Пеллеты из бумаги и опилок: в Томске разработали новое биотопливо

Учёные Томского политехнического университета разработали новый состав пеллет — топливных гранул, в которые добавлены макулатура и другие виды биомассы. Цель проекта — создать более эффективное и экологичное твёрдое топливо, одновременно решая проблему утилизации отходов.

Проект реализуется на базе лаборатории тепломассопереноса ТПУ в рамках гранта Российского научного фонда (№23-79-10098). Исследования ведутся в том числе в сотрудничестве с Институтом химии нефти СО РАН и рядом зарубежных коллег.

Что именно добавили в пеллеты

В основу новых гранул вошли:

• древесные отходы (сосновые опилки),

• бумажные компоненты (макулатура, переработанный картон),

• аграрная биомасса (солома, шелуха и др. — использовались в параллельных экспериментах).

Особый акцент был сделан на компонентах, которые массово накапливаются как в промышленности, так и в быту, но редко используются повторно.

Проверка прочности и теплотворной способности

Готовые пеллеты тестировались в лабораторных условиях:

• на термогравиметрическом стенде с высокой точностью контроля потери массы,

• с применением газоанализаторов для измерения состава выделяемых газов при сгорании,

• с видеофиксацией поведения материала при нагревании.

По словам руководителя исследования, доцента Галины Няшиной, уже добавление 5% картона позволило увеличить ударопрочность пеллет до 99,82% — это делает их практически неуязвимыми при транспортировке. Кроме того, показатели плотности выросли на 24–55%, а твёрдость — на 10% по сравнению с классическими гранулами из одних опилок.

Экономичность и экологичность

Одно из ключевых открытий — повышение теплотворной способности (количества энергии, выделяемой при сгорании) при использовании бумажных компонентов. Это означает, что такие пеллеты не только прочнее, но и горят дольше и эффективнее.

Также исследователи зафиксировали:

• уменьшение скорости потери массы пеллет при сгорании на 9–17%,

• повышение относительного интегрального показателя эффективности при добавлении картона в объёме от 3 до 18%.

Потенциал для промышленного применения

Разработанные композиционные пеллеты подходят для использования в:

• отопительных котлах жилых и производственных зданий,

• теплогенераторах коммунальных объектов,

• котельных предприятий, переходящих с угля на биотопливо.

Особенно перспективна технология для регионов с высоким уровнем отходов целлюлозно-бумажной и упаковочной промышленности — таких как Томская, Архангельская, Иркутская области и Республика Карелия.

Публикации и международное признание

Результаты исследования опубликованы в авторитетном международном журнале Biomass and Bioenergy, что подтверждает научную значимость работы и её вклад в развитие возобновляемых источников энергии. Проект получил высокую оценку за инновационный подход к вторичной переработке и ресурсосбережению.