Чудо-дерево породы
«БИОСОЛЯР»

Заведующий лабораторией кандидат биологических наук Михаил Яковлевич Лямин, подвел меня к массивному металлическому баллону. Из баллона выходил короткий резиновый шланг с газовой горелкой на конце. Лямин открыл вентиль, чиркнул спичкой, и из раструба горелки с мягким шипением по­тянулось голубое пламя.

В баллоне метан,— пояснил ученый.

Об этом нетрудно догадаться,— пожал я плечами,— когда видишь баллон с горелкой...

- Конечно. Только газ пришел сюда не по трубам из далекой Тюмени, а родился здесь же... Впрочем,— продолжал Лямин,— появление газа прямо в баллоне — тоже далеко не сенсация. Этот стальной сосуд называют метатенком. В нем поселены особые бактерии, перерабатывающие свою пищу в метан. Процесс знаком биохимикам не одно десятилетие. Но метатенк — всего лишь последняя стадия рождения метана. Начинается все в соседней комнате...

Честно говоря, увиденное за стеной поначалу никак не вязалось с горением газа. Через все помещение протянулся узкий бассейн, над которым ослепительно сияли мощные лампы. На поверхности плавали притопленные квадратные корытца из пластмассы. В них вода была заметно темнее и словно бы гуще. Такое складывалось впечатление, хотя со слов Лямина я уже знал, что вода в бассейне самая обыкновенная — из водопровода.

Михаил Яковлевич наклонился и, держась за поручень, зачерпнул пробиркой воду из корытца. Вода оказалась зеленоватой, но никаких видимых частичек, придающих ей такой оттенок, глаз не обнаруживал.

Через несколько минут мы разглядывали зеленоватую каплю под микроскопом. Секрет окраски стал понятен сразу: вода буквально кишела микроскопическими живыми существами. Они-то, очевидно, и поглощали свет мощных ламп, делая воду непрозрачной.

— Это одноклеточные водоросли,— продолжал свой рассказ ученый.— Теперь вам известны, пожалуй, все живые и неживые звенья установки, которую мы назвали «Биосоляр». Остается выстроить их в нужном порядке, и все станет предельно ясно.— Лямин пододвинул лист бумаги, достал ручку и дальнейшие свои пояснения сопровождал рисованием несложных геометрических фигур, которые посредством стрелок связывались в замысловатую схему.— В корытца-поплавки мы селим одноклеточные водоросли одного определенного вида и создаем условия для их лучшего размножения. Главное для этого естественного процесса — свет. Когда накоплено достаточное количество биомассы, можно начинать откачку своеобразного бульона. Он попадает в метатенк, с работой и продукцией которого мы уже знакомы. Правда, не со всей. Метан — основной продукт. Но ведь водоросли состоят не только из углерода и водорода. В состав их клеток входят калий, фосфор, азот, углекислота, многочисленные микроэлементы... Все это тоже никуда не пропадает, а в виде раствора возвращается в бассейн, чтобы поддерживать естественный процесс размножения водорослей, чтобы восполнить потерю элементов, ушедших в магистраль газопровода. Словом, цепочка замыкается. Нашу водную плантацию надо «накормить» всего один раз, в самом начале. А затем процесс пойдет по кругу. Когда растения, размножившись, наберут биомассу определенной концентрации, сработает автоматика. Насосы по трубам начнут откачивать бульон в метатенк, к бактериям. Те, перерабатывая биомассу, выделяют метан. А питательные вещества целиком сохранятся в сброженной массе — они бактериям не нужны. И другие насосы по другим трубам будут постоянно возвращать их обратно в воду, где размножаются новые водоросли... Похоже на вечный двигатель?

Хотя последний вопрос Михаил Яковлевич задал с явной улыбкой, мне почему-то захотелось, как говорят, по всем статьям разбить даже шутливый намек на вековечную техническую ересь. Нужна энергия на освещение, на перекачку, на переработку сброженной массы в различных регенераторах, сепараторах...

— На перемешивание воды в плавающих корытцах,— в тон мне продолжил Лямин.— Дело в том, что наиболее эффективно размножение водорослей идет, если растения периодически оказываются то на свету, то в тени. У себя в лаборатории мы используем для этого поплавки с лопастными мешалками, похожими на обычный вентилятор... Все это так. Но вы не учли главного. «Биосоляр» нельзя мерить мерками лаборатории. Хотя и здесь с каждого квадратного метра лабораторной плантации мы в сутки получаем десятки литров метана. Разверните «Биосоляр» под открытым небом, да еще на морском просторе! Вот тогда он за себя постоит.

Действительно, солнце — это все, что нужно «Биосоляру». Именно его энергию клетки водорослей будут трансформировать в биомассу. Оно же косвенным образом позаботится о том, чтобы коэффициент полезного действия использования его энергии при фотосинтезе был высоким. Цепочка событий проста: солнце порождает ветер, ветер — волны, которые перемешивают напичканную водорослями воду, то пряча их в тень, то выставляя на свет. Эффективность фотосинтеза при этом, как подсчитали, может быть в семнадцать раз выше, чем у любого растения на суше! Если развернуть «Биосоляр», скажем, на квадратном километре морской поверхности, можно получать энергию в несколько десятков мегаватт. Конечно, это далеко не мощность, допустим, Братской ГЭС. Но мы привели пока не все плюсы морских энергетических плантаций.

Начнем с инженерных достоинств. Удивительная вещь: новый способ производить (или выращивать) энергию и ценное химическое сырье не требует, по сути дела, никаких новых, неизвестных доселе устройств. Иными словами, «Биосоляр» можно хоть завтра развернуть в морских просторах.

Единственное, пожалуй, исключение — корытца-поплавки, или, как их называют в лаборатории, фотосинтетические блоки. Но и с ними нет больших проблем. Уже сегодня ученые четко представляют, какими они должны быть. Блоки будут иметь форму шестиугольника (как у пчелиных сотов). Она обеспечит жесткость и устойчивость конструкции, развернутой на большой площади. Расчеты гидрофизиков также показывают, что эти соты смогут, не разрушаясь, гасить слишком сильное волнение. Каркас фотосинтетического блока можно делать из любого достаточно прочного пластика.

А вот к материалу для дна есть особое требование. Сквозь дно должна сравнительно свободно проходить вода. Иначе сильное солнце выпарит содержимое блока. Или долгие дожди зальют и притопят его. Зато материал дна, естественно, должен быть непроницаемым для питательных солей, которыми подкармливают водоросли. Требования вроде бы непростые. Но для сегодняшней техники такие материалы уже не в диковинку. Промышленность выпускает пленку, обладающую свойствами селективных мембран, миллионами квадратных метров.

Уникальны гибкость, надежность «Биосоляра». Михаил Яковлевич пояснил это следующим образом:

— Какие могут быть помехи в работе наших энергохимических плантаций? Кроме пасмурных дней, пожалуй, никаких. Скрылось солнце — производительность «Биосоляра» упала, вышло — все вновь стало на свои места. Колебания эти ему самому абсолютно никакого вреда не приносят. Не надо ничего переналаживать, перенастраивать. Все образуется само собой — как и должно быть в ходе природных процессов. А ведь, по сути дела, мы взяли два именно естественных процесса— фотосинтез и микробиологическое разложение — и перекинули между ними мостик. По счастью, никакой особо сложной техники тут не потребовалось. Если даже удастся сильному шторму потрепать наши искусственные грядки, что маловероятно, заменить, подновить их кое-где не составит большого труда.

Еще одно достоинство «Биосоляра»— безотходность в работе — вряд ли надо пояснять дополнительно. Его продукция столь же естественна, как и распускание весной листьев на деревьях. Воспользовавшись этой аналогией, «Биосоляр» можно сравнить с волшебным чудо-деревом, растущим среди моря и дарящим все плоды современной химии и энергетики.

В лаборатории подсчитали: если выстлать фотосинтетическими блоками поверхность Аральского моря, можно всю нашу страну обеспечить топливом, которое даст тепло и электроэнергию для всех нужд. Фантастика? Пока да. Но с надежными цифрами в руках. Исследователи показали мне также карту земного шара, на которой отмечены наиболее выгодные места для энергохимических плантаций. По оценкам специалистов с них можно собирать урожай... более 300 млрд. т условного топлива. Это примерно в пятнадцать раз больше, чем понадобится всему человечеству к 2000 году!

Выйдет ли «Биосоляр» в моря и океаны, покажет будущее.

Первая ступенька в него — исследовательская установка в лаборатории гидрофизики. Сейчас готовится еще один шаг. Ученые предполагают развернуть блоки «Биосоляра» на водохранилище, которое служит для охлаждения агрегатов Смоленской атомной электростанции и имеет площадь водного зеркала несколько квадратных километров. Здесь идея должна пройти первую опытно-промышленную проверку.

А Киевское море, возможно, в скором времени станет местом проверки еще одного варианта чудо-дерева. Подумайте, что выгоднее — доставлять воду к растениям или растения к воде? Только не спешите назвать этот вопрос несуразным. Давно известно: растениям для роста нужны солнце, вода, питательные вещества, микроэлементы. Лук, редиска или помидоры могут прекрасно созреть в фотосинтетических блоках посреди огромного водохранилища. Нужно только их вовремя снабжать питательными смесями. Готовить их будут в метатенках городского комбината по микробиологической переработке мусора. Катер отбуксирует контейнер с питательной смесью к фотосинтетическим блокам а на обратном пути доставит в город свежие овощи, зелень.

Итак, первый саженец необыкновенного чудо-дерева наглядно демонстрирует и уникальные достоинства, и прекрасные способности к росту. Остается пожелать ему чистого неба, свежего ветра и... расти большим.

А. ВАЛИН

Рисунки В. ЛАПИНА

Юный Техник № 8 за 1986 г.