Zamienniki paliw lotniczych z resztek biomasy i odpadów
Transport należy do największych źródeł emisji gazów cieplarnianych. Sektor ten odpowiada za około jedną czwartą globalnej bezpośredniej emisji CO2 związanej ze spalaniem paliw. Zaawansowane biopaliwa ciekłe mogłyby odegrać znaczącą rolę w realizacji celów Europejskiego Zielonego Ładu, w szczególności dotyczących redukcji emisji z transportu o 90 % i osiągnięcia neutralności klimatycznej do roku 2050. W finansowanym przez UE projekcie HyFlexFuel wzięło udział 11 europejskich partnerów posiadających specjalistyczną wiedzę dotyczącą całego łańcucha produkcji biopaliw. Zespołowi udało się przekształcić szereg tanich, obfitych i zrównoważonych surowców w zaawansowane biopaliwa. Wykorzystano także składniki organiczne i nieorganiczne w strumieniach przetwarzania resztek, kładąc podwaliny pod zrównoważoną gospodarkę o obiegu zamkniętym dla sektora transportu.
Elastyczne i zrównoważone skraplanie hydrotermalne biomasy i odpadów do biooleju
Konwencjonalne biopaliwa (pierwszej generacji) są wytwarzane z roślin spożywczych. Biopaliwa zaawansowane (drugiej i trzeciej generacji), zgodnie z definicją KE powstają z surowców, które nie stanowią konkurencji dla upraw żywnościowych i paszowych. Obecnie ich udział w rynku jest znikomy. Potrzebne są metody przekształcania, które pozwolą wykorzystać elastyczne surowce – i takie właśnie techniki powstały w projekcie HyFlexFuel. Skraplanie hydrotermalne (HTL) to nowa technologia biopaliwowa, która umożliwia produkcję odnawialnych paliw transportowych poprzez przekształcanie w umiarkowanej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem wielu rodzajów biomasy w przypominający ropę bioolej. W ramach kompleksowej kampanii prac eksperymentalnych i teoretycznych, a także pilotażowych testów przemysłowych, zespół HyFlexFuel z powodzeniem zademonstrował pełny łańcuch produkcji paliwa. Jak tłumaczy Valentin Batteiger, „w projekcie HyFlexFuel wyprodukowano paliwa transportowe, w tym benzynę, paliwo do silników odrzutowych i olej napędowy, poprzez konwersję HTL różnych surowców (osady ściekowe, algi i słoma pszenna) i ich uszlachetnianie do paliw będących zamiennikami paliw standardowych w środowisku przemysłowym”. Demonstracje przeprowadzone w ramach projektu HyFlexFuel objęły 48 godzin ciągłej produkcji biopaliwa HTL oraz ponad 300 godzin ciągłego uszlachetniania poprzez odpowiedni dobór konstrukcji procesu i katalizatorów. Mieszanka nafty HTL i konwencjonalnego paliwa lotniczego przeszła pomyślnie weryfikację w laboratoryjnym silniku z turbiną gazową.
Więcej niż bioolej: biogaz i produkty nawozowe
Biooleje nie są jedynym produktem otrzymywanym przy pomocy HTL. W instalacji HTL w 90 % wykorzystywana jest woda technologiczna zawierająca znaczną ilość minerałów i substancji organicznych. Zespół HyFlexFuel zbadał możliwości produkcji metanu z tej zawartości organicznej i wyprodukował biogaz z wody technologicznej. Gazy te mogłyby być wykorzystywane na przykład do wytwarzania na miejscu energii elektrycznej i ciepła. W projekcie odzyskano również azot i fosfor z wody technologicznej oraz substancje stałe i fosfor z przetwarzania osadów ściekowych przy pomocy HTL. „Szczególnie duży potencjał ma włączenie technologii HyFlexFuel do oczyszczania ścieków, ponieważ można ją wykorzystać do niszczenia mikrozanieczyszczeń, odzyskiwania fosforu i produkcji paliw, co przyczyni się do rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym”, zauważa Batteiger. Modele procesu pomogły w ocenie efektywności ekonomicznej i środowiskowej produkcji paliwa przy pomocy HTL. W przypadku przetwarzania osadów ściekowych możliwe jest osiągnięcie prawie konkurencyjnych kosztów produkcji i ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o ponad 80 %.
Przyspieszenie przechodzenia na zrównoważony transport
Aby umożliwić dalszy rozwój tej technologii, zespół określił ilościowo i zmapował dostępność i gęstość pozostałości i strumieni odpadów w całej Europie w celu zidentyfikowania odpowiednich miejsc dla zakładów HTL. Uczestnikom projektu HyFlexFuel udało się osiągnąć przełom w dziedzinie zaawansowanych biopaliw, który może walnie przyczynić się do realizacji celów Europejskiego Zielonego Ładu i osiągnięcia neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla w sektorze transportu.
Słowa kluczowe
HyFlexFuel, biopaliwo, HTL, transport, bioolej, osady ściekowe, biomasa, skraplanie hydrotermalne, zamiennik paliw, nafta
