CC BY
53
УДК 620.952:582.272
DOI: 10.17217/2079-0333-2022-59-90-105
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
Шушпанова Д.В., Капралова Д.О.
Российский университет дружбы народов, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.
Предлагается использование водорослей порядка Laminariales, произрастающих в акваториях Белого, Баренцева и Охотского морей, для производства биогаза в качестве альтернативного топлива. Выполнена предварительная оценка жизненного цикла производства биогаза из бурых водорослей, в том числе с использованием некондиционного сырья или сырья из штормовых выбросов. Указаны препятствия для их использования с точки зрения экономики, законодательства и логистики.
Ключевые слова: биогаз, бурые водоросли, оценка жизненного цикла, растительная биомасса, растительное сырье.
POSSIBILITIES OF USING BROWN SEAWEEDS IN BIOGAS PRODUCTION
Shushpanova D.V., Kapralova D.O.
RUDN University, Moscow, Miklukho-Maklaya Str. 6.
It is proposed to use seaweeds of the order Laminariales growing in the waters of the White, Barents and Okhotsk seas for biogas production as an alternative fuel. A preliminary assessment of the life cycle of biogas production from brown seaweeds, including the use of substandard raw material or seaweeds from storm emissions has been carried out. The obstacles to their use from the point of view of economics, legislation and logistics are indicated.
Key words: biogas, brown seaweed, life cycle assessment, plant biomass, plant raw material.
Развитие систем газоснабжения и газификации в регионах Российской Федерации является одним из наиболее приоритетных направлений программы Президента России. Программа по газификации регионов РФ получила статус нацпроекта в 2005 г., к ее реализации приступило ПАО «Газпром», которое инвестировало более 3,5 млрд рублей. К сожалению, на сегодняшний день газифицировано около 70% территории РФ, из которой городов и по-
ВВЕДЕНИЕ
селков городского типа - 73%, сельской местности - 61,8% [Сибнаука, 2020; Газификация ..., 2021]. Наименее газифицированными регионами признаны Восточная Сибирь и Дальний Восток. Также негази-фицированными остаются Республика Карелия, Архангельская и Мурманская области [Сибнаука, 2020].
Следовательно, в сложившихся условиях для небольших населенных пунктов, удаленных от газовых магистралей, целесообразно найти свой источник получения газа. Как правило, такими источниками
могут служить растительное сырье, отходы растениеводства, животноводства и органические компоненты твердых коммунальных отходов.
Одним из видов сырья для получения биогаза в регионах с низким уровнем газификации могут стать ламинариевые водоросли, ресурсный потенциал которых для разных прибрежных районов Российской Федерации отличается. Так, у Мурманского побережья запасы промысловых ламинариевых водорослей оценены в 200 тыс. тонн [Экологический атлас, 2020], у южных Курильских островов - в 593 тыс. тонн [Евсеева, 2019] и у Северных Курил только ресурсы хедофиллума Бонгарда (Hedophyllum bongardianum) составляют 22,8 тыс. тонн [Подкорытова и др., 2020].
По данным А.В. Подкорытовой с соавторами [Подкорытова и др., 2020], существует проблема недоиспользования бурых водорослей в связи с отсутствием возможностей заготавливать большие объемы сырца из-за его плохой сохранности и высоких расходов на транспортировку до перерабатывающих предприятий. Без обработки ламинариевые водоросли быстро теряют свои товарные качества, что исключает их последующую реализацию. Однако использование некондиционных водорослей в качестве сырья для производства биогаза поможет обеспечить газом труднодоступные территории России, а также снизить экологическую нагрузку от образующихся отходов переработки сырья.
Водорослевое сырье для получения биогаза привлекает большое внимание в странах Евросоюза, США, Южной Америки, Израиле, Китае и других прибрежных государств, которые имеют высокий потенциал не только для сбора дикорастущих водорослей, но и их культивирования.
Целью данной работы является анализ возможности применения биомассы лами-
нариевых водорослей в качестве альтернативного варианта производства биогаза.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для достижения поставленной цели авторами проведен ретроспективный анализ литературных источников российских и иностранных авторов. Элементный состав бурых водорослей на примере ламинариевых представлен работами К.Г. Боголицына c соавторами [Боголицын и др., 2012, 2020]. Для характеристики химического состава водорослей российских морей использовали данные, представленные в работах Н.М. Ами-ниной, К.Г. Боголицына, Н.Г. Клочковой, Е.Д. Облучинской и А.В. Подкорытовой [Аминина, 2015; Аминина и др., 2007; Боголицын и др., 2012, 2020; Клочкова, Клочкова, 2007; Облучинская, 2020; Под-корытова и др., 2020]. По данным [Vanavil Balakrishnan et al., 2022] представлен биохимический состав бурых водорослей.
Анализ биометанового потенциала проведен по данным иностранных авторов [Song et al., 2015; Vanegas, Bartlett, 2013; Zhen et al., 2015]. На основе анализа литературных источников определены стадии газообразования в процессе анаэробного сбраживания биомассы бурых водорослей [Michalak, 2018; Paul et al., 2016; Song et al., 2015; Zhen et al., 2015].
В качестве основы для оценки жизненного цикла получения биогаза из бурых водорослей использован ГОСТ Р ИСО 14044-2019 «Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Требования и рекомендации». Согласно данному ГОСТу авторами была представлена обобщенная схема жизненного цикла производства биогаза из ламинариевых водорослей с учетом их сбора, сушки, транспортировки на перерабатывающие предприятия и производства биогаза.
Для выявления препятствий использования бурых водорослей для производства биогаза использовали литературные источники [Каплицин 2017; Экологический атлас, 2020; Buschmann et al., 2014; Tabassum et al., 2017].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Получение биогаза из бурых водорослей
Использование биогаза дает возможность получения одновременно нескольких видов энергоресурсов - газа, моторного топлива, тепла и электроэнергии [Егоров, 2009].
Биогаз образуется в результате брожения органического сырья анаэробными
бактериями и микроорганизмами. Схема образования биогаза представляет собой четыре стадии: гидролиза, кислотообразо-вания, ацетогенеза и метаногенеза (рис. 1).
Состав биогаза напрямую зависит от вида органического сырья. Основные компоненты биогаза: метан (СН4), углекислый газ (С02), сероводород (Н^), аммиак (КН3) и водород (Н2) (рис. 2).
Наибольшее количество биогаза образуется при распаде жиров, а наименьшее -при распаде белков. В таблице 1 представлены количественные показатели биогаза, получаемого при анаэробном сбраживании белков, жиров и углеводов.
Элементный состав беззольной части бурых водорослей определяется основными органогенами: углеродом, водородом, серой и азотом (табл. 2).
Гидролиз
Разложение сложных углеродных цепочек (белков, жиров, углеводов) на более простые составляющие (аминокислоты, глюкоза)
Кислотообразование
Ра зложение аминокислот на органические кислоты с короткой углеродной цепью, аммиак,
сероводород и водород
Ацетогенез
Преобразование органических кислот в уксусную кислоту под действием кислотообразующих
микр о орга низмов
Метаногенез
Разложение уксусной кислоты на воду, углекислый газ н метан Взаимодействие углекислого газа и водорода приводит к образованию метана и воды
Рис. 1. Стадии образования биогаза методом анаэробного сбраживания Fig. 1. Stages of biogas production by anaerobic digestion
■CH4 "CO2 "H2S "NHs "H2
Рис. 2. Состав биогаза в % [Биогаз ..., 2015] Fig. 2. Composition of biogas, % [Biogas ..., 2015]
Таблица 1. Масса биогаза и количество метана, производимого в процессе анаэробного сбраживания белков, жиров и углеводов [Нестеренко ..., 2009]
Table 1. The mass of biogas and the amount of methane produced during the anaerobic fermentation of proteins, fats and carbohydrates [Nesterenko ..., 2009]
Вещества Удельный выход биогаза, мл/г Количество CH4 в биогазе Масса газа, получаемого при разложении 1 г вещества
Белки 704 71,0 0,71
Жиры 1250 68,0 1,31
Углеводы 790 50,0 0,96
Таблица 2. Элементный состав бурых водорослей на примере ламинарий, в % от сухого вещества Table 2. Elemental composition of brown seaweeds on the example of kelp, in % of dry matter
Вид сырья С, % Н, % N, % S, % Ссылка
Laminaria digitata 26,66 3,91 2,78 0,81 Боголицын и др., 2012
33,98 5,35 1,45 н/д Боголицын и др., 2020
Saccharina latissima 28,46 4,42 2,49 0,54 Боголицын и др., 2012
32,27 5,51 1,65 н/д Боголицын и др., 2020
Бурые водоросли значительно отличаются от наземных растений химическим составом, а также физиологическими и морфологическими особенностями. По сравнению с наземной биомассой бурые водоросли имеют высокое содержание воды (70-90% сырой массы) и минералов, в том числе щелочных металлов (10-50% сухой массы) [Ross et al., 2008]. Содержание белка в бурых морских водорослях обычно составляет от 3 до 15% сухого вещества [Schiener et al., 2015]. Содержание липидов варьируется от 1 до 5% сухого веса [Jensen, 1993]. Биомасса Laminaria digitata может содержать до 32% золы в пересчете на сухое вещество. Значительное количество золы состоит из ионов калия, натрия, магния и кальция [Schiener et al., 2015].
Химический состав бурых водорослей различных районов Дальнего Востока достаточно подробно изучен, что позволяет определить перспективность их видового состава для промысла и переработки. Наиболее ценными с этой точки зрения можно
считать Saccharina japonica, S. gurjanovae, Hedophyllum bongardianum, H. dentigerum [Аминина, 2015].
Стоит отметить, что в состав сухого вещества водорослей, произрастающих в акваториях российских морей, входят органические и минеральные соединения, содержание которых варьируется от 62,8 до 78,2 и от 21,9 до 37,81% соответственно. В состав органических веществ входят белки, высокомолекулярные (альгиновая кислота) и низкомолекулярные (маннит) углеводы, клетчатка (в основном целлюлоза), простые сахара (табл. 3) [Подкорытова и др., 2020].
Бурые водоросли имеют низкое содержание лигнина, следовательно, имеют преимущества для биопереработки, так как не возникает необходимости в сложных процессах, таких как удаление лигнина и детоксикация соединений, ингибирую-щих лигнин [Метка et а1., 2012].
Биохимический состав бурых водорослей представлен на рисунке 3.
Таблица 3. Химический состав бурых водорослей российских морей, в % на сухое вещество
Table 3. Chemical composition of brown seaweeds in Russian seas in % on dry matter
Регион исследования Вид водоросли Белок Лльгиновая кислота Маннит Ссылка
Баренцево море Laminariales 4,88 34,5 15,0 Облучинская, 2020
Белое море Saccharina latissima н/д 22,2 17,3 Боголицын и др., 2012
Laminaria digitata н/д 23,27 16,7
Saccharina latissima 8,8 30,65 19,8 Боголицын и др., 2020
Laminaria digitata 7,6 31,4 19,19
Камчатский шельф Hedophyllum bongardianum 9,5-12,6 33-38,2 11,4-15,0 Клочкова, Клочкова, 2007
Авачинский залив (Камчатка) Laminariales 5,1-18,0 23,5-33,7 8,2-13,2 Aминина, 2015
Laminaria gurjanovae 2,9 21,3 9,7 Aминина и др., 2007
Hedophyllum bongardianum 8,3 34,1 15,3
Залив Анива (Сахалин) Laminariales 9,6-19,2 22,3-30,0 6,7-13,6 Aминина, 2015
Южное Приморье Saccharina japonica 9,7 26,3 12,8 Aминина и др., 2007
Южные Курилы Saccharina japonica 33,44 12 н/д Подкорытова и др., 2020
90 80 70
л
Ü 60 S
1 «
2 40
! -£
10
о
66
16,6 16,8
0,7 1,6 /-0.5
93 10,6 10,1
Laminaria digitata Saccharina japónica Saccharina latissima
■ Белки, % ■ Жиры, % Углеводы, %
Рис. 3. Биохимический состав бурых водорослей (БЖУ), в % на сухое вещество по данным [Vanavil Balakrishnan et al., 2022]
Fig. 3. Biochemical composition of brown seaweeds, in % on dry matter due to data [Vanavil Balakrishnan et al., 2022]
Особенности биохимического состава бурых водорослей L. digitata, S. latissima и S. japónica делают их пригодными для ме-таногенного сбраживания и дают преимущества по сравнению с наземными видами биотопливного сырья. Согласно исследованиям E.A. Membere [2018], при оценке биометанового потенциала для предварительно обработанных и высушенных образцов ламинариевой водоросли L. digitata выходы метана составили (141 ± 5,77) мл СН/г сухого вещества и (207 ± 0,07) мл СН4/г сухого вещества соответственно. Исследования влияния температуры на изменения биометанового потенциала при получении биогаза из L. digitata выявили тенденцию 35°C > 25°C > 45°C > 55°C. Данный температурный ряд показывает степень активности метаногенных микроорганизмов при адаптации к изменениям среды в процессе анаэробного сбраживания. При температуре 35°C выход биометана был максимальным.
Аналогичные результаты были получены при непрерывной ферментации с ме-зофильными (35°C) реакторами. Они дают лучший совокупный выход метана, чем термофильные (55°C) реакторы [Mem-
bere, 2018]. Как правило, диапазон выхода метана, полученного из бурых водорослей (табл. 4), сопоставим с другими сельскохозяйственными субстратами (например, свиной навоз, лигноцеллюлозные остатки) [Michalak, 2018].
Бурые водоросли являются хорошим сырьем для ферментации метана, учитывая их уникальный углеводный состав и низкое содержание лигнина. Высокий массо-перенос между субстратом и микроорганизмами обеспечивается повышенной влажностью, ускоряя рост микробов и биоконверсию [Zhen et al., 2015; Paul et al., 2016]. Биометановый потенциал бурых водорослей составляет менее 50% теоретического потенциала CH4 [Song et al., 2015], несмотря на это, он значительно превышает выход энергии из других видов органической биомассы (табл. 4).
Так как данных по получению биометана из макроводорослей у отечественных авторов не обнаружено, мы использовали информацию зарубежных исследователей, которые выявили высокий выход биометана из ламинариевых водорослей в лабораторных условиях, результаты которых представлены в таблице 5.
Таблица 4. Биометановый потенциал бурых водорослей в сравнении с другими видами органической биомассы [Thompson et al., 2019]
Table 4. Biomethane potential of brown seaweeds in comparison with other types of organic biomass [Thompson et al., 2019]
Вид сырья Биометановый потенциал, л/кг сухого вещества
Бурые водоросли 204-380
Сахарные культуры 241
Рисовая солома 281
Лигноцеллюлозная биомасса 10-258
Отходы животноводства и осадки сточных вод 247-293
454
а
авт
с
е ещ
е в
о г о
х ухс
500 400 300 200 100 0
S. latissima Норв. S. latissima Ирл. L. digitata Ирл. L. hyperborea Ирл.
Рис. 4. Выход биогаза методом анаэробного сбраживания из разных видов бурых водорослей [Michalak, 2018] Fig. 4. Biogas yield by anaerobic digestion from different species of brown algae [Michalak, 2018]
г
г/л
г о и
б д
о
хо
ы В
270 335 296
Таблица 5. Выход метана из ламинариевых водорослей без предварительной обработки и с предварительной обработкой
Table 5. Production of methane from kelp without pretreatment and with pretreatment
Вид водоросли Выход метана без предварительной обработки, мл СН4/кг сухого вещества Выход метана с предварительной обработкой, мл СН4/кг сухого вещества Вид обработки Ссылка
Laminaria hyperborea 280 - - Vivekanand et al., 2012
Saccharina latissima 230 — —
Saccharina latissima 223 260 Обработка паровым взрывом при 130°С (т = 10 мин) Tedesco, Stokes, 2017
Saccharina latissima 223 268 Обработка паровым взрывом при 160°С (т = 10 мин)
Saccharina latissima 223 270 Обработка паровым взрывом с пшеничной соломой при 210°С (т = 10 мин)
Laminaria hyperborea — 454 Обработка вместе с осадком сточных вод
Схема получения биогаза
На основе используемых традиционных схем получения биогаза из растительного наземного сырья нами составлена обобщенная схема получения биогаза из бурых водорослей (рис. 5).
На схеме показаны этапы роста, транспортировки и переработки бурых водорослей в основные продукты и биогаз. Предполагается, что водоросли произрастали в естественной среде на глубине от 3,6 м и ниже при температуре менее 15°С, солености от 25 до 35%о, при скорости течения менее 0,7 м/с. Стадия культивирования водорослей не рассматривается потому, что она не используется в Российской Федерации в промышленных масштабах.
Добыча водорослей осуществляется либо драгами с лодок, либо с участием водолазов. В обоих случаях способ добычи водорослей ручной. Драгами добывают до
110 т водорослей за сутки, водолазы срезают водоросли до 2 тонн за 1 час ^ЬшЬра-поуа, Карга1оуа, 2021].
Некондиционные водоросли (испорченные, рваные, с пятнами, потерявшие потребительские качества, высушенные с нарушением технологии и т. д.), а также водоросли из штормовых выбросов не используют, так как они выделяют слизь, и через неделю превращаются в вязкую, не пригодную к использованию биомассу.
Сушка водорослей также происходит вручную - развешивают на вешалах и оставляют сушиться под солнцем или в сухую погоду до двух суток. После сушки водоросли транспортируют на перерабатывающий завод, где производят продукцию для фармацевтической, космето-логической и пищевой промышленности. Транспортировка водорослей осуществляется грузовым водным транспортом.
Рис. 5. Обобщенная схема производства биогаза из бурых водорослей Белого моря Fig. 5. Scheme of biogas production from the White Sea brown seaweeds
Отходы переработки водорослей могут быть использованы в качестве удобрения или корма скоту (на схеме не показано), либо их направляют в приемник-накопитель, где они превращаются в биомассу за период от 7 до 25 дней. Далее биомассу предлагается направлять в биореактор (метантенк), который в мезофильных условиях (при t = 32-35°С) в течение 32 дней анаэробным сбраживанием будет производить биогаз. Полученный биогаз направляется в газгольдер и далее используется в различных технологических процессах.
Процентное содержание метана и углекислого газа при анаэробном сбраживании бурых водорослей составляет 50-72 и 10-45% соответственно [Vanegas, Ваг1-1ей, 2013]. Полученный биогаз пригоден для процессов сжигания в котельной (характерно для Российской Федерации) или когенерации в мини-ТЭС (характерно для европейских стран), следовательно, его можно использовать для отопления труднодоступных поселений или использовать для отопления непосредственно перерабатывающего предприятия.
Удельная теплота сгорания (энергетическая ценность) биогаза составляет 60-70% удельной теплоты сгорания природного газа или порядка 7 000 ккал на м3. 1м3 биогаза также эквивалентен 1,5-2,2 кВт • ч электроэнергии и 2,8-4,1 кВт • ч тепла или 1 л дизельного топлива, 0,6 кг бензина, 0,8 м3 природного газа или 1,5 кг дров [Егоров, 2009; Добрынина и др., 2010].
Также в качестве оптимизации процесса получения биогаза может быть использована заморозка водорослей при -70°С в течение 20 минут, что позволит увеличить выработку газообразных водорода и метана в 2,7 и 3,4 раза соответственно. Обработка водорослей замораживанием в лабораторных условиях дает максимальное количество биогаза при начальном оп-
тимальном pH 7,0. При оптимальных условиях в 5-литровом биореакторе может быть произведено максимум 1 605,03 мл/л водорода и 4 593,71 мл/л газообразного метана [Kim et al., 2012].
Препятствия для эксплуатации бурых водорослей в качестве сырья для производства биогаза
Основным препятствием для крупномасштабного экономического использования бурых водорослей в качестве сырья для производства биогаза является недостаток данных о постоянных запасах сырья в акваториях российских морей. Оценить запасы водорослей очень сложно, довольно часто существует большая погрешность в оценках, в некоторых случаях она составляет ±40% [Mac Monagail et al, 2017]. Получение точных данных о постоянных запасах бурых водорослей является важной основой для построения надежных планов по их стабильному использованию, управлению выловом и дальнейшей переработкой в продукты и биотопливо.
Также большое значение имеет надежный доступ к ресурсу, и могут возникнуть неоднозначные понимание и трактовка законодательства в отношении вылова и использования водорослей. Так как сам процесс сбора водорослей является достаточно трудоемким, активное участие в нем принимают лишь физически подготовленные мужчины в возрасте 25-45 лет [Паспорт инвестпроекта ..., 2014].
В настоящее время единственным местом европейской части России, в котором ведется добыча и переработка арктических бурых водорослей в промышленных масштабах, является регион западного сегмента Арктики: Баренцево и Белое моря, акватории островных и прибрежных территорий [Каплицин, 2017].
Вместе с тем масштаб затрат, связанных с сушкой бурых водорослей и их транспортировкой до точки обработки, может стать препятствием для развития экономически жизнеспособной отрасли [Tabassum et al., 2017], однако данное препятствие можно устранить за счет оптимального расположения перерабатывающих предприятий [Buschmann et al., 2014] и грамотной логистики. Одной из проблем, связанных с переработкой водорослевого сырья, является отсутствие электричества и инфраструктуры на местах, поэтому приходится перевозить сырье на производство более чем за 380 км. На данный момент в России существует два логистических направления по реализации ламинариевых водорослей: на экспорт в Китай, который увеличивается с каждым годом, и на переработку внутри страны. При этом часть перерабатывающих заводов расположена относительно близко к местам добычи (Сахалин, Владивосток, Архангельск), а часть - в Москве.
Также можно отметить, что положительное влияние на рынок водорослевой биомассы могут оказать развитие регионов, добывающих водоросли, развитие новых технологий и акцент на здоровый образ жизни. При этом отрицательным влиянием пока остается падение уровня доходов населения и недоосвоение запасов сырья и крайне скудные возможности для его переработки [Экологический атлас, 2020].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время добыча и переработка водорослей в промышленных масштабах ведется в западном сегменте Арктической зоны Российской Федерации - акватории островных и прибрежных территорий Белого и Баренцева морей. При этом добыча и переработка во-
дорослей может вестись на территории Дальнего Востока.
Биохимический состав ламинариевых водорослей российских морей определяется высоким содержанием углеводов (до 66% сухого вещества), что делает их пригодными для метаногенного сбраживания с диапазоном выхода метана, сопоставимым с наземными сельскохозяйственными субстратами, отходами животноводства и осадками сточных вод. Для метаногенного сбраживания могут использоваться штормовые выбросы водорослей из-за их особенностей гниения, позволяющих без предварительной подготовки загружать субстрат в метантенки.
Представлена обобщенная схема жизненного цикла производства биогаза из ламинариевых водорослей с учетом их сбора, сушки, транспортировки на перерабатывающие предприятия и производства биогаза. Процентное содержание метана в биогазе составляет 50—72%. Это соответствует представленным теоретическим данным по биометановому потенциалу. Полученный биогаз пригоден для сжигания в котельных или мини-ТЭС в труднодоступных регионах России.
Препятствиями для использования бурых водорослей в качестве сырья для производства биогаза являются недостаток и разрозненность точных сведений о постоянных запасах водорослевого сырья; пробелы и недочеты в российском законодательстве по вылову и использованию морских водорослей (в том числе из штормовых выбросов), а также использованию биогазовых технологий; трудности в оценке затрат на транспортировку водорослей от места вылова до перерабатывающего завода, а также на сушку бурых водорослей. При этом акцент на здоровый образ жизни населения, зеленые источники энергии, возможность децентрализованного производства топлива
может дать толчок для инвестирования в развитие новых технологий для культивирования, вылова и переработки водорослей в продукты народного хозяйства.
ЛИТЕРАТУРА
Аминина Н.М., Вишневская Т.И., Гуру-лева О.Н., Ковековдова Л.Т. 2007. Состав и возможности использования бурых водорослей дальневосточных морей. Вестник ДВО РАН. № 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sostav-i-voz-mozhnosti-ispolzovaniya-buryh-vodorosley-dalnevostochnyh-morey (дата обращения: 01.02.2022). Аминина Н.М. 2015. Сравнительная характеристика бурых водорослей прибрежной зоны Дальнего Востока. Известия ТИНРО. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/sravnitelnaya-harakteristika-buryh-vodorosley-pribrezhnoy-zony-dalnego-vos-toka (дата обращения: 07.05.2021). Биогаз: основные характеристики и технология получения. 2015. URL: http ://www. cleandex. ru/articles/2015/07/ 22/biogas_article1 (дата обращения: 13.02.2021). Боголицын К.Г., Каплицын П.А, Ульяновский Н.В., Пронина О.А. 2012. Комплексное исследование химического состава бурых водорослей Белого моря. Химия растительного сырья. № 4. С. 153-160. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/kompleksnoe-issledovanie-himiches-kogo-sostava-buryh-vodorosley-belogo-morya (дата обращения: 01.02.2022). Боголицын К.Г., Паршина А.Э., Дружинина А.С., Шульгина Е.В. 2020. Сравнительная характеристика химического состава некоторых представителей бурых водорослей Белого и Желтого морей. Химия растительного сырья. № 3. С. 35-46. DOI: 10.14258/jcprm.2020037417.
Газификация регионов России. URL: https://mrg.gazprom.ru/about/gasification (дата обращения: 13.02.2021).
ГОСТ Р ИСО 14044-2019 Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Требования и рекомендации. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293726/ 4293726835.pdf (дата обращения: 13.02.2021).
Добрынина О.М., Калинина Е.В., Остапенко Г.Ф. 2010. Технико-экономическое обоснование внедрения биогазовой установки на биологических очистных сооружениях города Перми. Научные исследования и инновации. Т. 4. №. 4. С. 48-58.
Евсеева Н.В. 2019. К вопросу о рациональном промысле ламинариевых водорослей Сахалино-Курильского региона. Труды СахНИРО «Биология, состояние запасов и условия обитания гидро-бионтов в Сахалино-Курильском регионе и сопредельных акваториях». Т. 15. С. 146-165.
Егоров И. 2009. Рынок биогаза в России и мире. URL: https://www.google.com/ url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=&ved=2ahUKEwib-qvm_JzzAhUvl IsKHWz9Bn0QFnoECAIQAQ&url=http s%3 A%2F%2Fmgimo.ru%2Fupload%2F docs_3%2Fvie3_biogas_Egorov_2011-10-27.pptx&usg=A0vVaw1pGekoSUpJ CZoUsrcLMfLB (дата обращения: 26.09.2021).
Каплицин П.А. 2017. Особенности химического и компонентного состава, структуры и свойств биомассы арктических бурых водорослей. Диссертация ... канд. хим. наук. Архангельск. 150 с.
Клочков А.А., Клочкова Н.Г. 2007. Химический состав ламинарий камчатского шельфа и их использование для производства пищевой и лечебно-про-
филактической продукции. Известия вузов. Пищевая технология. № 5-6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ himicheskiy-sostav-laminariy-kamchats-kogo-shelfa-i-ih-ispolzovanie-dlya-proiz-vodstva-pischevoy-i-lechebno-profilakti-cheskoy-produktsii (дата обращения: 01.02.2022).
Нестеренко Е.В. 2009. Получение биогаза из органики очистных сооружений. URL : http s://core.ac. uk/download/pdf/ 161786562.pdf (дата обращения: 07.05.2021).
Облучинская Е.Д. 2020. Фитохимические и технологические исследования водорослей Баренцева моря. Труды Кольского научного центра РАН. № 4-7. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ fitohimicheskie-i-tehnologicheskie-issle-dovaniya-vodorosley-barentseva-morya (дата обращения: 26.09.2021).
Паспорт инвестиционного проекта «Заготовка и переработка водорослей и лекарственных растений». 2014. URL: https://terskyrayon.gov-murman. ru/naprav-leniya-deyatelnosti/investoram/Lekarstven _rastenia.pdf (дата обращения: 26.09.2021).
Подкорытова А.В., Рощина А.Н., Евсеева Н.В., Усов А.И., Головин Г.Ю., Попов А.М. 2020. Бурые водоросли порядков Laminariales и Fucales Сахали-но-Курильского региона: запасы, добыча, использование. Труды ВНИРО «Технология переработки водных ресурсов». Т. 181. С. 235-256.
Почем газ для народа (Сибнаука). URL: http ://www.sib-science. info/ru/institutes/ pochem-gaz-dlya-naroda-23112020 (дата обращения: 13.02.2021).
Экологический атлас. 2020. Баренцево море. ПАО «НК «Роснефть». ООО «Арктический Научный Центр». Фонд «НИР». Москва. 447 с.
Buschmann A.H. et al. 2014. The status of kelp exploitation and marine agronomy,
with emphasis on Macrocystis pyrifera, in Chile. Advances in Botanical Research. Vol. 71. P. 161-188.
Jensen A. 1993. Present and future needs for algae and algal products. Fourteenth International Seaweed Symposium. Springer, Dordrecht. P. 15-23.
Kim J.Y. et al. 2012. Freeze Treatment of sludge for the biogas production from brown macroalgae. Applied Chemistry for Engineering. Vol. 23. №. 6. P. 594-598.
Mac Monagail M. et al. 2017. Sustainable harvesting of wild seaweed resources. European Journal of Phycology. Vol. 52. №. 4. P. 371-390.
Meinita M.D.N. et al. 2012. Bioethanol production from the acid hydrolysate of the carrageenophyte Kappaphycus alvarezii (cottonii). Journal of Applied Phycology. Vol. 24. №. 4. P. 857-862.
Membere E.A. 2018. The feasibility of using brown seaweed, Laminaria digitata, as feedstock for generating bioenergy and biomaterials. Newcastle University. URL: https://theses-test. ncl.ac.uk/j spui/handle/ 10443.1/4264 (дата обращения: 06.05.2021).
Michalak I. 2018. Experimental processing of seaweeds for biofuels. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. Vol. 7. №. 3. P. e288.
Paul R., Melville L., Sulu M. 2016. Anaerobic digestion of micro and macro algae, pretreatment and co-digestion-biomass -a review for a better practice. International Journal of Environmental Science andDevelopment. Vol. 7. №. 9. P. 646.
Ross A.B. et al. 2008. Classification of macroalgae as fuel and its thermochemi-cal behaviour. Bioresource Technology. Vol. 99. №. 14. P. 6494-6504.
Schiener P. et al. 2015. The seasonal variation in the chemical composition of the kelp species Laminaria digitata, Laminaria hyperborea, Saccharina latissima and
Alaria esculenta. Journal of Applied Phy-cology. Vol. 27. №. 1. P. 363-373.
Shushpanova D.V., Kapralova D.O. 2021. Life-cycle assessment of kelp in biofuel production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1079. №. 7. P. 072023.
Song M. et al. 2015. Marine brown algae: a conundrum answer for sustainable biofuels production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 50. P. 782-792.
Tabassum M.R., Xia A., Murphy J.D. 2017. Potential of seaweed as a feedstock for renewable gaseous fuel production in Ireland. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 68. P. 136-146.
Tedesco S., Stokes J. 2017. Valorisation to biogas of macroalgal waste streams: a circular approach to bioproducts and bioen-ergy in Ireland. Chemicke Zvesti (To the Chemist to Zvet). Vol. 71. №. 4. P. 721.
Thompson T.M., Young B. R., Baroutian S. 2019. Advances in the pretreatment of brown macroalgae for biogas production. Fuel Processing Technology. Vol. 195. P. 106-151.
Vanavil Balakrishnan et al. 2022. Seaweed Bioprocessing for Production of Biofuels and Biochemicals. In: Zero Waste Bio-refinery. Springer. P. 345-380.
Vanegas C.H., Bartlett J. 2013. Green energy from marine algae: biogas production and composition from the anaerobic digestion of Irish seaweed species. Environmental Technology. Vol. 34. №. 15. P. 2277-2283.
Vivekanand V., Eijsink V.G.H., Horn S.J. 2012. Biogas production from the brown seaweed Saccharina latissima: thermal pretreatment and codigestion with wheat straw. Journal of Applied Phycology. Vol. 24. №. 5. P. 1295-1301.
Zhen G. et al. 2015. Mesophilic anaerobic co-digestion of waste activated sludge and Egeria densa: Performance assessment
and kinetic analysis. Applied Energy. Vol. 148. P. 78-86.
REFERENCES
Aminina N.M., Vishnevskaya T.I., Gurule-va O.N., Kovekovdova L.T. 2007. The composition and possibilities of using brown algae of the Far Eastern seas. Vestnik DVO RAN (Vestnik of Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences). № 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/ n/sostav-i-vozmozhnosti-ispolzovaniya-buryh-vodorosley-dalnevostochnyh-morey (accessed: 01.02.2022) (in Russian).
Aminina N.M. 2015. Comparative characteristics of brown algae of the coastal zone of the Far East. Izvestiya TINRO (Transactions of the Pacific Research Institute of Fisheries and Oceanography). URL: https: // cyb erleninka.ru/ article/n/sravniteln aya-harakteristika-buryh-vodorosley-prib-rezhnoy-zony-dalnego-vostoka (accessed: 07.05.2021) (in Russian).
Biogas: main characteristics and technology of production. 2015. URL: http ://www.cleandex.ru/articles/2015/07/ 22/biogas_article1 (accessed: 13.02.2021) (in Russian).
Bogolitsyn K.G., Kaplitsyn P.A., Ulyanovsk N.V., Pronina O.A. 2012. Comprehensive study of the chemical composition of brown algae of the White Sea. Khimija rastitel'nogo syr'ja (Chemistry of Plant Raw Material). № 4. P. 153-160. URL: https://cyberleninka.ru/article/nZ kompleksnoe-issledovanie-himicheskogo-sostava-buryh-vodorosley-belogo-morya (accessed: 01.02.2022) (in Russian).
Bogolitsyn K.G., Parshina A.E., Druzhi-nina A.S., Shulgina E.V. 2020. Comparative characteristics of the chemical composition of some representatives of brown algae of the White and Yellow Seas.
Khimija rastitel'nogo syr'ja (Chemistry of Plant Raw Material). № 3. P. 35-46. DOI: 10.14258/jcprm.2020037417 (in Russian).
Gasification of the regions of Russia. URL: https://mrg.gazprom.ru/about/gasification (accessed: 13.02.2021) (in Russian).
GOST R ISO 14044-2019 Environmental management. Life cycle assessment. Requirements and recommendations. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293726/ 4293726835.pdf (accessed: 13.02.2021) (in Russian).
Dobrynina O.M., Kalinina E.V., Ostapen-ko G.F. 2010. Feasibility study of the introduction of a biogas plant at the biological treatment facilities of the city of Perm. Nauchnye issledovanija i innovacii Scientific Research and Innovation. Vol. 4. № 4. P. 48-58 (in Russian).
Evseeva N.V. 2019. On the issue of rational fishing of kelp algae of the Sakhalin-Kuril region. Transactions of the "SakhNIRO" Water life biologe, resources status and condition of inhabitation in Sakhalin-Kuril region and adjoining water areals. Vol. 15. P. 146-165 (in Russian).
Egorov I. 2009. The biogas market in Russia and the world. URL: https://www.google.com/ url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=&ved=2ahUKEwib-qvm_JzzAhUvl IsKHWz9Bn0QFnoECAIQAQ&url=http s%3A%2F%2Fmgimo.ru%2Fupload%2F docs_3%2Fvie3_biogas_Egorov_2011 -10-27.pptx&usg=AOvVaw1pGekoSUpJ CZoUsrcLMfLB (accessed: 26.09.2021) (in Russian).
Kaplitsin P.A. 2017. Features of chemical and component composition, structure and properties of biomass of Arctic brown algae. Candidacy dissertation for chemical sciences. Arkhangelsk. 150 p. (in Russian).
Klochkov A.A., Klochkova N.G. 2007. Chemical composition of the Kamchatka shelf
kelp and their use for the production of food and therapeutic and preventive products. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya (News of Universities. Food Technology). № 5-6. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/himicheskiy-sostav-laminariy-kam chatskogo-shelfa-i-ih-ispolzovanie-dlya-proizvodstva-pischevoy-i-lechebno-profilakticheskoy-produktsii (accessed: 01.02.2022) (in Russian).
Nesterenko E.V. 2009. Obtaining biogas from organic waste treatment facilities. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/161786562 .pdf (accessed: 07.05.2021) (in Russian).
Obluchinskaya E.D. 2020. Phytochemical and technological studies of algae of the Barents Sea. Trudy Kol'skogo nauch-nogo centra RAN (Proceedings of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences). № 4-7. URL: https: // cyb erleninka.ru/ article/n/fitohimic heskie-i-tehnologicheskie-issledovaniya-vodorosley-barentseva-morya (accessed: 26.09.2021) (in Russian).
Passport of the investment project Harvesting and processing of algae and medicinal plants. 2014. URL: https://terskyrayon. govmurman.ru/napravleniya-deyatelnosti/ investoram/Lekarstven_rastenia.pdf (accessed: 26.09.2021) (in Russian).
Podkorytova A.V., Roshchina A.N., Evseeva N.V., Usov A.I., Golovin G.Yu., Popov A.M. 2020. Brown algae of the orders Laminariales and Fucales of the Sakhalin-Kuril region: reserves, extraction, use. Trudy VNIRO (Proceedings VNIRO "Technology of Water Resources Processing"). Vol. 181. Р. 235-256 (in Russian).
How much gas for the people (Sibnauka). URL: http://www.sib-science.info/ru/ institutes/pochem-gaz-dlya-naroda-23112020 (accessed: 13.02.2021) (in Russian).
Ecological Atlas. 2020. The Barents Sea. PJSC "NK "Rosneft". LLC "Arctic Sci-
entific Center". The NIR Foundation. Moscow. 447 p. (in Russian).
Buschmann A.H. et al. 2014. The status of kelp exploitation and marine agronomy, with emphasis on Macrocystis pyrifera, in Chile. Advances in Botanical Research. Vol. 71. P. 161-188.
Jensen A. 1993. Present and future needs for algae and algal products. Fourteenth International Seaweed Symposium. Springer, Dordrecht. P. 15-23.
Kim J.Y. et al. 2012. Freeze Treatment of sludge for the biogas production from brown macroalgae. Applied Chemistry for Engineering. Vol. 23. №. 6. P. 594-598.
Mac Monagail M. et al. 2017. Sustainable harvesting of wild seaweed resources. European Journal of Phycology. Vol. 52. №. 4. P. 371-390.
Meinita M.D.N. et al. 2012. Bioethanol production from the acid hydrolysate of the carrageenophyte Kappaphycus alvarezii (cottonii). Journal of Applied Phycology. Vol. 24. №. 4. P. 857-862.
Membere E.A. 2018. The feasibility of using brown seaweed, Laminaria digitata, as feedstock for generating bioenergy and biomaterials. Newcastle University. URL: https://theses-test. ncl.ac.uk/j spui/handle/ 10443.1/4264 (accessed: 06.05.2021).
Michalak I. 2018. Experimental processing of seaweeds for biofuels. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. Vol. 7. № 3. P. e288.
Paul R., Melville L., Sulu M. 2016. Anaerobic digestion of micro and macro algae, pretreatment and co-digestion-biomass -a review for a better practice. International Journal of Environmental Science and Development. Vol. 7. №. 9. P. 646.
Ross A.B. et al. 2008. Classification of macroalgae as fuel and its thermochemi-cal behavior. Bioresource Technology. Vol. 99. № 14. Р. 6494-6504.
Schiener P. et al. 2015. The seasonal variation in the chemical composition of the kelp species Laminaria digitata, Laminaria hyperborea, Saccharina latissima and Alaria esculenta. Journal of Applied Phy-cology. Vol. 27. №. 1. P. 363-373.
Shushpanova D.V., Kapralova D.O. 2021. Life-cycle assessment of kelp in biofuel production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1079. № 7. P. 072023.
Song M. et al. 2015. Marine brown algae: a conundrum answer for sustainable biofuels production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 50. P. 782-792.
Tabassum M.R., Xia A., Murphy J.D. 2017. Potential of seaweed as a feedstock for renewable gaseous fuel production in Ireland. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 68. P. 136-146.
Tedesco S., Stokes J. 2017. Valorization of biogas from macro-fungal waste streams: a circular approach to bio-products and bio-energy in Ireland. Chemicke Zvesti (To the Chemist to Zvet). Vol. 71. № 4. P. 721.
Thompson T.M., Young B.R., Baroutian S. 2019. Advances in the pretreatment of brown macroalgae for biogas production. Fuel Processing Technology. Vol. 195. P. 106-151.
Vanavil Balakrishnan et al. 2022. Seaweed Bioprocessing for Production of Biofuels and Biochemicals. In: Zero Waste Bio-refinery. Springer. P. 345-380.
Vanegas C.H., Bartlett J. 2013. Green energy from marine algae: biogas production and composition from the anaerobic digestion of Irish seaweed species. Environmental Technology. Vol. 34. №. 15. P. 2277-2283.
Vivekanand V., Eijsmk V.G.H., Horn S.J. 2012. Biogas production from the brown seaweed Saccharina latissima: thermal pretreatment and codigestion with wheat
straw. Journal of Applied Phycology.
Egeria densa: Performance assessment and kinetic analysis. Applied Energy.
Vol. 24. №. 5. P. 1295-1301.
Zhen G. et al. 2015. Mesophilic anaerobic co-digestion of waste activated sludge and
Vol. 148. P. 78-86.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Шушпанова Джемма Викторовна - Российский университет дружбы народов; 117198, Россия, Москва; аспирант Института Экологии; jshoo@yandex.ru. SPIN-код: 5023-3950; ORCID 0000-0002-1722-8744.
Shushpanova Dzhemma Viktorovna - RUDN University; 117198, Russia, Moscow, Postgraduate of the Ecology Institute; jshoo@yandex.ru. SPIN-code: 5023-395; ORCID 0000-0002-1722-8744.
Капралова Дарья Олеговна - Российский университет дружбы народов; 117198, Россия, Москва; кандидат биологических наук, доцент Департамента рационального природопользования Института Экологии; dorris@yandex.ru. SPIN-код: 6615-8631; ORCID 0000-0003-1131-4331.
Kapralova Daria Olegovna - RUDN University; 117198, Russia, Moscow, Miklukho-Maklaya Str., 6; Candidate of Biological Sciences, Associated Professor of the Rational Nature Management Department of the Ecology Institute; dorris@yandex.ru. SPIN-code: 6615-8631; ORCID 0000-0003-1131-4331.
