Как ученые из Екатеринбурга превращают органические отходы в биоудобрения

Полезный выхлоп

Ученые из Екатеринбурга помогают компаниям по всему миру эффективно превращать органические отходы в биогаз и биоудобрения

Текст: Павел Карасев

Идею для бизнеса основатель проекта WiseSoil Александр Смотрицкий придумал по пути в аэропорт. Экс-сотрудник Института теплофизики Сибирского отделения РАН несколько лет назад много путешествовал по работе — и всякий раз проезжал мимо птицефабрики на границе родного Екатеринбурга. «Запах там стоял соответствующий. Захотелось решить эту проблему», — вспоминает ученый в интервью журналу РБК.

Смотрицкий выяснил, что помет и другие биоотходы утилизируются прямо в поле рядом с фабрикой. «Органику» куда выгоднее перерабатывать в биогаз, рассудил он. Для этого отходы должны разлагаться при помощи анаэробных бактерий. Газ, который обычно состоит на 60% из метана и на 40% из углекислого газа, сжигают в специальных биогазовых установках (БГУ) и получают два типа энергии — электрическую и термальную. По оценке международного агентства по возобновляемым ресурсам IRENE, 1 куб. м биогаза дает в среднем 6 кВт·ч энергии. Этого хватит, например, чтобы лампочка мощностью 100 Вт горела в течение 60 часов.

Когда Смотрицкий начал изучать российский рынок, выяснилось, что биогазовых установок в стране практически нет. «Их использование увеличивает стоимость энергии. В других странах, например в Германии, владельцы БГУ получают субсидии от государства — в России такой практики не было», — вспоминает ученый. Энергия дорогая из-за сложной логистики сырья: для получения биогаза «органику» необходимо предварительно отсортировать — подготовка занимает до 90 дней, а для хранения отходов необходимы отдельные площади.

Чтобы отбить расходы предпринимателей на переработку, государства и предоставляют бизнесу льготы. Лидеры по производству и потреблению биогаза — Евросоюз, США и некоторые страны Азии. Германия, например, производит и использует почти половину от всего европейского объема. В 2018 году, по данным федерального Министерства продовольствия и сельского хозяйства Германии, доля биогаза составила 8–10% в общей структуре потребления газа в стране.

Пока в России поддержки рынка БГУ государством нет. Основатель проекта WiseSoil решил сосредоточиться на экспорте технологии. 2019-й начался для компании с неожиданного успеха: к WiseSoil проявили интерес более 20 изданий из России, Бразилии, Италии, Мексики и Китая.

«Все началось с проекта Solutions & Co французского сайта Sparknews, — рассказывал Смотрицкий порталу «Деловой квартал Екатеринбург». — Портал собрал инновационные решения, уменьшающие выбросы CO2, а из России в список попали только мы. Трафик на сайте мгновенно вырос в десять раз». Тем не менее российский рынок до сих пор не в числе приоритетных для компании. «В РФ нет субсидий, нет или не исполняются законы об утилизации отходов, дешевая электроэнергия, и, как следствие, для большинства случаев — экономическая неэффективность традиционных биогазовых технологий», — объясняет Смотрицкий.

«Мудрая почва»

Когда Александр Смотрицкий понял, что проблема не в дефиците БГУ, а в их неэффективности, он вместе с отцом — тоже физиком Андреем Смотрицким — решил усовершенствовать процесс подготовки сырья к переработке в установке. Их изобретение получило название WiseSoil — это модуль для «органики», через который отходы добираются до установки. «Наша система не заменяет установку, а готовит сырье для реактора. Если БГУ — это пищеварение, то наша установка — зубы. Первое работает без второго, но явно хуже», — объясняет ученый. В модуле сырье проходит пять этапов подготовки: на первом субстрат измельчают, на втором и третьем меняют его структуру через гидродинамическое давление и другие процедуры, на четвертом на материал воздействуют электроимпульсом, на пятом добавляют инертный газ для лучшего смешения в реакторе. «Мы разделяем фракции мусора, и бактерии в реакторе получают то, что могут переварить», — говорит Смотрицкий.

WiseSoil потребляет электроэнергию: около 2 кВт на 1 куб. м сырья. Это главная статья расходов. «Но все равно получается дешевле, чем у конкурентов, которые используют более дорогостоящие технологии», — утверждает основатель проекта. По его словам, у обладателей модуля на переработку 1 т сырья уходит десять дней вместо двадцати — так отбиваются дополнительные траты на энергию.

В качестве сырья WiseSoil использует любой биомусор: помет, навоз, остатки продуктов питания и растительные отходы. Последний параметр — еще один предмет гордости для Смотрицкого: «Большинство БГУ не перерабатывают, например, силос и солому. А мы позволяем обращать в биогаз не только растительные отходы, но и биоразлагаемый пластик».

Модуль решает и еще одну проблему всех БГУ. В результате работы реактора остается жидкое удобрение без запаха, которое на 90% состоит из воды. В таком виде его не используют — прежде всего из-за логистики. «Получается, что перевозишь воду», — говорит Смотрицкий. Вариант с выпариванием удобрения тоже отпадает — слишком велики затраты на энергию. WiseSoil же умеет делить субпродукт переработки на две фракции — воду и удобрения. Техническую воду можно использовать для нужд БГУ, а удобрение — на полях. Из-за этой особенности модуль и получил свое название (в переводе с англ. — «мудрая почва»), отмечает предприниматель.

Спасение в «долине смерти»

WiseSoil Смотрицкие разрабатывали с 2012 года — от лабораторного прототипа к промышленному. Первые испытания проводили в Оренбурге. За тестовый период потратили несколько миллионов рублей из собственных накоплений — в основном на сложные детали. Получив патент на технологию, отец и сын в 2014 году зарегистрировали ООО «Биоэнергия» и отправились на поиски инвесторов.

В 2015-м в проект вложились Российская венчурная компания (РВК) и два частных инвестора (их имен Смотрицкие не раскрывают). Объем инвестиций составил 20 млн руб., РВК получила в «Биоэнергии» долю 36%, а Смотрицкий-младший сохранил контроль. «Мы отправились проводить испытания в Финляндии. Расчет был такой: провести успешные тесты, наладить продажи и выйти на окупаемость», — рассказывает предприниматель. Однако вместо бурного роста бизнес быстро скатился в «долину смерти» — инвестиции истощались, а клиентов у продукта так и не появилось.

Смотрицкие придумали маневр: они упростили модуль и представили его российским предприятиям как систему для производства смазочных материалов и кормов для скота. Оперативная переориентация спасла «Биоэнергию» — сбыть удалось 50 устройств, которые сегодня работают по всей стране (клиенты в основном — мелкие и средние сельхозпредприятия, производители комбикормов). «Мы наладили технологическую базу, подготовили производственную цепочку и приготовились к серийному запуску «полноценных» WiseSoil», — рассказывает основатель проекта.

На той стадии ему также стал помогать фонд «Сколково». Несколько микрогрантов от российской Кремниевой долины компенсировали расходы на патентование, испытания и поездки на конференции. «Без их помощи мы бы не оказались на выставке Biomass Conference в США и не продали бы первое устройство», — говорит Смотрицкий.

Первым покупателем модуля стала американская компания Western Plains Energy, производитель биоэтанола из кукурузы. Сумму сделки стороны не раскрывают, Смотрицкий оценивает ее в «несколько десятков тысяч долларов». В цено образовании компания отталкивается от потребностей клиента: стоимость WiseSoil начинается от €10 тыс. и варьируется в зависимости от масштабов БГУ. «У нас есть клиент — фермер из Англии, который использует свое сырье, и мощность его БГУ не более 150 кВт. А есть клиенты из Чехии с оборотом 100 т сырья и несколькими мегаваттами энергии», — приводит примеры основатель проекта.

Помимо США, Великобритании и Чехии среди рынков сбыта WiseSoil — Южная Корея. В 2017-м продажи модуля выросли в 15 раз, за прошлый год выручка составила около 15 млн руб., и стартап вышел на самоокупаемость. В 2019-м компания планирует снова привлечь инвестиции, возможно, уже от зарубежных партнеров. В рамках подготовки к инвестраунду «Биоэнергия» организует консорциум с компаниями из Германии и Хорватии — вместе они планируют получить до €800 тыс. от Европейского института технологий. Средства пойдут на развитие сервисной сети и маркетинг, перечисляет Смотрицкий. Всю прибыль он планирует возвращать в оборот: «Это единственный вариант для стартапа расти. Мы хотим масштабировать бизнес — и не только своими средствами».