Потсдам дахь Лейбницийн нэрэмжит Хөдөө аж ахуйн инженерчлэл, био эдийн засгийн хүрээлэнгийн судлаачид саяхан био түлшний судалгааны сэтгүүлд нийтлэг био эдийн засгийн загваруудыг цогц ойлголт болгон нэгтгэсэн концепцийн баримт бичгийг нийтэлжээ. Тэд гаригийн хил хязгаар доторх дугуй хэлбэртэй, тогтвортой биоэдийн засаг ямар байж болохыг дүрсэлдэг. Энэхүү алсын харааны гол хэсэг нь ухаалаг, нэгдсэн био боловсруулах үйлдвэрүүд юм.
Биомасс, өөрөөр хэлбэл тариалсан, биологийн түүхий эд бол маш том баялаг юм. Бид үүнийг идэж, бусдад тэжээж, түлшинд ашигладаг, эсвэл барьж байгуулдаг. Үлдсэн зүйл нь уламжлалт байдлаар бордоо, булах, эсвэл шатаадаг. Гэсэн хэдий ч ашиглагдаагүй үлдэгдэл бүр нөөц бололцоотой хэвээр байна. Энэ боломжийг ашиглах нэг арга бол ухаалаг, нэгдсэн био боловсруулах үйлдвэрүүд юм. Жишээлбэл, химийн компаниуд тодорхой биологийн түүхий эдээс тодорхой биохимийн бодис гаргаж авдаг ердийн био боловсруулах үйлдвэрүүдээс ялгаатай нь эдгээр био боловсруулах үйлдвэрүүд хэд хэдэн хувиргах процессыг хослуулдаг.
Доктор Надер Марзбан бол Лейбницийн Хөдөө аж ахуйн инженерчлэл ба био эдийн засгийн хүрээлэнгийн (ATB) судлаач бөгөөд “Био эдийн засаг дахь ухаалаг нэгдсэн био боловсруулалтын үйлдвэрүүд: Тэг хаягдал, ялгарлыг бууруулах, өөрийгөө хангах эрчим хүчний үйлдвэрлэл рүү чиглэсэн үзэл баримтлал” гэсэн концепцийн баримт бичгийн анхны зохиогч юм. Тэрээр үүнийг ингэж тодорхойлсон: “Биомассаас үнэ цэнэтэй материалыг бий болгодог олон хувиргах технологи байдаг. Үүнд агааргүй задрал, пиролиз зэрэг бичил биетний исэлдэлт орно . Жишээлбэл, агааргүй задралд биохий үйлдвэрлэдэг бөгөөд үлдсэн задрал нь үнэ цэнэтэй органик нэгдлүүдийг агуулдаг. Уламжлалт ёсоор бордоо болгон ашиглахын оронд бид энэхүү задралд гидротермаль чийгшүүлэлтээр хиймэл гумин бодис болгон хувиргаж чадна . Хөрсөнд оруулахад эдгээр нь бактерийн олон янз байдлыг тогтворжуулж, хөрсний эрүүл мэндийг сайжруулдаг. Өөр нэг ирээдүйтэй арга бол агааргүй задралыг пиролиз, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчжүүлэхтэй хослуулах явдал юм. Энд бионүүрс нь катализатор болж, биохийн үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Үүний зэрэгцээ бионүүрс нь шим тэжээлээр баяждаг. Ингэснээр хөрсөнд шим тэжээлийг удаан хугацаанд хадгалах боломжтой бөгөөд үйл явцын нөхцөл байдлаас хамааран нүүрстөрөгчийг зуун гаруй жилийн турш хадгалах боломжтой.”
Өөр нэг жишээ бол исгэх явдал юм. Био нүүрс нэмэх нь исгэх дарангуйлагчдыг задалж, этанол болон сүүн хүчлийн гарцыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг. Цаашилбал, пиролизийн үед үүссэн биодулаан болон цахилгааныг исгэхэд ашиглаж, гадны эрчим хүчний эх үүсвэрээс хамаарлыг бууруулж болно. Пиролизийн CO₂ ялгарлыг барьж аваад замаг тариалахад ашиглаж болох бөгөөд энэ нь эргээд уургийн өөр эх үүсвэр болдог.
Ухаалаг био боловсруулах үйлдвэрүүдийн боломж асар их бөгөөд боломжит оновчлолын тоо ч мөн адил. Агааргүй задрал, исгэх, пиролиз, нүүрсжилт, чийгшүүлэх зэрэг үйлдвэрлэлийн процессууд нь тохируулгатай параметртэй бөгөөд янз бүрийн аргаар нэгтгэж болно. Судлаачид нэг төрлийн биомасс дээр найдахын оронд бүс нутаг болон улирлын шинж чанартай 90 төрлийн түүхий эдээр ажиллаж байна. Үйл явц бүрийн гол зорилго, тохируулж болох параметрүүдийг тодорхойлсноор олон сая боломжит хувилбарууд гарч ирдэг.
Доктор Марзбан хэлэхдээ: "Эдгээр бүх хувилбарын туршилтын судалгаа нь маш их зардал, цаг хугацаа шаардсан байх болно. Цаг хугацаа бол бидэнд байхгүй тансаг хэрэглээ. Манай эдийн засаг бол чулуужсан түлшнээс ихээхэн хамааралтай хэвээр байна. Бид сөрөг үр дагаврыг аль хэдийн харж байна. Тийм ч учраас бид хамгийн үр ашигтай шинжлэх ухаан, дэд систем, дэд системүүдийг оновчтой тодорхойлохын тулд хиймэл оюун ухаанд суурилсан загварчлалд тулгуурладаг. Дараа нь тэдгээрийг аажмаар холбож, илүү том бүхэл бүтэн болгодог."
Дэлхийн салбарын туршлага, өргөн хүрээтэй судалгааны үр дүн, түүний дотор ATB-ийн үр дүн нь биомассыг хувиргах үйл явцыг цаашид хөгжүүлэхэд баялаг мэдээллийн суурийг бүрдүүлдэг. Гол технологиуд нь үйл явцыг шууд хэмждэг мэдрэгч, бүтээгдэхүүн болон үйл явцын харилцан үйлчлэлийн талаар илүү сайн ойлголттой болоход тусалдаг мэдрэгч, түүнчлэн хиймэл оюун ухаан, дижитал ихрүүд болон дэвшилтэт загварчлалын арга техникийг багтаадаг. Өгөгдөл, боловсруулах хүчин чадал, алгоритмыг ашигласнаар дасан зохицох, өргөжүүлэх боломжтой, хэдэн сая биш юм аа гэхэд олон мянган хувилбарыг боловсруулах чадвартай, ухаалаг, нэгдсэн био боловсруулах үйлдвэрүүдийг хөгжүүлэх боломжтой.
ATB-ийн Шинжлэх ухааны захирал, нийтлэлийн ахлах зохиогч, профессор, доктор Барбара Штурм тайлбарлахдаа: "Ухаалаг, нэгдсэн био боловсруулах үйлдвэрүүдийг янз бүрийн загварчилсан системүүдийн хоорондын сүлжээ, харилцан яриаг ашиглан хөгжүүлж, улмаар бодит байдалд баталгаажуулах боломжтой. Энэхүү баталгаажуулалтын үйл явц нь цоорхойг олж илрүүлэх, далд боломжуудыг илрүүлэх боломжийг олгодог. Энэхүү системчилсэн аргад био боловсруулах үйлдвэрийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь илүү том, нэгдсэн сүлжээг бий болгож, цаашдын алхмуудыг байнга загварчлах бөгөөд энэ нь био эдийн засгийн загваруудын тогтвортой байдал, эргэлтийг сайжруулж, цаашдын үйл ажиллагааг сайжруулахад туслах болно Энэ системийн интеграцчлал."
Нэгдмэл арга барил нь хог хаягдалгүй, гаригийн хил хязгаарт үлддэг үнэхээр тогтвортой био эдийн засгийг бий болгох боломжийг бидэнд олгоно. Энэ нь ашигт ажиллагаа, өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь чулуужсан түлшний өртөг багатай тул нэн даруй шаардлагатай байна. Гэсэн хэдий ч ногоон технологид шилжих үйл явцыг хөнгөвчлөх, хурдасгахад төрийн дэмжлэг, бодлогын оролцоо маш чухал юм. Урт хугацаанд ухаалаг, нэгдсэн био боловсруулах үйлдвэрүүд нэг процесс дээр төвлөрдөг системээс илүү ашигтай байх нь дамжиггүй. Тэд мөн шаардлагатай түүхий эдийн импортыг бууруулж, улмаар манай эдийн засгийн тогтолцооны уян хатан чанарыг нэмэгдүүлнэ.
Концепцийн баримт бичгийн хамт ATB баг, Потсдамын их сургууль, Берлиний Техникийн их сургуулийн түншүүдтэй хамтран эхний алхмыг хийлээ. Баталгаажуулалт, хэрэгжилтийг одоо дагаж мөрдөх ёстой. ATB энэ гуравдугаар сард Бранденбургийн Грос Крейц хотод судалгааны зорилгоор био боловсруулах үйлдвэр барьж эхэлнэ. Энэ нь Потсдам дахь одоо байгаа туршилтын үйлдвэрүүд болон туршилтын байгууламжууд болон Маркварт дахь дижитал хөдөө аж ахуйн хээрийн лабораторийг нөхөх болно. Тогтвортой био эдийн засгийн төлөөх Лейбницийн инновацийн фермийн (InnoHof®) нэг хэсэг болох уг байгууламж нь судалгаа, практикийг хамтран бүтээлч байдлаар нэгтгээд зогсохгүй ийм үзэл баримтлалыг хэрэгжүүлэх боломжтойг харуулах болно.
Цаашилбал, ATB ийм системчилсэн хандлагыг судалгаандаа илүү тууштай нэгтгэхийн тулд хүрээлэнгээ өргөжүүлэх өргөдөл гаргах шатандаа явж байна. Оснабрюкийн их сургуультай хамтарсан томилгоогоор ATB одоогоор био эдийн засаг дахь системийн шинжлэх ухааны профессорын зэрэглэлийг дүүргэж байна. Профессор Штурм онцлон тэмдэглэв: "Бид системийн, техник, нийгэм, эдийн засгийн шинэчлэлийн талаар хамтдаа бодох ёстой. Зөвхөн системийг бүхэлд нь ойлгосноор л бид дэд системүүдийг тогтвортой байдалд үр дүнтэй үйлчлэхийн тулд оновчтой болгож чадна. Бид өөрсдийн үзэл баримтлалын дагуу улс төрийн шийдвэр гаргагчид, салбарын тэргүүлэгчидтэй хамтран салбар дундын био эдийн засгийн судалгааг улам эрчимжүүлж, эдийн засаг, хүнсний салбар, эдийн засгийн хөгжлийн зорилтыг нэмэгдүүлэх болно. Манай эдийн засгийг илүү тогтвортой болгож, Герман, Европын технологийн бүрэн эрхт байдлыг дэмжих."
Жинхэнэ хэвлэл
Marzban N., Psarianos M., Herrmann C., Schulz-Nielsen L., Olszewska-Widdrat A., Arefi A., Pecenka R., Grundmann P., Schlüter OK, Hoffmann T., Rotter VS, Nikoloski Z., Sturm B. Smartineyomre in biowardef inintegrated concept A biowardf хог хаягдалгүй, ялгаралтыг бууруулах, бие даан эрчим хүч үйлдвэрлэх. Биотүлшний судалгааны сэтгүүл 45 (2025) 2319-2349.
DOI: 10.18331/BRJ2025.12.1.4
бас унш
