Zmniejszenie wpływu transportu na globalne ocieplenie dzięki opłacalnemu wytwarzaniu biopaliw
Transport to sektor, który w znacznym stopniu przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych. Zaawansowane biopaliwa uzyskiwane bezpośrednio z materii żywej, na przykład pozostałości i odpadów rolniczych i leśnych, mają do odegrania ogromną rolę w kształtowaniu niskoemisyjnej przyszłości energetycznej Europy. Ich spalanie może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o ponad 80 %. Ponadto paliwa takie można wytwarzać z odpadów w zrównoważony sposób, zwiększając przy okazji bezpieczeństwo energetyczne. Zamierzeniem zespołu projektu COMSYN, finansowanego ze środków UE i koordynowanego przez Ośrodek Badań Technicznych VTT w Finlandii, było upowszechnienie technologii przetwarzania biomasy w biopaliwa.
Elastyczna i małoskalowa konwersja pierwotna
Kluczowym elementem koncepcji COMSYN jest lokalna, małoskalowa konwersja surowca biomasowego do biooleju. Surowce nadające się do przetworzenia to między innymi drewno rozbiórkowe, odpady leśne, produkty uboczne przemysłu leśnego i słoma. „Zastosowanie mniejszej skali pozwala znacznie zredukować koszty inwestycji, co obniża ryzyko inwestycyjne i zwiększa atrakcyjność tego rozwiązania. Elastyczność w zakresie wykorzystywanej biomasy minimalizuje wpływ zmienności sezonowej związanej z uprawą roślin spożywczych. Umożliwia też lokowanie instalacji do konwersji pierwotnej w całej Europie, co przekłada się na większe bezpieczeństwo energetyczne”, mówi Johanna Kihlman, starsza pracownica naukowa i koordynatorka projektu COMSYN.
Uproszczone oczyszczanie gazu syntezowego i intensyfikacja produkcji biooleju
Gaz syntezowy otrzymany w wyniku gazyfikacji biomasy jest dokładnie oczyszczany, po czym trafia do reaktora do syntezy Fischera-Tropscha. Tam, na skutek reakcji rekombinacji, powstają węglowodory, z których w centralnej rafinerii powstanie paliwo nadające się do użycia w silnikach pojazdów transportowych. Zespół projektu COMSYN uprościł proces oczyszczania, znacznie zmniejszając powiązane koszty. Naukowcy zwiększyli wydajność syntezy Fischera-Tropscha poprzez intensyfikację procesu, co przyczyniło się również do obniżenia kosztu wytworzenia produktu końcowego. Przewiduje się, że tempo produkcji w reaktorze wielkoskalowym wzrośnie niemal 100-krotnie: z 0,25 baryłki dziennie (bpd) do 20 bpd. Kilka reaktorów modułowych wykorzystujących zintensyfikowany proces można połączyć, by jeszcze bardziej zwiększyć wydajność produkcji. Opracowany w ramach projektu COMSYN proces konwersji pierwotnej przetestowano w ośrodku VTT. Na podstawie rezultatów wdrożeń pilotażowych przygotowano badania sytuacyjne dotyczące Europy Północnej i Środkowej. Charakterystykę techniczno-ekonomiczną potencjalnych zakładów przeanalizowano z uwzględnieniem możliwości: integracji z przemysłem lokalnym, w tym celulozowniami i tartakami; użycia różnych surowców, takich jak drewno, odpady leśne, produkty uboczne przemysłu leśnego i słoma; integracji z siecią energetyczną i ciepłowniczą oraz wykorzystania elektryczności i pary na miejscu.
Od biooleju do użytecznego paliwa: znaczne ograniczenie globalnego ocieplenia
„W ciągu pierwszych dwóch lat udało nam się przenieść nasz ultrawydajny oczyszczacz gazu ze skali laboratoryjnej do skali pilotażowej; zbudować nowy aparat w ramach pilotażowej instalacji do gazyfikacji oraz połączyć proces gazyfikacji i oczyszczania gazu z syntezą Fischera-Tropscha”, mówi Kihlman. To imponujące osiągnięcie było technicznym warunkiem umożliwiającym przekształcanie biooleju w biodiesle i biobenzyny mieszane w rafineriach, weryfikację użyteczności takich biopaliw, a także analizę techniczno-ekonomiczną. „Przeciętny konsument często szuka sposobu na zmniejszenie własnego śladu węglowego bez dodatkowych kosztów i bez zmiany dotychczasowego stylu życia. Biodiesle i biobenzyny mieszane, które wyprodukowano z użyciem technologii COMSYN, można stosować w standardowych silnikach bez ponoszenia nadmiernych kosztów. Technologie takie jak COMSYN ułatwią transformację w kierunku bezemisyjnej Europy”, dodaje na koniec Kihlman. Wyniki ocen techniczno-ekonomicznych i ocen cyklu życia pokazują ogromny potencjał – ponad 80 % (w oparciu o emisje gazów cieplarnianych) – w zakresie ograniczenia globalnego ocieplenia.
Słowa kluczowe
COMSYN, bioolej, biomasa, biopaliwa, gazyfikacja, transport, synteza Fischera-Tropscha, intensyfikacja procesu, globalne ocieplenie
