Заводной апельсин: как в Испании из уличных фруктов производят эко-топливо

О том, что в цитрусовых много витаминов, мы знали с детства. «Витамин С дает человеку жизненно важную энергию», – говорили нам. Но еще совсем недавно мы и представить себе не могли, что из обычных уличных апельсинов, растущих на улицах испанских городов, можно производить и электроэнергию. В собственном материале Института развития технологий ТЭК (ИРТТЭК) рассказываем о проекте испанских властей по производству экологически чистой энергии из отходов.

Апельсины в Испанию были завезены арабами из Азии около 1000 лет назад по Шелковому пути. Климат Иберийского полуострова им пришелся по вкусу, и апельсины мгновенно прижились в местном сельском хозяйстве и стали выращиваться местными жителями. Мусульмане уже тогда знали о волшебных свойствах этого фрукта и использовали воду из цветов апельсина в качестве тонизирующего средства для желудка. Настои этих цветов обладают ветрогонным, а также успокаивающим действием. Кроме того, эссенция флердоранжа (фр. fleur d'orange — «цветок апельсина») является хорошим спазмолитиком.

Спустя много лет люди откроют еще одно свойство апельсина, которое может стать очередным шагом в сторону экологически чистой энергетики.

Испанская Севилья – европейский город с самым большим количеством апельсиновых деревьев. Каждое из 45 тыс. деревьев, высаженных на его улицах, дают от 45 до 130 кг горьких апельсинов. Фактически, апельсиновые деревья города приносят около 5 млн кг фруктов ежегодно, которые раньше после созревания попадали на свалку. Правда, не всегда. Например, в XIX веке эти апельсины попадали на столы в Великобритании в виде мармелада. Но позже, с появлением автомобилей фрукты стали впитывать в себя всю грязь улиц, и употребление их в пищу стало опасным.

В определенный момент власти города решили, что декоративной функции апельсинов, украшающих своим ярким оранжевым цветом городские улицы каждую зиму, недостаточно, и тонны сырья необходимо направить в нужное русло.

И в 2020 году компания Emasesa, занимающаяся водоснабжением и канализацией Севильи, запустила проект, целью которого была выработка чистой энергии из горьких апельсинов (Citrus aurantium). Как утверждали авторы проекта, тысячи тонн фруктов должны были использоваться для производства энергии в целях обеспечения собственных объектов в Андалусии, предназначенных для очистки сточных вод.

Эта инициатива осуществлялась в координации с департаментом экологического перехода городского совета Севильи и с участием местных парков и садов.

В чем заключалась главная идея авторов проекта?

В процессе переработки выжимается сок для выработки электроэнергии на основе биогаза, а кожура и мякоть преобразуются в компост, который используется в сельском хозяйстве. В первый раз были использованы 35 тонн фруктов, из которых было произведено примерно 1500 кВт*ч, что эквивалентно обеспечению энергией 150 домашних хозяйств в течение дня.

Основная цель этого проекта была обеспечить энергетическую автономность очистных сооружений, превратив их в некую биофабрику, где возобновляемая электроэнергия вырабатывается за счет утилизации отходов, которые ранее выбрасывались на свалку.

Как заявляет руководство Емаsesa, на каждую тонну апельсинов вырабатывается в среднем 50 кВт*ч, чего достаточно для обеспечения электроэнергией пяти домов в течение одного дня. Сок состоит из фруктозы, состоящей из очень коротких углеродных цепочек, а энергоэффективность этих цепочек в процессе ферментации очень высока. В перспективе Севилья планирует подавать электроэнергию, производимую апельсинами, в сеть.

В итоге свежевыжатый апельсиновый сок используется для производства биогаза, из которого вырабатывается энергия. На очистных сооружениях сок перерабатывается для производства метана, который служит топливом для больших двигателей, вырабатывающих электроэнергию. Как заявляют в компании Emasesa, питательная основа для бактерий, которая используется для производства метана, успешно может быть заменена апельсиновым соком.

Благодаря климату апельсины в Испании растут на улицах не только в Севилье. Многие другие города, расположенные вдоль Средиземноморского побережья, также каждую зиму превращаются в прекрасные сады с благоухающими мандаринами и апельсинами, которые норовит попробовать на вкус каждый турист. Смельчаки остаются разочарованными, потому что нет ничего более горького и кислого одновременно.

Одним из таких городов является Валенсия, на улицах которой высажено 12 264 дерева с горькими апельсинами.

«Эти деревья делают улицы более красивыми благодаря тому, что они не опадают круглый год, также приятному аромату флердоранжа и их ярких фруктов зимой, – рассказали корреспонденту ИРТТЭК в Департаменте городской экологии, чрезвычайных климатических ситуаций и энергетического перехода мэрии Валенсии. – Однако неконтролируемое падение плодов – иногда массовое после нескольких дней сильных ветров – вызывает дискомфорт, грязь и даже несчастные случаи. Опавшие фрукты необходимо собирать и убирать с проезжей части.

Как отмечают чиновники Департамента, урожай от городских апельсиновых деревьев оценивается примерно в 350-400 тонн в год, и, хотя их сбор традиционно производился вручную, этот процесс очень дорогой, что заставляет искать более дешевые альтернативы. «Были предприняты попытки использовать городской урожай для производства эфирных масел, кормов для скота, биотоплива, косметики, джемов и т. д. и таким образом получить доход, который, по крайней мере частично, компенсировал бы затраты на сбор и транспортировку. Однако низкая стоимость продукта и другие проблемы, связанные с безопасностью употребления в пищу, привели к тому, что эти апельсины стали рассматриваться как незначительный побочный продукт в садоводстве. Надо было минимизировать затраты на их сбор и транспортировку на свалку», – сообщили в ведомстве.

Как говорят чиновники Департамента, сделать это получилось, в частности, с помощью использования механических систем для сбора фруктов. А несколько лет назад они пытались использовать специальные вибрирующие системы. В 2016–2017 годах в сотрудничестве с Департаментом сельского хозяйства Политехнического университета Валенсии начали использоваться тракторные вибраторы, которые уже были испытаны с удовлетворительными результатами при уборке сельскохозяйственных культур. Средняя урожайность одного трактора-вибратора составляет 100 апельсиновых деревьев в день. Однако в некоторых случаях используется ручная работа. Ежегодно процесс сборки продолжается около двух месяцев.

Если опыт испанских коллег будет иметь успех, его смогут перенять и другие страны-производители цитрусовых, вроде Марокко. Кроме того, очевидно, что различного рода стартапы, связанные с энергетикой, продолжат развиваться, в том числе в совершенно неожиданных направлениях. Остается только наблюдать, кто сможет быстрее выжать все соки из перспективных идей и получить от этого прибыль.

Автор: Михаил Вакилян, зарубежный корреспондент ИРТТЭК