ბიომასის გამოყენების პერსპექტივები საქართველოში

კლიმატური ცვლილებები და ენერგეტიკა დღეს ძალიან აქტუალური თემებია. კვლევების შედეგად დადგენილია, რომ მოხმარების ზრდის დღევანდელი ტემპის პირობებში ტრადიციული წიაღისეული ენერგორესურსები თანდათან იწურება. მაგალითად, ქვანახშირის დაახლოებით 270 წლის მარაგია დარჩენილი, ურანისა — 1000, ნავთობისა — 35-40 წლის. ამ და სხვა გარემოებების გამო მსოფლიოში აქტიური მუშაობა მიმდინარეობს არატრადიციული, განახლებადი ენერგიის მოძიებაზე. განახლებადი ენერგიის უპირატესობა იმაში გამოიხატება, რომ იგი ეკოლოგიურად უსაფრთხო და ამოუწურავია, რომ მისთვის საჭირო რესურსები ყველგან არის და მათი, როგორც ნედლეულის გამოყენება ეკონომიკურად ეფექტიანია.

განახლებადი ენერგია ბუნებრივი რესურსების და გეოთერმული სითბოს, მზის, ქარის, ჰიდრო, ბიომასის და ბიოლოგიური საწვავისაგან მიღებული ენერგიაა, რომლის გამოყენების მასშტაბები შეუზღუდავია. გლობალური ენერგიის მოხმარების საბოლოო მონაცემების დაახლოებით 18% განახლებადი ენერგიის წყაროებზე მოდის, 13%-ტრადიციულ ბიომასაზე. ჰიდროენერგიას 3% უჭირავს. განვითარებული ქვეყნები ბოლო დროს სითბური ენერგიის ამ რესურსში სულ უფრო მეტ ინვესტიციას დებენ. ევროკავშირის გეგმის თანახმად 2020 წლისთვის ენერგიის 20%-ის მიღება სწორედ განახლებადი ენერგორესურსებიდან მოხდება. არსებული ეკოლოგიური მდგომარეობის გათვალისწინებით, სითბური ენერგიის ტრადიციული წყაროები აუცილებლად გარკვეულ შეზღუდვებს დაექვემდებარება. შეერთებული შტატების კონგრესის გადაწყვეტილებით, 2022 წლისათვის ბიოსაწვავის გამოყენებამ 36 მილიარდ გალონს უნდა მიაღწიოს, ხოლო ევროკავშირის გათვლებით 2020 წლისთვის ტრანსპორტის მიერ გამოყენებული საწვავის 10% განახლებად წყაროებზე უნდა მოდიოდეს.

ბიომასა, როგორც ენერგეტიკული რესურსი, ცოცხალთან ერთად უსიცოცხლო ბიოლოგიურ ორგანიზმებს მოიცავს, რომელიც საწვავად გამოიყენება. მათ პირველადი ბიომასა ეწოდებათ. მეორადი ბიომასა კი პირველადის გადამუშავების შედეგად მიღებული (ხე-ტყის გადამუშავების, სასოფლო-სამეურნეო, მცენარეული და ცხოველური, კვების მრეწველობის, საყოფაცხოვრებო და მუნიციპალური) ნარჩენებია. ყოველწლიურად საქართველოში 4,4 მლნ ტონამდე სხვადასხვა სახის ბიომასა გროვდება, რომლის ენერგეტიკული პოტენციალი წელიწადში 12,5 მლნ კვტ.სთ-ს შეადგენს და ენერგიის მისაღებად ამ პოტენციალის მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი გამოიყენება. ბიომასის, როგორც განახლებადი ენერგეტიკული რესურსის გამოყენება ხელს შეუწყობს ეკოლოგიური მდგომარეობის გაუმჯობესებას, რადგანაც ბიომასა ბიოდეგრადაციის პროცესში ატმოსფეროში უფრო მეტ მავნე ნივთიერებებს გამოყოფს, ვიდრე მისი ენერგეტიკულ რესურსად გამოყენებისას. საქართველოში არსებული სხვადასხვა სახის ბიომასის თბური ენერგოპოტენციალი 3,2-4,7 მლრდ.კვტ.საათით შეიძლება შეფასდეს. ჩვენს ქვეყანაში ყველაზე პოპულარული ენერგეტიკული რესურსი შეშაა, რომელიც გასათბობად და საჭმლის მოსამზადებლად გამოიყენება. ამ მიზნებისათვის, ექსპერტთა შეფასებით, ყოველწლიურად მილიონობით კუბური მეტრი შეშა იჭრება, რაც დიდ ტვირთად აწევს ქვეყნის სატყეო მეურნეობას და უარყოფით გავლენას ახდენს ტყის ეკოსისტემებზე.

დღემდე ბიოსაწვავზე საუბრისას ძირითადი აქცენტი კეთდება სატრანსპორტო სექტორში ნავთობის პროდუქტების ბიოსაწვავით ჩანაცვლებაზე. 2006 წელს ბიოსაწვავის მსოფლიო წარმოება 28 %-ით გაიზარდა, მათ შორის, თხევადი ბიოსაწვავების- ბიოეთანოლის წარმოება გაიზარდა 22%-ით, ბიოდიზელის კი-80%-ით. დღეს შაქრის ლერწმისაგან ეთანოლის წარმოებაში ბრაზილიას წამყვანი ადგილი უჭირავს მსოფლიოში. ასევე პირველი ადგილი უჭირავს აშშ -ს მსოფლიოში სიმინდისგან წარმოებული ეთანოლის მიხედვით. ორივე ქვეყანაზე კი მსოფლიო ბიოეთანოლის წარმოების 70% მოდის. ყურადსაღებია, ასევე, რომ ბიოეთანოლის წარმოება ორივე ქვეყანაში სუბსიდირდება ხელისუფლების მიერ.

რადგანაც საქართველო, თითქმის, მთლიანად იმპორტირებულ ნავთობპროდუქტების საწვავზეა დამოკიდებული და ავტომობილის საწვავად ბიომასის გამოყენება პრაქტიკულად ყოველმხრივ-ეკოლოგიურად, ტექნოლოგიურად და ეკონომიკურადაც გამართლებულია, ბიომასისგან მიღებული ენერგია ანუ ბიოენერგეტიკა განახლებადი ენერგიის ერთ-ერთი ყველაზე ხელმისაწვდომი და პერსპექტიული მიმართულებაა. პროგნოზების თანახმად უახლოეს მომავალში მისი წილი საერთო ენერგეტიკულ ბალანსში 8,5-9%-ის ტოლი იქნება. მისი უპირატესობა განახლებადი ენერგიის სხვა ფორმებთან შედარებით მდგომარეობს იმაში, რომ შესაძლებელია მისი სერიოზული ოდენობით აკუმულირება. ბიომასა ბიოქიმიური მეთოდების გამოყენებით, ანაერობული დუღილის საფუძველზე შეიძლება გარდაიქმნას ბიოგაზად (55-70% მეთანი და 25-34% ნახშირორჟანგი), რომელიც ყველა თავისი მონაცემით ბუნებრივი აირის მსგავსად გამოიყენება. ბიომასიდან ჩვეულებრივი ალკოჰოლური დუღილის შედეგად შესაძლებელია ბიოეთანოლის მიღება, რომელიც ასევე გამოიყენება საწვავად. ბიოეთანოლი ფერმენტაციის შედეგად მიღებული ნივთიერებაა, და ის, როგორც წესი, ერევა ბენზინს ოქტანობის გასაზრდელად (რაც აუცილებელია წვის პროცესის გასაუმჯობესებლად). უკანასკნელ დრომდე გამოიყენებოდა ტყვია-ძალზე მაღალტოქსიკური ნივთიერება. ამდენად, ბიოეთანოლი (როგორც ასევე ნახშირბადნეიტრალური საწვავი) განიხილება გარემოს დაცვის თვალსაზრისით უფრო მისაღებ ალტერნატივად. ამჟამად მსოფლიოში მიმდინარეობს ბიომასის ინტენსიური გამოყენება ბიოსაწვავის მისაღებად, რომლის წარმოებამ დღეს სერიოზულ მასშტაბებს მიაღწია. ბიოსაწვავს დღეს ნავთობზე მზარდ ფასებთან და კლიმატის გლობალურ დათბობასთან ბრძოლის, ასევე ენერგოუსაფრთხოების უზრუნველყოფის ერთ-ერთ პერსპექტიულ საშუალებადაც განიხილავენ. საერთაშორისო ენერგეტიკული სააგენტოს მონაცემებით 2020 წელს ბიოეთანოლის წარმოება მიაღწევს 120 მლრდ. ლიტრს წელიწადში. ეს ძირითადად განპირობებულია ნახშირწყალბადის რესურსების თანდათანობით ამოწურვით. ნავთობის ნაკადის ყოველწლიური შემცირება მსოფლიოს მოქმედი საბადოებიდან შეადგენს 4,5%-ს, რამაც ნავთობპროდუქტებზე ფასების ზრდა განაპირობა, 2011 წლის ივლისში ერთი ბარელი ნავთობის ფასმა ისტორიულ მაქსიმუმს — 148 დოლარს მიაღწია. ამ ფაქტორებმა საავტომობილო საწვავის წარმოებისათვის ბიომასის ფართო გამოყენება განაპირობა. ამჟამად ბიომასა ერთ-ერთ წამყვან განახლებად ენერგეტიკულ რესურსად ყალიბდება, რომელსაც მომავალში სულ უფრო მეტად გამოიყენებენ. ბიომასა მულტიპლიკაციური ეფექტით ხასიათდება და ენერგეტიკულ სტაბილურობასთან ერთად ეკონომიკურ და ეკოლოგიურ უსაფრთხოებასაც უზრუნველყოფს. ბიოსაწვავის (10-15%) ბენზინთან შერევით საგრძნობლად მცირდება მავნე ნივთიერებებითა და სითბური აირებით ატმოსფეროს დაბინძურება ამის გარდა, ის მთლიანად ადგილობრივი მეურნეობების (სასოფლო-სამეურნეო, სატყეო) ნარჩენებიდან იწარმოება, ამცირებს იმპორტირებულ ნავთობპროდუქტებზე დამოკიდებულებას და ზრდის ქვეყნის ენერგოუსაფრთხოებას, დადებითად მოქმედებს ადგილობრივი მოსახლეობის დასაქმებასა და ეკონომიკის განვითარებაზე. ამის გარდა, ბიოეთანოლის 10-15%-ით გამოყენება ავტომანქანების ძრავების არანაირ მოდიფიცირებას არ ითხოვს. პირიქით, ექსპერტთა მტკიცებით, ასეთი ნაზავი საწვავის უფრო ეკონომიურ ხარჯვასა და ძრავის დეტალების ნაკლებ ცვეთას განაპირობებს. აქვე უნდა აღვნიშნოთ, რომ ბიოსაწვავის მიღება არასასოფლო-სამეურნეო კულტურების გამოყენებითაცაა შესაძლებელი, რაც თავისთავად აქარწყლებს მოსაზრებას, რომ ბიოსაწვავის ინდუსტრიას ბევრი მოწინააღმდეგე გამოუჩნდა, რომლებიც ეჭვქვეშ აყენებენ ბიოსაწვავის ეკოლოგიურ და ეკონომიკურ ეფექტიანობას. სადავოა, თხევადი ბიოსაწვავი გარემოს დაცვის თვალსაზრისით არის თუ არა უფრო მისაღები ენერგიის ალტერნატიული წყარო? გარემოს დამცველთა მოსაზრებით, თხევადი ბიოსაწვავის სამრეწველო წარმოება ჰაერის უფრო მეტ დაბინძურებას იწვევს, ხელს უწყობს ეროზიას, ტყეების განადგურებას, სასარგებლო წიაღისეული საწვავის, პესტიციდებისა და სასუქების უფრო მეტად გამოყენებას, ზღუდავს წყლის რესურსებზე ხელმისაწვდომობას. მათ საწარმოებლად საჭიროა გამოვიყენოთ ხარისხიანი სახნავი მიწები, სხვადასხვა სასოფლო-სამეურნეო ტექნიკა. ამ ფაქტორებიდან გამომდინარე ბიოსაწვავის მწარმოებელი ქვეყნისთვის ბიოსაწვავის წარმოება კვების სექტორის ეკონომიკის პირდაპირი კონკურენტი ხდება. 2010-2012 წლებში კვების პროდუქტებზე ფასების მაქსიმუმის მიღწევის გამო ექსპერტთა უმრავლესობა პირველი თაობის ბიოსაწვავის წარმოების გაზრდის წინააღმდეგია, რადგანაც ეს აგფლაციას ანუ აგრარულ ინფლაციას იწვევს.

მიუხედავად იმისა, რომ ბიოეთანოლის წარმოების ტექნოლოგია ამჟამად კარგად განვითარებული არ არის და არც მისი ეკონომიურობის საკითხია ნათელი, ბიოეთანოლის წარმოება ენერგოუსაფრთხოების უზრუნველყოფის საშუალებად განიხილება, ვინაიდან ბიოეთანოლს იმპორტირებულ ნავთობპროდუქტებზე ქვეყნის დამოკიდებულების შემცირება შეუძლია. უკანასკნელ პერიოდში საქართველოში განახლებადი ენერგორესურსების და ბიომასის გამოყენების სფეროში აღინიშნება გარკვეული მიღწევები, თუმცა აქ ბიოეთანოლის წარმოებასთან დაკავშირებული სამეცნიერო-პრაქტიკული საკითხები ნაკლებადაა შესწავლილი. მეცნიერები ადასტურებენ, რომ უახლოეს 20-30 წელიწადში ბიოსაწვავი ენერგიის უალტერნატივო წყარო გახდება და ის სხვა სახის ენერგომატარებლებს შეცვლის. მნიშვნელოვნად გაიზრდება მეორე და მესამე თაობების ბიოსაწვავის წვლილი, სადაც სასოფლო-სამეურნეო კულტურები აღარ გამოიყენება. ამიტომ დღეს ძალიან აქტუალურია საქართველოს ტერიტორიაზე არსებული ბიომასის ენერგეტიკული პოტენციალის დადგენა. ჩვენ გავაანალიზეთ ინფორმაცია ბიოსაწვავის წარმოების სფეროში ახალი ტექნოლოგიური პროცესების და მიკრობიოლოგიური მეცნიერების მიღწევების შესახებ. აღსანიშნავია კალიფორნიის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის პროფესორის ფრენსის არნოლდის მიღწევა, რომელმაც ცელულოზას დამშლელი ახალი ფერმენტი აღმოაჩინა. ასევე ძალზე მნიშვნელოვანია ბიოსაწვავის წარმოებისათვის ტეხასის შტატის უნივერსიტეტის ექსპერიმენტები გენმოდიფიცირებული ბაქტერიის გამოყენების შესახებ. ამ მეცნიერების კვლევის შედეგად დამტკიცდა, რომ ციანობაქტერიები ანუ ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები (ჩყანოტჰეცე), რომელთაც ფოტოსინთეზის უნარი გააჩნიათ, მათი მეშვეობით სასმელად და სარწყავად უვარგისი მლაშე წყლები შეიძლება სასოფლო-სამეურნეო მიწების გამოუყენებლად და სარწყავად გამოყენება.

ახლა მეცნიერების წინაშე შემდეგი ამოცანა დგას: — გენეტიკური მოდიფიკაციის საფუძველზე გაზარდონ მიკროორგანიზმების მიერ წყალბადის გენერაციის პროცესის ეფექტიანობა, კერძოდ ღჰოდობაცტერ შპჰაეროიდეს-ის ტიპის ალისფერი ბაქტერიების ჯგუფის მიკროორგანიზმები შეიძლება ეკოლოგიურად სუფთა საწვავის — მოლეკულური წყალბადის მისაღებად გამოიყენოთ. სწორედ მათ ეწოდება მესამე თაობის ბიოსაწვავი.

ყოველივე ზემოთ აღნიშნულიდან გამომდინარე ჩვენ მიზანშეწონილად მივიჩნიეთ შეგვესწავლა ბიოსაწვავის წარმოების თანამედროვე ტენდენციები, ასევე მეორე და მესამე თაობის ბიოსაწვავის მიღების უახლესი ტექნოლოგიები, რომელიც მსოფლიო მეცნიერების მიღწევებზეა დაფუძნებული; გავაანალიზეთ საქართველოს პირობებში რამდენად ხელმისაწვდომი და პერსპექტიულია ამ ტექნოლოგიების დანერგვა. ამჟამად მიმდინარეობს საქართველოში არსებული ბიოსაწვავის ეკოლოგიური და ეკონომიური შეფასების ინდექსის დასადგენად მასალების შეგროვება, რომელიც, ჩვენი აზრით, უნდა მოიცავდეს ენერგოეფექტიანობის, წვის ბალანსის, ეკოლოგიურ, აგფლაციის და ეკონომიკურ ინდექსებს.

გამოყენებული ლიტერატურა:

  1. ჰტტპ://ენბიმა.რუ/ინ-დეპტჰ/ბიოტოპლივა
  2. საქართველოს ბუნებრივი რესურსები და მისი რაციონალური გამოყენების პრობლემები. თბილისი; <<მეცნიერება>> 1991, გვ. 702.
  3. Доклад о развитии человека 2007/2008.დР. М. Изд. «Мир». 2007, стр. 400.
  4. Справочник по управлению в области охраны окружающей среды. ჲნდР 2003, стр. 380.
  5. სსიპ „საქართველოს საკანონმდებლო მაცნე“ საქართველოს ენერგეტიკის არატრადიციული წყაროების გამოყენების განვითარების შესახებ.

თამარ შამათავა

ჟურნალი „ახალი აგრარული საქართველო“