вдвое ниже, чем у природного. Чтобы нагреть реактор, нужно сжечь 140 м^³ биогаза. А продукция реактора — до 180 м^³ биогаза.

— В итоге, с осени до весны почти весь биогаз уходит на производство самого себя.

— Но есть и другие издержки. Каждый реактор — это 7 тонн раствора с 50-ю кг минеральных солей. Куда их девать? Возить на поля воду убыточно. Придётся выливать, вызывая экологические катастрофы в водоёмах. Кроме того, выяснилось: продукты сгорания биогаза в целом более опасны для атмосферы, чем от природного газа.

 

Главное: производство биогаза основано на обмане, что «навоз — ненужный отход». В реакторах бесполезно сгорает органика, необходимая почвам для будущих урожаев. Как уже было сказано, минимальный годовой убыток Росси от её потери — 200 млрд. долларов.

Опыт нескольких башкирских и татарских биогазовых проектов давно подтвердил: в нашем климате энергии биогаза не хватает даже на разогрев реакторов. Производство биогаза требует субсидий. Практика ясно показывает: биогаз — паразит экономики.

 

Генеральный директор Международной продовольственной организации при ООН Жак Диуф уверен: производить биотопливо — то же, что делать горючее из еды, отнимая её у миллиарда голодающих землян.

Европейские учёные уже против биоэнергетики. Академия естествознания Германии «Leopoldina» опубликовала исследования «Биоэнергия — возможности и пределы», где призывает отказаться от выращивания растений ради топлива и биогаза. Группа учёных во главе с нобелевским лауреатом Паулем Крутценом также заявила: «Своей работой мы утверждаем: крупномасштабное производство растительного сырья для биотоплива не имеет никакой перспективы» ^[19].

От себя могу лишь сообщить: судя по всему, запасы нефти и газа возобновляемы. Об этом говорят графики продуктивности многих месторождений. Фундаментальные исследования показали: нефть и газ образуются в основном при поликонденсации углекислых растворов, просачивающихся с осадками на глубину до 5-6 км за 40-50 лет ^[20]. Фактически, углекислый газ от сжигания нефти через полвека снова становится нефтью. Таков большой геохимический круговорот углерода нашей планеты.

 

Энергетические леса

И всё же у нас есть энергетически и экологически оправданные источники возобновляемого топлива. Это энергетические леса — посадки деревьев, не требующие плодородных почв и заметных вложений. Они много лет дают древесину → пеллеты и брикеты, одновременно улучшая среду и почву.

Есть даже такие супер-травы. Например, мискантус китайский — многолетний корневищный злак высотой более 3 м. Посеянный один раз, он даёт по 20-25 т/га сухой биомассы стеблей на протяжении 15-20 лет. Полностью защищает почвы от эрозии. Энергетическая эффективность мискантуса — 16,5-19,2. Сжигается в виде тюков или пеллет. Теплота сгорания сравнима с древесиной. После сжигания остаётся агрономически ценная зола. В ИЦГ СО РАН (Новосибирск) выведены сорта, не вымерзающие даже в Сибири.

В Европе на топливо выращивают некоторые виды ив (ива матсудана, белая, козья) и сильнорослые виды тополя. Прирост срезают раз в два года — за это время он достигает 3-4 м в длину и 6-8 см в толщину. Биомасса древесины — до 50 т/га, срок службы — до 30 лет. Биомасса идёт для отопления жилищ или сжигается в блочных электростанциях, давая и энергию, и тепло. Выход электроэнергии при сжигании — 1000 КВт с тонны, а при технологичном пиролизе — до 5000 КВт.

Практикуются и более короткоживущие древесные плантации, срезаемые комбайнами ежегодно, как кукуруза на силос. Они живут 7-10 лет. Здесь могут использоваться и быстрорастущие кустарники (бузина, кустарниковые ивы).

Весьма продуктивны и другие виды: клён ясенелистный, айлант высочайший, бундук двудомный, эвкалипт, некоторые виды акации. Кроме древесной биомассы, они дают и лекарства, и органику для почвы, и корм, и ценные семена, и поделочную древесину.

В одном массиве можно сажать несколько разных видов — увеличивать биоразнообразие и устойчивость ценоза. Особо ценные виды деревьев (например, хвойные) высаживаются отдельными полосами, которые никогда не пилятся. Это экологическая защита — «лесополосы» для срезаемых плантаций. Сажать энерголеса можно массивами, а можно в виде широких двойных лесополос на полях. Каждый год на топливо срезается половина полосы, и оставшаяся половина обеспечивает защиту поля.

Наблюдения германских учёных показывают: такие энерголеса заметно улучшают ландшафт, собирают и хранят влагу, аккумулируют СО₂, дают приют множеству птиц и животных, трав и грибов. Фактически, это управляемые лесные агроценозы, близкие к естественным.

 

6.
Агротехника плодородия

 

«Изобретя плуг, один немецкий учёный Сакс
принёс во много раз больше вреда всему миру,
чем все немцы во второй мировой войне».
Плакат в Канадском Университете Земледелия.

Среди сотен пахарей, едва сводящих концы с концами в битве за лишний рубль, живут единицы, давно решившие эту проблему. Их поля — наглядные пособия органического круговорота. Главная их забота — естественное плодородие. Они не тратят деньги на пахоту, в разы сокращают удобрения и пестициды. Не боятся ни засух, ни дождей. Урожай для них уже не вопрос: он стабилен, достаточно высок и никуда не денется. Но главное — он дёшев. Эти ребята уверены в себе и независимы. Они не соблюдают инструкций, не слушают советов, не покупают что попало — откаты им не нужны. Их главная работа — как сделать свою почву ещё плодороднее, а агротехнику дешевле. Их плохо понимают соседи, не любит государство. Но именно их опыт — наше спасение от аграрного коллапса.

 

Агротехника мульчи

Знакомясь с опытными агрономами-природниками, я был удивлён, какими разными путями они приходят к одной и той же основе агротехники: заменяют плуг щелерезом и оставляют на полях всю солому. Эта основа подробно описана И.Е. Овсинским больше ста лет назад. Примеры полностью её подтверждают.

 

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ОКРУГ. В жаркой степной Ростовской области, в агрофирме «Топапз», солому начали обрабатывать простыми мульчировщиками-измельчителями, а плуги заменили щелерезами (чизель). Плодородие начали делать с 2004-го.

Щелерез с лапами через 90 см прорезает почву на глубину 45 см, идёт вдвое быстрее плуга и ест меньше горючего. Он разбивает плужную подошву вместо того, чтобы её создавать. В щели проваливается 20-30% измельчённых растительных остатков. За зиму почва запасает огромную массу воды. Щелерезы ходили в два следа, диагонально. Через три года нужда в них практически отпала — почва стала рыхлой, пенетрометр уходил почти на всю глубину. Стали щелевать раз в 2-3 года, и только там, где пенетрометр «застревает».

В зиму поле уходит ровным и жёлтым от мульчи — автомобили ездят без тряски. Весенняя обработка — дискаторы, настроенные на глубину 5 см. Скорость — до 20 км/ч, поверхность почвы подбрасывается, и более лёгкая органика ложится сверху — мульчирует. Это сохраняет лишние 30% влаги. Ещё больше — до 50% влаги — сохраняют пружинные культиваторы: они меньше перемешивают мульчу. Есть влага — работают и сапрофиты, и азотофиксаторы.

За три года рыжая, выпаханная земля почернела, а урожаи увеличились на 50-90%. Сбор кукурузы в хороший год выскочил под сотню, а в сухой, когда у соседей всё выгорает — под 50 ц/га. Подсолнечник вышел под 30, а в хороший год — 40 ц/га, озимая пшеница — на средние 50-60 ц/га. Удобрений — половина, горючки — 45-50 л/га, включая вывоз зерна. Гербициды нужны всё меньше: нет переворота пласта — нет и бесконечного захоронения сорных семян. Рентабельность поднялась до 170-180%. В критически сухие годы, когда соседи на нулях, кукуруза всегда даёт 50 ц/га, пшеница — 45, подсолнух — 30.

Сейчас, после двух кризисов и реорганизации, «Топаз-Юг» продолжает работать с теми же показателями на 2500 га.

 

НЕЧЕРНОЗЕМЬЕ. В противоположных условиях — в сыром Владимирском ополье, на Юрьевском ГСУ — Н.А. Кулинский пришёл к чизелеванию иначе. Плоскорезы Бараева, к которым он привык в сухом Казахстане, эффекта не давали: дожди тут же уплотняли почву. И тогда озарило: плоскорез надо ставить вертикально. Это и есть чизель. Вспашка с оборотом — раз в 4 года: клеверище поднять и навоз заделать. «Суглинки пахать нельзя. Их нужно щелевать. Проницаемость почве даёт соломенная мульча. А супеси пахать — вообще варварство!»

Всю солому стали оставлять на поле. В восьмиполье — одна вико-овсянка и два года клевера. Раз за оборот — 110 т/га навоза.

Поля Кулинского поразили нереальной чистотой. «Убрали урожай — тут же дискуем. Через три недели, после дождей, сорняки ковром: мечта агронома! Не взойдут сейчас — весной замучаешься. Тут мы их — культиватором. Мало кто так делает: дополнительная работа. Но зато весной влагу закрыл — и можно сеять. Главное — не заделывать семена сорняков вспашкой, а потом не поднимать их!»

Дискаторов нет — в работе культиваторы и бороны. Плуг съедает до 500 кг гумуса на гектаре. Культиватор съедает на порядок меньше — 50 кг, борона — всего 10 кг.

Урожаи вышли на максимум за 7-8 лет. Плодородие продолжало медленно расти ещё 14 лет. Пестициды ушли в прошлое. Гербициды применялись раз или два за восемь лет. Удобрения — 20 кг/га весной и 20 кг в августе, на клейковину.

Именно Николай Андреевич озвучил верные критерии разумности агрономии: 1. Рост показателей качества почвы. 2. Снижение себестоимости продукции. 3. Рост благосостояния земледельцев.

«Прирост урожая — не критерий. Часто он не требует ни ума, ни рациональных усилий — только денег. Не в нём смысл. Рост урожая — естественное следствие роста плодородия. Моё лицо — показатели качества почвы. Улучшишь почву — урожай неминуемо вырастет до оптимального».

И дело тут не в гумусе и NPK — их как раз можно внести за деньги. Истинные показатели качества почвы — комфортность её среды: сглаженность температуры, запасённая и сохранённая влага, защищённость от смыва и сдува, проницаемость для талой воды и дождей, капиллярность.

Те же основы — в ТНВ «Пугачёвское» у А.Н. Шугурова (Пензенская область), в агрофирме «Агроэкология» у С.С. Антонца, в практике Ф.Т. Моргуна (Полтавщина). Там не пашут, вообще не применяют пестицидов и удобрений больше 30 лет. Подробности есть в сети.