Zelena Biomasna Energija d.o.o.
© 2012-2024
© 2012-2024
Біомаса міскантусу
в сучасному виробництві
Досліджуйте стійкий потенціал біомаси міскантусу, що охоплює від вуглецево-негативного біопального до біорозкладних полімерів.
Фотографія: Олександр Чабанний / Zelena Biomasna Energija d.o.o.
Міскантус є культурою з низькими вимогами до догляду. Після укорінення його можна збирати щорічно протягом понад 20 років. Оскільки він не потребує багато добрив чи пестицидів, його вплив на навколишнє середовище невеликий, і він підходить для складних земель.
«Виділення поля під культуру, таку як міскантус, вимагає зміни мислення для фермерів. Але це приносить екологічні переваги, такі як захист від ерозії, контроль за вимиванням нітратів, підтримка біорізноманіття та поглинання вуглецю в ґрунті», — говорить Андреас Кізель, координатор проекту GRACE, фінансованого ЄС.
В даний час міскантус в основному використовується як тверде біотопливо для спалювання, підстилка для тварин та мульча для саду. Але його також можна використовувати у більш цінних застосуваннях — включаючи платформи для хімікатів, будівельні матеріали та композити з природних волокон.
БІО-БЕТОН
Фотографія: www.ufarevue.ch
Бетон, який є другим за популярністю матеріалом у світі після води, викликає екологічні проблеми через значні викиди CO2 під час його виробництва. У світлі сучасних обговорень щодо азоту існує нагальна потреба в дослідженні сталих підходів до кругового виробництва бетону. Безліч організацій активно займаються новаторськими розробками для зменшення викидів CO2 на всьому ланцюзі постачання бетону.
Одним із перспективних рішень є впровадження міскантусу в бетон. Міскантус, функціонуючи як легкий заповнювач та замінник гравію, значно зменшує вагу бетону, що надає суттєві переваги в аспектах фундаментів, встановлення та транспортування. Це призводить до економії витрат та енергії, а також вирішує екологічні проблеми. Бетон на основі міскантусу має хороші характеристики, такі як висока звукоізоляція, довговічність і мінімальні вимоги до догляду. Його застосування охоплює різні конструкції, включаючи шумозахисні бар'єри, вуличні меблі та велосипедні доріжки.
Окрім структурних переваг, волокно міскантусу є особливо цікавим завдяки своєму статусу відновлювальної сировини, що забезпечує безперервне постачання. Крім того, збори міскантусу дозволяють повністю відновити ресурси, усуваючи відходи. Важливо зазначити, що бетон на основі міскантусу є повністю перероблюваним, що сприяє створенню більш стійкої та кругової екосистеми будівництва.
Одним із перспективних рішень є впровадження міскантусу в бетон. Міскантус, функціонуючи як легкий заповнювач та замінник гравію, значно зменшує вагу бетону, що надає суттєві переваги в аспектах фундаментів, встановлення та транспортування. Це призводить до економії витрат та енергії, а також вирішує екологічні проблеми. Бетон на основі міскантусу має хороші характеристики, такі як висока звукоізоляція, довговічність і мінімальні вимоги до догляду. Його застосування охоплює різні конструкції, включаючи шумозахисні бар'єри, вуличні меблі та велосипедні доріжки.
Окрім структурних переваг, волокно міскантусу є особливо цікавим завдяки своєму статусу відновлювальної сировини, що забезпечує безперервне постачання. Крім того, збори міскантусу дозволяють повністю відновити ресурси, усуваючи відходи. Важливо зазначити, що бетон на основі міскантусу є повністю перероблюваним, що сприяє створенню більш стійкої та кругової екосистеми будівництва.
БІОЕТАНОЛ І PEF
Наприклад, біомаса міскантусу другого покоління, яка класифікується як лігноцелюлозна нехарчова біомаса на відміну від біомаси першого покоління, отриманої з їстівних крохмалів/цукрових культур, таких як кукурудза та злаки, служить цінним джерелом для виробництва біоетанолу.
«Комбінуючи з вловленими газами ферментації з закритих нафтових свердловин, це виробництво біоетанолу повністю компенсує викиди парникових газів, створені під час процесу. В результаті утворюється вуглецево-негативне біопаливо, яке може бути корисним для транспортних застосувань, таких як авіація», — пояснює Кізель з Університету Гоенгайма.
Команда Університету Гоенгайма також успішно продемонструвала виробництво платформного хімікату HMF з біомаси міскантусу на рівні пілотного заводу.
HMF можна використовувати для виробництва PEF — біопластику, яка може замінити нафтопластик PET. Для виробництва біопластиків були використані бутанедіол та азелаїнова кислота, які є біорозкладними в ґрунті, що робить їх надзвичайно актуальними для сільського господарства, щоб подолати обмеження переробки та уникнути забруднення мікропластиком. Мульчувальні плівки та посадкові горщики були створені як підтвердження концепції та в даний час перебувають у стадії комерціалізації.
«Ми також використовували HMF для виробництва смоли без формальдегіду, яку протестували як сполучну речовину для панелей з міскантусу. Цей напрямок не був передбачений і зміг бути реалізованим лише завдяки банкрутству одного з колишніх партнерів проекту. Отже, ми перетворили кризу на можливість», — додає Кізель.
Крім того, було розроблено два нові композити з волокнами міскантусу для автомобільної промисловості. «Пізніше цього року перша модель автомобіля буде мати елементи приладової панелі з композиту на основі волокон міскантусу, що є великим досягненням!» — зазначає Кізель.
БІОПЛАСТИК
Пластик, як і бетон, є поширеним матеріалом у світі, який суттєво змінив наше життя з моменту свого виникнення близько 1900 року. Ця революційна речовина має виняткову універсальність та економічність у виробництві. Однак значним недоліком є її нездатність до розкладення, що призводить до постійного накопичення пластикових відходів і добре задокументованих негативних наслідків для навколишнього середовища.
Включення міскантусу у виробництво біопластиків має дві ключові переваги: по-перше, усунення потреби в нафтопродуктах для виробництва біопластиків, по-друге, природна біорозкладність та компостованість отриманого матеріалу.
Біопластик, отриманий з міскантусу, знайшов застосування у багатьох споживчих товарах, таких як чашки, тарілки, горщики для рослин та вішалки для одягу. Крім того, він є хорошою альтернативою у сфері упаковки для харчових продуктів. Цей інноваційний підхід зменшує залежність від невідновлюваних ресурсів та вирішує критичну проблему тривалої присутності пластику в навколишньому середовищі.
Включення міскантусу у виробництво біопластиків має дві ключові переваги: по-перше, усунення потреби в нафтопродуктах для виробництва біопластиків, по-друге, природна біорозкладність та компостованість отриманого матеріалу.
Біопластик, отриманий з міскантусу, знайшов застосування у багатьох споживчих товарах, таких як чашки, тарілки, горщики для рослин та вішалки для одягу. Крім того, він є хорошою альтернативою у сфері упаковки для харчових продуктів. Цей інноваційний підхід зменшує залежність від невідновлюваних ресурсів та вирішує критичну проблему тривалої присутності пластику в навколишньому середовищі.
МУЛЬЧА З МІСКАНТУСУ
Фотографія: Zelena Biomasna Energija d.o.o.
Міскантус є відмінним вибором для покриття ґрунту в декоративних, громадських або овочевих садах, пропонуючи природне рішення для уповільнення розповсюдження бур'янів і підвищення збереження вологи в ґрунті навколо рослин і чагарників. Це застосування є особливо вигідним, оскільки значно зменшує втрати ґрунтової підстилки.
Варто зазначити, що після збору врожаю міскантус не потребує додаткової обробки для використання як ефективний шар мульчі.
Шар мульчі з міскантусу виконує подвійну роль, перешкоджаючи значному росту бур'янів на нововисаджених ділянках і сприяючи поліпшенню ґрунту. Будучи багатим на волокна, він не погіршує умови ґрунту, зокрема рівень pH. Крім того, активна взаємодія ґрунтового життя з шаром мульчі з міскантусу сприяє створенню здоровішого середовища, що призводить до меншої кількості випадків хвороб рослин. Вроджені властивості міскантусу, зокрема його стійкість до зростання паразитичних грибів, сприяють загальному благополуччю рослин на визначених ділянках.
Варто зазначити, що після збору врожаю міскантус не потребує додаткової обробки для використання як ефективний шар мульчі.
Шар мульчі з міскантусу виконує подвійну роль, перешкоджаючи значному росту бур'янів на нововисаджених ділянках і сприяючи поліпшенню ґрунту. Будучи багатим на волокна, він не погіршує умови ґрунту, зокрема рівень pH. Крім того, активна взаємодія ґрунтового життя з шаром мульчі з міскантусу сприяє створенню здоровішого середовища, що призводить до меншої кількості випадків хвороб рослин. Вроджені властивості міскантусу, зокрема його стійкість до зростання паразитичних грибів, сприяють загальному благополуччю рослин на визначених ділянках.
ПАПІР З МІСКАНТУСУ
Паперова промисловість, яка щорічно відповідає за приблизно 7 відсотків глобальних викидів CO2, перевищує авіацію за викидами вуглекислого газу. Понад половина виробленого паперу використовується для упаковки, тоді як близько третини призначено для книг, журналів, газет та інших різноманітних застосувань, включаючи туалетний папір.
Деревні волокна, які є основною сировиною для виробництва паперу, походять з дерев, які можуть бути стійко відновлені, що робить їх практично безмежним ресурсом. Проте недоліком є значні витрати енергії та води, пов'язані з виробництвом паперу з дерев.
Обіцяною альтернативою є використання волокон міскантусу, що представляє собою реальний спосіб доповнення традиційної деревної целюлози. Включаючи волокна міскантусу, можливо зекономити до приблизно чверті деревної целюлози, що традиційно використовується в процесі виготовлення паперу. Це вирішує екологічні проблеми, пов'язані з виробництвом паперу, та сприяє збереженню ресурсів.
Деревні волокна, які є основною сировиною для виробництва паперу, походять з дерев, які можуть бути стійко відновлені, що робить їх практично безмежним ресурсом. Проте недоліком є значні витрати енергії та води, пов'язані з виробництвом паперу з дерев.
Обіцяною альтернативою є використання волокон міскантусу, що представляє собою реальний спосіб доповнення традиційної деревної целюлози. Включаючи волокна міскантусу, можливо зекономити до приблизно чверті деревної целюлози, що традиційно використовується в процесі виготовлення паперу. Це вирішує екологічні проблеми, пов'язані з виробництвом паперу, та сприяє збереженню ресурсів.
Photograph: Zelena Biomasna Energija d.o.o.
ВИСНОВОК
Використання біомаси міскантусу демонструє багатогранний і перспективний шлях до сталих рішень у різних галузях. Універсальність міскантусу очевидна у його ролі цінного ресурсу для виробництва біоетанолу, пропонуючи вуглецево-негативну біопаливу, що компенсує викиди парникових газів. Крім того, виробництво платформних хімікатів, таких як HMF, з міскантусу демонструє його потенціал як попередника для біопластиків, вирішуючи потребу в заміні матеріалів на основі викопного пального.
Інноваційні застосування також поширюються на сільське господарство, де біорозкладні біопластики, отримані з міскантусу, використовуються в мульчувальних плівках та посадкових горщиках, що допомагає подолати проблеми з переробкою та знижує ризик забруднення мікропластиком. Крім того, несподіване розроблення смоли без формальдегіду для панелей з міскантусу є прикладом адаптивності цієї біомаси у відповідь на нові потреби, перетворюючи виклики на можливості.
Адаптація автомобільною промисловістю нових композитів на основі волокон міскантусу, що завершиться впровадженням елементів приладової панелі в нових моделях автомобілів, підкреслює потенціал цього матеріалу для сприяння сталим практикам у виробництві.
В цілому, біомаса міскантусу виступає як відновлювальний і універсальний ресурс, пропонуючи екологічно чисті альтернативи в енергетиці, матеріалах і сільському господарстві. Оскільки галузі прагнуть зменшити свій вплив на навколишнє середовище, різноманітні застосування міскантусу представляють переконливі аргументи для його інтеграції в основні практики, сприяючи більш сталому та екологічному майбутньому.
Інноваційні застосування також поширюються на сільське господарство, де біорозкладні біопластики, отримані з міскантусу, використовуються в мульчувальних плівках та посадкових горщиках, що допомагає подолати проблеми з переробкою та знижує ризик забруднення мікропластиком. Крім того, несподіване розроблення смоли без формальдегіду для панелей з міскантусу є прикладом адаптивності цієї біомаси у відповідь на нові потреби, перетворюючи виклики на можливості.
Адаптація автомобільною промисловістю нових композитів на основі волокон міскантусу, що завершиться впровадженням елементів приладової панелі в нових моделях автомобілів, підкреслює потенціал цього матеріалу для сприяння сталим практикам у виробництві.
В цілому, біомаса міскантусу виступає як відновлювальний і універсальний ресурс, пропонуючи екологічно чисті альтернативи в енергетиці, матеріалах і сільському господарстві. Оскільки галузі прагнуть зменшити свій вплив на навколишнє середовище, різноманітні застосування міскантусу представляють переконливі аргументи для його інтеграції в основні практики, сприяючи більш сталому та екологічному майбутньому.
20 JULY
Автор: Олександр Чабанний
Фото: Zelena Biomasna Energija d.o.o.
Фото: Zelena Biomasna Energija d.o.o.
