Выращивание RSS

10 февраля 2020, 12:41 Groentennieuws.nl

Проведенное в Норвегии исследование доказывает, что применение «отловленного СО2» повышает урожай в теплицах

Норвежская фирма «GreenCap Solutions» в течение четырех лет разработала технологию ECS, позволяющую отбирать СО2 из атмосферного воздуха и использовать его в закрытых теплицах. Результаты испытаний показывают, что эта технология не только оказывает эффект на климат, но и ускоряет рост растений и повышает урожайность, например, томатов. Вообще-то подкормки СО2 применяются в тепличных хозяйствах уже 30 лет, в данном случае важен источник СО2. Обычно для подкормок используется очищенный сжиженный углекислый газ или отходящие дымовые газы котельных. В некоторых теплицах природный газ сжигается в специальных устройствах непосредственно над растениями. Однако для поддержания оптимальной температуры и влажности воздуха в теплицах приходится открывать вентиляционные фрамуги, при этом часть поданного СО2 уходит в атмосферу. Ярле Скьевеланд, генеральный директор «GreenCap Solutions» считает, что новая технология может изменить правила игры в тепличной отрасли. Она уже вызвала большой интерес за рубежом, а также среди местных производителей томата. Они заинтересованы в новых технологиях, но нуждаются в дополнительных стимулах для инвестиций. Владельцы фирмы «GreenCap Solutions» имеют большой опыт в нефтяной промышленности, но к теплицам они обратились недавно. В 2016 году была начата разработка теоретической модели, годом позже был создан первый прототип. В 2019 году установка была полностью смонтирована в Норвежском институте Биоэкономики (NIBIO) в Сюрхейме на юго-западе Норвегии. Производительность установки 10-12 т СО2 в год, этого достаточно для потребностей опытной теплицы. Представитель фирмы описывает технологию следующим образом. Атмосферный воздух с концентрацией СО2 400 ппм продувается через абсорбер, который отфильтровывает только молекулы СО2, а остальной воздух выпускает назад в атмосферу. Молекулы СО2 накапливаются в абсорбенте до момента, когда в теплице потребуется повысить концентрацию углекислого газа для обеспечения процесса фотосинтеза. При этом процесс идет в обратном порядке. Разница в отборе СО2 из воздуха и обогащении им заключается манипулировании температурой. В опытной теплице ставилась задача поддерживать концентрацию СО2 на уровне 1000 ппм и это вполне удалось с помощью модуля СО2. В качестве абсорбента используется цеолит, но подробности не раскрываются. Поскольку цеолит является природным минералом, никакие химикалии не применяются. Несмотря на то, что основатели фирмы имеют опыт сбора и хранения CO2, этот процесс нельзя сравнить с очисткой отходящих газов котельной. Во время первых испытаний авторы установки увидели, что концентрацию СО2 в теплице можно повысить в два раза и соответственно регулировать температуру и влажность воздуха, что значительно улучшило выращивание в полностью закрытой теплице. Следует заметить, что концентрация СО2 не должна доходить до 100%, для оптимизации фотосинтеза вполне достаточно поддерживать ее на уровне 1000-1200 ппм.

По словам Ярле Скьевеланда конструкция состоит из трех частей и модуль СО2 может поставляться отдельно. Владельцы теплиц, возможно, захотят приобрести только его. Две остальные части включают энергомодуль со встроенным тепловым насосом и модуль, обеспечения циркуляции воздуха. На начальном этапе фирма планирует поддерживать своих первых клиентов, чтобы им не пришлось платить дороже, чем за получение СО2 из природного газа или приобретение сжиженного СО2. Первый модуль «отлова» СО2 обладает мощностью 300 т в год, этого достаточно для теплицы площадью 1 га. Количество СО2, необходимого в течение года зависит от выращиваемой культуры. Один килограмм СО2 из этой установки обходится в 2 норвежские кроны или 0,19 евро.

Основатели фирмы «GreenCap Solutions» к настоящему времени инвестировали в технологию ECS около 4,3 млн евро и запатентировали ее. Финансовую поддержку проекту оказали фонд Норвежских Инноваций и Норвежский совет по Исследованиям.  Норвежские производители томата в последние годы значительно улучшили качество продукции и технологии выращивания в связи с растущими требованиями крупных сетей супермаркетов. В настоящее время площадь томатных теплиц в Норвегии достигает 370000 м2 (37 га). Она распределена между 80 хозяйствами, 40 из которых выращивают томаты на площади менее 3000 м2. Следующим шагом будет проведение пилотных испытаний. Прошлогодние испытания в NIBIO показали, что урожайность томатов можно повысить на 20% благодаря интенсивной подкормке СО2. При этом особенно подчеркивается выдающийся вкус этих томатов. Следовательно, целью нового испытания является увеличение урожая, улучшение качества и снижение энергопотребления. Первые результаты свидетельствуют, что при закрытых вентиляционных фрамугах можно постоянно поддерживать концентрацию СО2 на уровне 1200 ппм. При этом возрастают интенсивность фотосинтеза и урожай. Одновременно с помощью системы ECS удается контролировать температуру и влажность воздуха, что предотвращает потери энергии. Ранее в NIBIO была разработана система выращивания огурца и томата в течение круглого года. При этом была достигнута урожайность томатов 120 кг/м2. Ученые считают, что с помощью системы ECS и дальнейшей оптимизации выращивания возможно достичь урожайность томата 150 кг/м2 в год. В 2020 году планируется провести так называемую верификацию круглогодичного выращивания. Планируется сравнить выращивание с помощью системы ECS и без нее. Это позволит задокументировать любые различия в фотосинтезе, урожае и качестве, а также различия в потреблении энергии и выбросах CO2 и воды. В настоящее время большинство владельцев теплиц на юго-западе Норвегии применяют СО2, полученный сжиганием природного газа или покупают сжиженный, но правительство Норвегии планирует прекратить использование ископаемых энергоресурсов в 2030 году. Получение СО2 из воздуха открывает широкие перспективы для владельцев теплиц. В Норвегии введен налог на выбросы СО2 в атомосферу, но сейчас тепличные хозяйства и производство СО2 для теплиц освобождены от этого налога.

Обсудить в форуме