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A better way to turn organic waste into energy
Wise soil, a Russian startup has found a solution to make bioenergy production more efficient and profitable.
Angelina Davydova, Kommersant (Russia)
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Alexander Smotritsky, a 35-year-old scientist from Yekaterinburg, in the Ural region of Russia, used to regularly pass in front of a poultry farm and be disgusted by the smell of the waste. This unpleasant experience inspired him to develop a recycling system that would inexpensively transform organic waste into potentially lucrative biogas.
According to the Renewables 2018 report by the International Energy Agency, modern bioenergy will lead the growth of all renewables until 2023. In Russia, the potential for bioenergy is vast. Back in 2010, almost 90 percent of the country’s total investment in renewables went towards bioenergy, namely on foreign equipment for biogas projects in agricultural lands. But the local economic crisis and currency devaluation that followed made foreign biogas equipment too expensive for most Russian consumers, dragging down the sector. Natural gas still plays a leading energy role. Biogas, however, is a renewable energy source.
“Its use reduces greenhouse gas emissions, because it prevents burning natural gas or coal. It only releases CO2 that had been absorbed previously by the plants during their growth, without upsetting the carbon balance in the atmosphere. It also helps solving the waste problem, and by doing so, once again, prevents emissions of large amounts of another powerful greenhouse gas — methane — from landfills,” says Alexey Kokorin, head of the climate and energy program of World Wide Fund for Nature Russia.
Smotritsky, who studied experimental thermophysics at the Russian Academy of Sciences in the Ural region, and his father Andrey, an engineer who has patented a number of inventions in medical and veterinary sciences, founded the company Bioenergy LLC in 2014. They built a substrate pretreatment module, called WiseSoil, which attaches to a biogas unit and prepares waste to be more efficiently transformed into bioenergy by breaking it down into smaller parts. (The concept is similar to how teeth break down food before it is digested.) “We bring down the cost of the biogas unit for our clients,” says the younger Smotritsky, explaining that the module allows clients to buy cheaper and smaller biogas units and still process the same quantity of waste as bigger ones, with the same or even better results.
The startup was originally funded with a loan of 20 million Russian roubles (USD 260,000) from the Russian Venture Company (RVC), a government fund and development institute for innovations. Later, the project obtained a micro grant from the Skolkovo Foundation. Now, its business model relies on selling both WiseSoil modules and technology licenses. This year, the company has sold 27 modules to clients worldwide and expects to deliver 13 more modules before the end of 2018.
But profits are yet to come for the eight-people team behind the WiseSoil technology. “We’ve reached breakeven, but we reinvest profits into constant product development and R&D,” says Smotritsky, noting that the company’s 2018 revenue is expected to reach USD 180,000.
For now, Bioenergy LLC’s headquarters – including manufacturing, lab research and new technology testing – are based in Yekaterinburg. But since most of its clients are outside of Russia — in the UK, Switzerland, Germany, Croatia, South Korea and Kazakhstan —, the company has distributors in South Korea, representatives in the U.S. and the Czech Republic, and is currently establishing a subsidiary in Lithuania.
Bioenergy LLC plans to move some of its assembly lines to the European Union, in order to expand its foothold in the European market and attract investment from European venture funds. “In Russia, there is no market for our solutions. The biogas industry is developing too slowly and there are just a few companies producing biogas units for agricultural waste,“ says Smotritsky.
According to the geoinformation system Renewable Energy Sources of Russia, the country generates more than 600 million tonnes of organic waste every year, 150 million tonnes of which come from the livestock sector. Ivan Yegorov, one of the founders of the Russian-Norwegian consulting company Nordic EcoBusiness Centre, specialized in investment analysis in sustainable development and green energy, says that producing one kilogramme of pork generates at least 40 tonnes of liquid waste, creating serious environmental challenges for soil and water resources.
WiseSoil technology could be used to treat household organic waste as well, which amounts to 20 percent of all household waste in Russia, says Vladimir Chuprov, head of the energy unit of Greenpeace Russia. He thinks that the module could be particularly useful in big cities.
Igor Shkradyuk of the Moscow-based Biodiversity Conservation Center agrees, noting that Muscovites are unhappy about landfills and gases that originate from organic waste. “I support the WiseSoil idea, because it promotes deeper processing and dispensing of organic waste,” he says.
“In Russia, most industrial waste producers prefer to pay a fine for treating their waste in a traditional way, rather than with a sustainable approach, because most technological solutions are not economically viable. We hope to change that and to allow companies to actually turn their waste into income,” says Smotritsky.
Alexander Smotritsky, un scientifique russe de 35 ans de Yekaterinburg, dans la région de l’Oural, avait l’habitude de passer devant une ferme avicole et d’être dégoûté par l’odeur de ses déchets. Cette expérience déplaisante lui a donné l’idée de créer un système de recyclage peu coûteux afin de transformer les déchets organiques en biogaz potentiellement lucratif.
Selon le rapport 2018 sur les énergies renouvelables de l’Agence Internationale de l’Énergie, la bioénergie moderne sera la source d’énergie renouvelable qui croîtra le plus d’ici 2023. En Russie, son potentiel est gigantesque. Près de 90 % de l’investissement total du pays dans les énergies renouvelables en 2010 a été dédié à la bioénergie, et plus particulièrement à l’achat d’équipement étranger pour des projets agricoles de production de biogaz. Mais la crise économique nationale et la dévaluation du rouble qui ont suivi ont fait grimper le prix de ces équipements, affaiblissant le secteur. Résultat : le gaz naturel domine toujours l’industrie énergétique, alors que le biogaz est une source d’énergie renouvelable.
« Le biogaz permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre, car il supprime la nécessité de brûler du gaz naturel ou du charbon. Il ne rejette que le CO2 qui avait été absorbé par les plantes durant leur pousse, sans altérer le bilan carbone de l’atmosphère, et en même temps contribue à la gestion des déchets, évitant des grandes quantités d’émissions de méthane, un puissant gaz à effet de serre, provenant des décharges », explique Alexey Kokorin, directeur du programme Climat et énergie de WWF Russie.
Smotritsky, qui a étudié la thermophysique à l’Académie des sciences de Russie dans l’Oural, et son père Andrey, un ingénieur qui breveté des nombreuses inventions liées à la médecine générale et vétérinaire, ont fondé la société Bioenergy LLC en 2014. Ils ont créé un module de prétraitement de substrats, appelé WiseSoil, qui se fixe sur une unité de méthanisation et décompose les déchets, en les fractionnant en morceaux minuscules, pour qu’ils soient mieux transformés en bioénergie — une technique semblable à la manière dont les dents découpent la nourriture pour mieux la digérer. « Cela baisse le prix des unités de méthanisation pour nos clients », affirme Smotritsky, ajoutant que le module permet d’acheter des unités de méthanisation plus petites et abordables tout en traitant la même quantité de déchets qu’avec les grandes, pour obtenir des résultats équivalents, voire meilleurs.
À l’origine, la start-up a été financée grâce à un prêt de 20 millions de roubles (260 000 dollars) accordé par la Russian Venture Company (RVC), un fonds de financement gouvernemental et un institut de développement pour l’innovation. Plus tard, le projet a obtenu une bourse de la Fondation Skolkovo. Son modèle d’affaires repose aujourd’hui sur la vente de modules WiseSoil et des licences de sa technologie. La compagnie a vendu 27 modules à des clients du monde entier en 2018 et prévoit d’en livrer 13 autres avant la fin de l’année.
Les huit employés derrière la technologie WiseSoil attendent cependant pour toucher les bénéfices. « Nous avons atteint le seuil de rentabilité, mais nous réinvestissons les profits dans le développement des produits et la R&D », note Smotritsky, soulignant qu’en 2018, les revenus de la compagnie devraient atteindre 180 000 dollars.
Pour l’instant, le siège de Bionergy LLC (laboratoire de recherche et fabrication des modules) est basé à Yekaterinburg, mais comme la plupart de ses clients sont à l’étranger (au Royaume-Uni, en Suisse, en Allemagne, en Croatie, en Corée du Sud et au Kazakhstan), l’entreprise compte avec des distributeurs en Corée du Sud, des représentants aux États-Unis et en République Tchèque, et prochainement, une filiale en Lituanie.
La start-up prévoit de délocaliser quelques chaînes de production au sein de l’Union européenne afin de renforcer sa présence sur ce marché et d’attirer des investissements des fonds européens de capital-risque. « En Russie, le marché pour notre solution est virtuellement inexistant. L’industrie du biogaz se développe trop lentement et quelques compagnies seulement produisent des unités de biogaz pour les déchets agricoles », assure Smotritsky.
Selon le système d’information géographique Sources d’énergie renouvelables de Russie, le pays produit chaque année plus de 600 millions de tonnes de déchets organiques, dont 150 millions sont issues de l’élevage. Ivan Yegorov, l’un des fondateurs du cabinet de conseil russo-norvégien Nordic EcoBusiness Centre, spécialisé dans l’analyse d’investissements dans le secteur du développement durable et des énergies vertes, affirme que la production d’un kilogramme de porc genère au moins 40 tonnes de déchets liquides, ce qui provoque de graves problèmes environnementaux pour les ressources en sol et en eau.
Selon Vladimir Chuprov, directeur du département de l’énergie de Greenpeace Russie, la technologie WiseSoil permettrait également de traiter les déchets organiques ménagers, soit 20 % des ordures des ménages du pays, notamment dans les grandes villes.
Une opinion partagée par Igor Shkradyuk du Centre de la conversation de la biodiversité de Moscou, qui souligne que les Moscovites sont mécontents de la prolifération de décharges et du gaz provenant de la gestion des déchets organiques. « Je soutiens l’idée de WiseSoil parce qu’elle encourage le traitement approfondi des déchets organiques », explique-t-il.
« En Russie, la plupart des industriels qui produisent des déchets préfèrent payer une amende pour traiter leurs ordures de façon traditionnelle plutôt que de privilégier une approche durable, la plupart des solutions technologiques n’étant pas rentables. Nous espérons changer cela pour permettre aux entreprises de transformer leurs déchets en source de revenus », conclut Smotritsky.
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