В Азовском море под воздействием анаэробных бактерий (то есть бактерий, которые получают энергию в условиях отсутствия доступа кислорода) происходит процесс биологического разложения органических илов, что сопровождается, среди прочего, выделением биогаза. Уч`ные географического и химического факультетов МГУ совместно с коллегами из Приазовского государственного технического университета (Украина) более 10 лет изучают илы Азовского моря и вопросы образования из них биогаза.
Образованию биогаза из илов Азовского моря благоприятствуют природные условия: мелководность, хорошая прогреваемость воды, низкая солёность и, как следствие, бурное размножение фитопланктона. А благодаря фильтрации через водную толщу, образующийся газ очищается от вредных примесей (сероводорода и других газов).
Исследователи установили, что при отборе газа с поверхности воды в тех районах акватории, где море глубже одного метра, содержание метана превышает 90%. При этом содержание углекислого газа составляет менее 10%, а сероводород практически полностью отсутствует.
«Таким образом, происходит естественная очистка и концентрирование биометана (за счёт более высокой растворимости H2S, NH3, CO2, чем СH4) при прохождении через морскую воду. По предварительным оценкам, вся акватория Азовского моря может выделять около 100 млрд. куб. м метана в год», - сказал вед.н.с. географического факультета МГУ Владимир Мысливец.
Образованию биогаза способствуют природные условия мелководных заливов Азовского моря. По данным исследований содержание органического вещества в прибрежном иле достигает 7–14 % по сравнению с 2–3 % вдали от берега. Подпитка газом глубинного происхождения маловероятна. Об этом говорят результаты сравнения данных о химическом составе глубинного и поверхностного газа. По оценкам учёных, вся расчётная акватория Азовского моря, где есть илистые отложения, может выделять свыше 90 млрд. кубометров метана за сезон, то есть с апреля по октябрь.
Несколько лет нерешённым оставался вопрос сбора и использования биогаза как источника энергии. В 2019г. географы и химики МГУ значительно продвинулись в решении этой задачи. На Азовской научно-исследовательской станции (АНИС) учёные разработали принципиальную схему гелиобиоэлектростанции. В ней на входе поступает солнечный свет, который повышает биопродуктивность фитопланктона. Продукты жизнедеятельности фитопланктона перерабатываются микроорганизмами в метан, который затем сжигается для получения электрической энергии.
Учёные уверены, что при достаточных инвестициях проект добычи природного биогаза в акватории Азовского моря может быть рентабельным. Добыча в этом регионе обусловлена развитой инфраструктурой потребления газа (сеть газозаправочных станций и бытового потребления), что позволит получать прибыль без дополнительных издержек на транспортировку.
Для строительства гелиобиоэлектростанции и включения биогаза из илистых отложений Азовского моря в альтернативный энергобаланс, по оценкам исследователей, требуется не менее 10 млн. руб. на первом этапе с перспективой дальнейшего масштабирования морской биометановой технологии. Эта технология существенно удешевляет получение метана в сравнении с традиционными биогазовыми установками (метантенками) и приближает стоимость биометана к природному газу на месте его получения.
Таким образом, при наличии инвестиций в проект, уже в 2020г. учёные могут создать постояннодействующую морскую платформу по переработке донного ила и макрофитовых водорослей в биометан. Вне зависимости от того, будут инвестиции или нет, в текущем году исследователи соберут водоросли с пляжей и продолжат изучение процессов заиливания Азовского моря.
- Что касается биогаза в Азовском море, учёные свою работу в основном сделали. Теперь дело за бизнесом. Надо рискнуть и создать опытную установку, - уверен В.Мысливец. - Нужны технические головы и руки, но знакомые с морем. Погода, волнение, утилизация биогаза - возникнет масса технических вопросов. Но тогда и стоимость газа точнее определится, и районы добычи обрисуются. Дело стоит того, чтобы им заняться.
Справка
Азовское море - самое мелководное море в мире. Его максимальная глубина составляет 14 м, средняя глубина - около 6 м. Это самое континентальное море планеты. Оно обменивается водами только с Чёрным морем через Керченский пролив, что объясняет низкую соленость воды - в среднем около 11,5 промилле. Такие физико-химические условия вызывают бурное размножение фитопланктона («цветение воды»), которое ежегодно наблюдается в Азовском море, и которое является основным поставщиком органического вещества в донные осадки.
Азовская научно-исследовательская станция (АНИС) географического факультета МГУ.
Источник и фото: Географический факультет МГУ
