Odpady – termin niemile widziany w gospodarce obiegowej
Celem finansowanego z funduszy unijnych projektu NO-WASTE było zbadanie nowych metod umożliwiających maksymalne wykorzystanie energii odnawialnej przy jednoczesnej redukcji odpadów i emisji. W realizacji tego założenia główną rolę odegrała kataliza wspierająca proces produkcji wodoru i gazu syntezowego z odpadów oraz wykorzystanie dwutlenku węgla, gazów organicznych i odpadów rolnych, a także opracowywanie nowych produktów wytwarzanych w drodze zoptymalizowanego procesu karbonizacji hydrotermalnej. Stworzona w ramach projektu transnarodowa sieć współpracy objęła wielodyscyplinarny zespół ekspertów z Finlandii, Francji, Niemiec, Brazylii, Maroka i Chin. Selekcja materiałów pod kątem zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych Jednym z głównych celów inicjatywy NO-WASTE było wsparcie rozwoju tzw. gospodarki obiegowej. Doskonałym przykładem tego rodzaju działań były wysiłki zespołu projektowego zmierzające do wykorzystania produktów odpadowych jako surowców wtórnych. Jak tłumaczy koordynatorka projektu, profesor Riitta Keiski: „To, co czyni ten projekt wyjątkowym, to fakt, że nie ograniczyliśmy pojęcia odpadów do materiałów stałych, co było dotąd powszechną praktyką, lecz wzięliśmy pod uwagę również ciecze i gazy”. Produkty odpadowe wybrano w oparciu o potencjał w zakresie ich ponownego wykorzystania w sposób zrównoważony. W procesie selekcji badacze posłużyli się narzędziem do oceny zgodności z założeniami zrównoważonego rozwoju oraz kryteriami pomocniczymi opracowanymi w Finlandii. Wykorzystana metoda jakościowa opierała się na zasadach zielonej chemii, które kierowały doborem surowców już na wczesnym etapie projektowania procesów, włączając w to produkcję materiałów adsorpcyjnych. Kolejnym kryterium wyboru było powszechne występowanie produktów odpadowych w krajach biorących udział w projekcie. Na przykład w Maroku z odpadów rolnych pozyskiwano węgiel aktywny, ponieważ po uprzednim przetworzeniu materiału jego mikroporowatość pozwala zwiększyć powierzchnię, na której zachodzi adsorpcja i reakcje chemiczne. Kwestie związane z przetwarzaniem materiałów uwydatniły transnarodowy charakter inicjatywy. Jak relacjonuje jedna z uczestniczek projektu, dr Satu Ojala: „Surowce z Maroka były odpadami po produkcji oliwy z oliwek i oleju arganowego. Marokański naukowiec najpierw przetworzył surowiec w Maroku, a następnie przetransportował go do Niemiec, aby poddać go procesowi karbonizacji hydrotermalnej (HTC). Po jego zakończeniu materiał przewieziono do Finlandii w celu zastosowania go w procesie uzdatniania wody, a przeprowadzone testy dowiodły, że skutecznie usuwa on herbicydy, środki farmaceutyczne i substancje zaburzające gospodarkę hormonalną”. Wsparcie dla unijnych strategii środowiskowych Uczestnicy projektu NO-WASTE podjęli świadome działania mające na celu wsparcie unijnych strategii zmierzających do zapewnienia bezpieczniejszej, bardziej opłacalnej i zrównoważonej gospodarki energetycznej w Europie. Dzięki zastosowaniu katalizatorów zwiększono szybkość reakcji do poziomu optymalnego dla określonych procesów konwersji, co pozwoliło zminimalizować zużycie energii. Ponieważ katalizatory nie są zużywane w czasie reakcji, mogą zostać ponownie wykorzystane. Przykładowo, zespół badawczy udoskonalił proces produkcji wodoru z materiałów stworzonych na bazie odpadów, co w bezpośredni sposób przyczyniło się do opracowania niskoemisyjnych paliw alternatywnych. Jak podkreśla członek zespołu, dr Nicolas Bion: „Przeprowadzone zostały badania na rzecz zastąpienia paliw kopalnych używanych w przemyśle metalurgicznym energią pozyskiwaną z odpadów poprzez wykorzystanie biogazu do produkcji gazu syntezowego, który może z kolei ograniczyć zużycie rudy. Obecnie kontynuujemy nasze badania w tej dziedzinie”. Projekt wsparł także realizację unijnych celów w zakresie zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Przykładem tego rodzaju działań było ograniczenie emisji metanu z kopalni węgla w Chinach w drodze utleniania katalitycznego. Proces utleniania katalitycznego wykorzystano również w celu zmniejszenia emisji lotnych związków organicznych (VOC). Uniknięcie spalania VOC dzięki wykorzystaniu ich jako surowców produkcyjnych zapobiegnie emisji dwutlenku węgla, ponieważ węgiel pozostanie częścią użytego związku chemicznego. W rzeczy samej zespół badawczy sprawdza obecnie możliwość szerszego wykorzystania lotnych związków organicznych w produkcji cennych substancji chemicznych dzięki opracowaniu materiałów katalitycznych, które są: selektywne w procesie produkcji formaldehydu, odporne na działanie siarki bez uszczerbku dla swoich właściwości i zdolne do działania w warunkach rozcieńczenia i w niskich temperaturach.
Słowa kluczowe
NO-WASTE, energia odnawialna, emisje, biogaz, gospodarka obiegowa, zrównoważony rozwój, lotne związki organiczne, utlenianie, zasady zielonej chemii, oliwka europejska, drzewo arganowe, uzdatnianie wody