„Vilniaus vandenys“ Lietuvos mokslininkams padės vystyti technologiją, iš nuotekų gaminančią elektrą

Didžiausios šalyje vandentvarkos bendrovės „Vilniaus vandenys“ ekspertai kartu su Lietuvos mokslininkais ketina plėtoti technologiją, kuri iš nuotekų gamintų elektrą. Mokslininkų komanda jau eksperimentuoja su kuro elementais, kurie pasitelkdami mieles gamina energiją iš biologinėse atliekose esančio įvairaus cukraus  – pavyzdžiui, sacharozės, gliukozės ar fruktozės ir kitų. Iki metų pabaigos tikimasi sukurti prototipą ir technologijos veikimą įrodyti jau nebe laboratorijos, o realiomis sąlygomis.

Bendradarbiavimą ir galimybę atlikti bandymus didžiausioje šalyje Vilniaus nuotekų valykloje bei naudotis jos laboratorija numato šią savaitę bendrovės ir Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) pasirašyta sutartis.

„Kaip Vilniaus savivaldybės įmonė esame įsipareigoję padėti siekti sostinei iškeltą tikslą – tapti klimatui neutraliu, žaliu ir inovatyviu miestu. Valdome Vilniaus nuotekų valyklą, kuri išvalo beveik trečdalį visos šalies nuotekų, tad turime didelį antrinių žaliavų, vertinamų kaip ateities energetika, potencialą. Tai sudaro galimybę mums ieškoti, vystyti ir diegti inovacijas, kurios būtų grįstos atsinaujinančios energetikos ir žiedinės ekonomikos principais – taip, kaip numatyta mūsų veiklos strategijoje“, – sako „Vilniaus vandenų“ Gamybos tarnybos direktorius Viktoras Matonis.

Mikrobiniai kuro elementai (angl. microbial fuel cell – MFC), arba vadinamosios kuro biocelės, šiuo metu pasaulyje yra vienas iš labiausiai pripažįstamų būdų išgauti elektros energiją iš nuotekų. Daugelyje šalių tiriamos šios technologijos galimybės. Anot V. Matonio, ilgalaikėje perspektyvoje tokios inovatyvios technologijos integracija į nuotekų valymo įrenginius galėtų sumažinti jų eksploatavimui reikalingos elektros energijos sąnaudas.

Nuotekose gausu organinių junginių, kurios yra maisto šaltinis kai kurioms bakterijų rūšimis. Medžiagų apykaitos procesų metu kai kurios bakterijos kaip šalutinius produktus išskiria elektronus. Tokiu būdu mikrobiniai kuro elementai galėtų gaminti elektros energiją iš organinių medžiagų, esančių tiesiog nuotekose ir taip kompensuoti valymo įrenginių energijos poreikius.

Mokslininkų kuriamose biocelėse mielės generuoja šalutinius produktus, o mediatorių pagalba generuojami elektronai, kurie sukuria elektros srovę. Komanda tikisi šių metų pabaigoje pasiekti vadinamąjį TRL6 lygį, kuomet laikoma, kad technologija yra išbandyta realioje aplinkoje. Vadinamieji TRL (angl. Technology Readiness Levels) lygiai yra technologinės parengties etapai, nusakantys, kokioje stadijoje šiuo metu yra vystoma technologija.

„Dar prieš metus būtent iš „Vilniaus vandenų“ gavome pirmuosius mėginius, kuriuos praėjusią vasarą ir naudojome bandydami kurti mikrobines kuro celes. Iki šių metų pabaigos tikimės turėti konkretų pilotinį modelį, kurį bus galima įdiegti į mūsų partnerių vandenvalos sistemas, o tada per trejus metus pasiūlyti rinkai keletą mūsų mikrobinės kuro celės variantų“, – planus pristatė Kasparas Kižys, FTMC mokslo darbuotojas ir idėjos autorius.

Anot K. Kižio, pasaulyje yra bandoma vystyti panašias technologijas, tačiau jų komanda, jo žiniomis, kol kas yra tarp nedaugelio, apjungusių visą procesą į sistemą, turinčią galimybių veikti realiomis sąlygomis.

„Pasaulyje yra vykdomi panašūs tyrimai ir noras panaudoti mikroorganizmus elektros gamybai yra gana senas, tačiau iki šiol nėra pasiekta proveržio. Mes esame unikalūs, nes naudojame sistemą, kurios veiklioji grandis – mielės. Tai atveria mums naujas perspektyvas. Mielės – tai atsparesnis, gyvybingesnis, pigus ir biosaugus mikroorganizmas, kurį galima modifikuoti ir esame išbandę jo pritaikomumą savo laboratorijoje“, – sakė K. Kižys.

Mokslininkai tikisi, kad projektas su „Vilniaus vandenimis“ bus naudingas keliais aspektais – pirmiausia, siekiama aprūpinti „Vilniaus vandenų“ valymo kompleksą žalia, atsinaujinančia bei švaria elektros energija.

„Turime viziją pagaminti ypač didelės apimties elektrocheminio reaktoriaus prototipą, kuris leistų gaminti didelius kiekius elektros energijos. Šiai vizijai įgyvendinti reikia nuolat atsinaujinančio „kuro“, o tą galėtų pasiūlyti „Vilniaus vandenys“. Turime svajonę, kad su šiuo būsimu agregatu aprūpintume ne tik „Vilniaus vandenis“, bet patenkintume ir dalį Vilniaus miesto energetinių poreikių. Be to, ne tik energetika yra šio projekto ašis. Turime hipotezę, kad ši technologija galėtų prisidėti prie nuotekų vandenų valymo proceso, o tai tik leistų sutaupyti valymui sunaudojamos energijos, bet procesą padarytų našesniu“, – aiškino K. Kižys.

Fizinių ir technologijos mokslų centras yra didžiausia mokslinių tyrimų įstaiga Lietuvoje, vykdanti unikalius mokslinius tyrimus ir technologinės plėtros darbus lazerinių technologijų, optoelektronikos, branduolio fizikos, organinės chemijos, bio ir nanotechnologijų, ir kitose mokslo kryptyse.

„Vilniaus vandenys“ iki 2032 m. ketina tapti nepriklausoma nuo išorinių energijos išteklių. „Vilniaus vandenys“ iš nuotekų dumblo pernai jau pasigamino beveik ketvirtadalį – 23 proc. įmonės veiklai reikalingos elektros energijos. „Vilniaus vandenys“ lygiagrečiai investuoja ir į saulės parkų plėtrą, kad energijos resursai būtų kuo labiau diversifikuoti. Juose pagaminama 3 proc. visos bendrovei reikalingos elektros energijos.