Юха Ноусиаинен, Valio — об углеродном следе молока, биогазе из навоза и метане

Юха Ноусиаинен — доктор наук, старший вице-президент концерна Valio, руководитель программы Carbon Neutral milk chain. Специалист в области усвоения питательных веществ и экологической эффективности молочного производства.

Valio — финская молочно-промышленная компания, производитель сыров, молока и молочно-кислой продукции. Штаб-квартира расположена в Хельсинки. Основана в 1905 году как сообщество из 17 сельхозкооперативов для экспорта масла из Финляндии. Сегодня компании принадлежат 12 заводов в Финляндии, два из них в Эстонии и один в России.

Углеродно-нейтральное молоко

— Производство молока — энергозатратный процесс. За день 100 коров выделяют около 700 кг газов, примерно столько же потребляет 3 га леса. Как преобразовать эту энергию в полезную?

— Мы прекрасно знаем, как устроено производство и как оно влияет на окружающую среду. Разумеется, у компании есть свой опыт по решению этой проблемы. При грамотном выращивании культур можно добиться эффективного поглощения или связывания углерода. А применение технологий, снижающих выбросы, к животным улучшает качество и продолжительность жизни коров, а также положительно сказывается на надоях.

6 шагов по созданию углеродно-нейтрального молока

1. Повышение эффективности землепользования. Прежде всего это использование потенциала подзольных земель и снижение эмиссии веществ, выделяемых органическими почвами.
2. Поглощение углерода и грамотное выращивание культур на пастбищах и в полях: можно добиться того, что культуры будут поглощать углерод, а точнее, связывать его. Сюда же относятся кормовые добавки, позволяющие коровам лучше себя чувствовать, дольше доиться и жить, одновременно с этим снижая выброс метана. На этом этапе происходит достаточно серьезное сокращение углеродного следа на литр молока.
3. Переработка навоза. У Valio есть патентованная технология для разделения навоза на полезные фракции — фосфор и азот, биогаз и чистую воду.
4. Энергоэффективность. Переход на возобновляемые источники энергии для производств. Как пример, завод Valio в Рийхимяки, где используется паровой аккумулятор. Энергия аккумулированного пара применяется в производстве, когда возникает необходимость в большом количестве энергии.
5. Логистика. Подразумевает использование биогаза для транспорта, в частности для того, который развозит продукцию. Сюда относятся технологии переработки отходов жизнедеятельности коров в биотопливо для транспорта.
6. Упаковка — использование перерабатываемых материалов. Упаковки для жидких продуктов в Финляндии и часть ассортимента в России уже производятся из растительных материалов. Это формат тетрапака, где даже крышка выполнена из растительного сырья, что изначально сокращает углеродный след.

— Как на практике работает ваша программа по созданию углеродно-нейтрального молока?

— Основные направления в рамках проекта по распространению углеродно-нейтральной пачки молока были запущены в последние полтора года. К 2035 году мы сможем добиться того, что молоко, поставляемое с ферм, будет углеродно-нейтральным.

Valio разработала собственную методику подсчета углеродного следа, она специализируется на оценке следа молока и получила сертификат Carbon Trust. Мы изучаем, какие факторы больше влияют на углеродный след продукта и с чем нам необходимо работать. А также учитываем, что при сокращении углеродного следа должна сохраняться питательность продукта и его ценность.

Углеродный след — общее количество выброшенных в атмосферу парниковых газов (углекислый газ, метан, озон), произведенных в результате жизнедеятельности человека. Углеродный след образует сгорание топлива при работе предприятий, транспорта и сельскохозяйственной техники, а также газы, выделяемые сельскохозяйственными животными (коровами, овцами, козами).

Углеродная нейтральность — работа производства по компенсации выбросов парниковых газов. Это может быть высадка лесов, изобретение оборудования, поглощающего газы из воздуха, или разработка более экологичных методов ведения сельского хозяйства.

Carbon Trust — компания, помогающая правительствам, организациям и компаниям сократить выбросы углекислого газа, а также производить более эффективные продукты, потребляя ресурсы в соответствии с политикой низкоуглеродной экономики.

— Данная методика применима только для фермерских хозяйств или для обычных людей тоже?

— Когда мы говорим об обычных людях, важно учитывать, что если ваш рацион сбалансирован по нутриентам, то питаетесь вы только овощами и фруктами, или ваш рацион допускает потребление мяса и рыбы, разницы нет. И то, и другое питание имеет одинаковый углеродный след и воздействие на окружающую среду.

Один из принципов, позволяющих уменьшить углеродный след, — ответственное потребление. Почти каждое наше действие — это потребление ресурсов планеты, как возобновляемых, так и невозобновляемых. Простые шаги к уменьшению собственного углеродного следа давно известны: раздельный сбор отходов, экономия воды и электроэнергии, выбор более дружелюбных транспортных средств. Например, поезда вместо самолета, отказ от одноразового и непрактичного, отказ от ненужного. Год назад мы в Valio разработали собственный калькулятор для русскоязычных пользователей, который состоит из простых вопросов, помогающих получить оценку влияния образа жизни на окружающую среду. Он даст рекомендации, которые вдохновят вас на простые шаги к ответственному образу жизни.

Алекси Астапцев, менеджер по развитию Valio, инженер, магистр химических, материальных и биохимических наук

Для хозяйств Valio разработала калькулятор Valio Carbo Farm для сырого молока. Его можно использовать даже с телефона. Он помогает фермерам максимально оценить углеродный след на текущий момент и разрабатывать меры по его снижению. Для оценки углеродного следа в калькуляторе используется методология Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), а также данные собственной научной работы компании. Это первый в Финляндии калькулятор углеродного следа, разработанный специально для молочных ферм.

Биотопливо из навоза

— Почему нельзя использовать навоз традиционно, как органическое удобрение?

— Правильное обращение с навозом значительно снижает выбросы: внесение навоза в почву, а не его разбрызгивание, уменьшает сток питательных веществ и требует в дальнейшем меньшего количества промышленных удобрений.

Наша технология переработки навоза позволяет преобразовать его в биогаз, азотно-фосфорное удобрение или использовать в растениеводстве. Из него также выделяют чистую воду, которую тоже можно выпускать обратно в природу.

Эта технология тестировалась три года. Тесты показали ее эффективность и возможность имплементации, в том числе на большом уровне, в технологических масштабах. Сейчас идет планирование центров, которые будут заниматься разработкой и проектированием. В будущем планируется построить сеть перерабатывающих станций, позволяющую покрыть большую часть всего навоза, производящегося на территории страны.

— Технология переработки навоза в биотопливо работает только в вашей компании или решение принято на государственном уровне?

— Valio — самый большой переработчик молока в Финляндии, поэтому все вопросы, которые решаются для концерна, происходят и на уровне страны, они имплементируются на огромную территорию, это 5,5 тыс. фермеров и хозяйств.

Сейчас в Финляндии на биогазе работает один грузовик (с 2018 года — «Хайтек»), а также молоковоз на жидком топливе. В этом году будет запущено в работу еще пять транспортных средств, которые тоже будут возить нашу продукцию. Их производит один из наших основных партнеров в проекте — GASUM. Цель заключается в том, чтобы к 2035 году весь наш транспорт перемещался при помощи такого топлива.

Жидкий биогаз используется в молоковозах, потому что он способен дать достаточно энергии для перемещения тяжелых машин. Молоковоз очень много перемещается, а свойства этого топлива таковы, что только в жидкой форме оно используется для более активного перемещения — так его дольше хватает.

Во всем мире порядка 7,5 млн автомобилей работают на метане, на пропан-бутане — 27 млн. Россия занимает 18-ю строчку по числу машин, работающих на метане. Что касается пропанового сектора, в этом отношении наши соотечественники входят в тройку лидеров.

Автомобиль, работающий на метане, создает в три раза меньше выбросов углекислого газа, чем бензиновый. Выбросы азота ниже на 90% по сравнению с техникой, заправляемой дизельным топливом. В выхлопах газового транспорта совсем нет сажи и соединений серы, что сокращает в девять раз задымленность и загрязнение воздуха.

— Насколько хватает такого топлива?

— Один автомобиль требует от 20 до 30 тыс. МВт·ч энергии в год. Получается, что необходимы всего две станции по переработке навоза, чтобы осуществлять доставку всего молока компании в течение года.

— Где находятся эти станции?

— Они в процессе проектирования. Мы провели тестирование самой технологии и выяснили, что навоз может быть использован не только на собственный транспорт, его возможно распространять на другую транспортировочную систему за счет того, что он будет перерабатываться.

Школа углеродного фермерства

— Как вы помогаете фермерам перейти на более экологичное ведение сельского хозяйства?

— У нас запущена школа углеродного фермерства, где их обучают правильно ухаживать за полями и следить за биоразнообразием растительности для того, чтобы достичь оптимального состояния угодий в плане их влияния на природу. Углеродный след уменьшается и за счет повышения урожайности травы, предназначенной для кормления коров. Благополучие животных также оказывает большое влияние на окружающую среду: эмиссии на литр молока сокращаются, если коровы живут дольше и хорошо производят молоко.

Углеродно-нейтральное хозяйство не требует затрат, только навыков и понимания. Биоразнообразие только способствует тому, что поле становится здоровым и повышается урожайность. В итоге фермеры или хозяйства получают прибыль.

— Как проходит обучение углеродному фермерству?

— В школе углеродного фермерства рассказывается о том, что оно в себя может включать. Прежде всего это выращивание разнообразных растений, многолетних трав или бобовых. Важным аспектом является то, что новые культуры сажают семенами, а затем выращивают за счет черенкования. Учитывается, что вспахивание полей должно происходить регулярно, но к этому процессу тоже следует подходить вдумчиво и не вспахивать лишний раз. Valio разработала смесь различных трав, которая комбинирует в себе растения с глубокими корнями, с корнями разной длины, а также бобовые, чтобы получилась разнообразная растительность, выдерживающая разные погодные условия.

На обучении в том числе рассказывается, когда лучше убирать растения. В целом всё обучение сводится к тому, чтобы обеспечить процесс, который положительно повлияет на дальнейшую производительность полей. Если заниматься сельским хозяйством в соответствии с рекомендациями углеродного фермерства, то поле способно законсервировать до 2,2 эквивалента CO2 на площади 1 га за год. Это пока что примерная оценка, она будет еще корректироваться.

Метан — цена производства молока

— Можно ли как-то подавить образование метана у коров?

— Метан — это та цена, которую мы платим за производство мяса и молока. Он вырабатывается в желудке коровы. Это очень сложный процесс, вмешательство в который должно быть осторожным. Что касается Valio, мы не используем добавки, которые сказывались бы на здоровье животных и других важных показателях.

Рубец коровы — самый большой отдел желудка, у взрослых коров достигает 200 литров. Корм попадает в него из ротовой полости по пищеводу. Для правильного пищеварения коровам нужно давать сначала сено, чтобы в рубце образовалась «подушка» из грубого корма, а только потом — сочные корма и сухие смеси. В рубце происходит расщепление веществ, часть всасывается, а другая часть идет в другие камеры. При работе рубца образуется большое количество газов.

Метан вырабатывается в рубце коров благодаря особым микроорганизмам. Чтобы коровы давали много молока и мяса, их обильно кормят. Одни бактерии переваривают большой объем растительной пищи, образуя водород и углекислый газ как побочные продукты. Другие бактерии — метаногены — объединяют эти газы в метан. По расчетам ученых, каждая корова за сутки вырабатывает около 500 литров метана. Поэтому в коровнике должна быть хорошая вентиляция, иначе может быть взрыв.

— Одним из путей снижения метаногенности коров считается генная инженерия. Что вы об этом думаете?

— Метан образуется благодаря анаэробной атмосфере в рубце коровы, и вмешиваться в этот процесс — достаточно сложная задача. Вероятно, ГМО-технологии могли бы помочь в этом вопросе. Ни вреда, ни пользы не было доказано на мировом уровне, поэтому мы не имеем никакой позиции по этому вопросу, просто не используем эти добавки на текущий момент. Однако если появятся какие-то технологии, безопасность которых будет научно доказана, то рассмотрим возможность их использования.

Новое в сельском хозяйстве

— В последнее время очень часто говорят об искусственном мясе. Как вы к этому относитесь?

— В Финляндии тоже очень много разговоров об искусственном мясе и еде из пробирки. Вполне возможно, что в течение нескольких десятилетий появится отдельное направление промышленности. Однако на текущий момент условия создания продукции таковы, что энергозатраты на производство подобного мясного рациона намного выше, чем затраты на получение традиционных продуктов питания.

Первую «выращенную» котлету для бургера представили в 2013 году ученые Маастрихтского университета в Нидерландах. Для этого они собрали клетки коровы и размножили в лаборатории. Из 140 грамм искусственно выращенной говядины повар на глазах зрителей приготовил котлету. Но бургер с ней стоил $325 тыс., или €250 тыс. В дальнейшем технология совершенствовалась, а цена снижалась. Так, к 2016 году она снизилась до $11 за бургер.

Чтобы сделать искусственное мясо, у коровы путем биопсии (под наркозом) берут клетки мышечной ткани, можно также взять эмбриональные стволовые клетки. В них добавляют протеины для роста тканей и помещают в питательную среду — биореактор. Чтобы клетки преобразовались в мясо, добавляют плазму крови животного, сахара, аминокислоты, витамины, минералы, подают тепло и кислород. В пробирке создают среду, аналогичную среде в теле животного. Чтобы мясо было трехмерным, как естественное, используют специфические «строительные леса», которые двигаются, имитируя движения тела, благодаря чему ткани растягиваются. Не обходится и без химии: приходится добавлять бензоат натрия и другие консерванты, чтобы растущее мясо не поразил грибок. Постепенно мышечные клетки скручиваются в миотрубки, набирают объем и превращаются в полноценные клетки мышечной ткани.

Компании, которые выращивают искусственное мясо: нидерландская Mosa Meat (создатели первого бургера), Memphis Meats (сделали фрикадельки из мяса, выращенного из клеток коров и свиней), израильская Super Meat (выращивает мясо из стволовых клеток кур) и другие.

— Какие научные исследования и разработки за последние несколько лет в сельском хозяйстве можно выделить?

— Прежде всего это осознание и научное доказательство того, что пастбища и поля могут стать частью решения задач по сокращению углеродного следа молока, что они играют важную роль, и оценка их вклада. Другой важной инновацией стала переработка навоза на полезные фракции — на воду и биогаз, потому что для нас это и научные изобретения, и возможность исследования в рамках университета. Еще одна важная разработка — это биодобавка в корм для коров, которая позволяет сократить выбросы метана на 30%. И она уже создана в Европе, проходит сертификацию. Мы надеемся, что в скором времени будет доступна для продаж.

Читайте также:

После введения российской вакцины у добровольцев нашли 144 побочных эффекта

Создан способ искоренить паразитов, перекрыв все пути их метаболизма

Благодаря новой технологии лекарства не будут портиться при перепадах температур