Z rury kanalizacyjnej prosto do baku – zaawansowane biopaliwa ze ścieków
W 2021 roku samochody osobowe i dostawcze spalające paliwa kopalne stanowiły aż 92 % ogółu pojazdu użytkowych sprzedawanych na całym świecie. Pomimo coraz szybszego upowszechniania się pojazdów elektrycznych i hybrydowych pojazdy wyposażone w silniki spalinowe będą poruszać się po drogach jeszcze przez co najmniej kilka dziesięcioleci – nie znikną z dnia na dzień. Oznacza to konieczność opracowania zrównoważonych i ekologicznych rozwiązań przejściowych, które pozwolą poprawić parametry środowiskowe transportu. Bogate w węgiel bioodpady, w tym między innymi osady ściekowe, są doskonałym źródłem energii, a także sprawdzają się jako jej nośniki. Ich ważną zaletą jest fakt, że są produkowane lokalnie, nieustannie i w sposób odnawialny, w dodatku nie dotyczą ich typowe problemy natury geopolitycznej. Obecnie większość z nich trafia na składowiska odpadów, do spalarni lub na pola w formie nawozu. Unia Europejska zamierza jednak użyć ich w formie źródła energii – przyczyni się do tego finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt TO-SYN-FUEL. Konsorcjum projektu TO-SYN-FUEL złożone z 13 członków przedstawiło po raz pierwszy zdecentralizowany proces przetwarzania osadów ściekowych na biopaliwa zastępcze, obecnie w skali przedkomercyjnej. Wszystko wskazuje na to, że ścieki z naszych toalet już wkrótce pozwolą napędzać nasze samochody zamiast zapełniać wysypiska.
Zastępcza benzyna i olej napędowy zamiast ścieków
Biopaliwa pierwszej generacji są otrzymywane bezpośrednio z roślin bogatych w skrobię, takich jak kukurydza, zboża czy rzepak. Zaawansowane biopaliwa, nazywane także biopaliwami drugiej generacji, pozwalają na ekologiczne wykorzystanie surowców takich jak odpady z gospodarstw domowych i przemysłu, dzięki czemu wytwarzanie biopaliw nie konkuruje z produkcją żywności. „W ramach projektu TO-SYN-FUEL zespołowi udało się otrzymać ropę naftową dzięki technologii reformingu termokatalitycznego (TCR®) osadów ściekowych wytwarzanych przez oczyszczalnie ścieków. Następnie otrzymana ropa naftowa została poddana procesom uwodornienia oraz destylacji w celu otrzymania biopaliw zastępczych, które spełniają europejskie normy dla benzyny i oleju napędowego – odpowiednio EN 228 i EN 590”, wyjaśnia koordynator projektu Robert Daschner z Wydziału Energii Odnawialnej Instytutu Fraunhofera. Benzyna i olej napędowy opracowane w ramach projektu TO-SYN-FUEL charakteryzują się właściwościami identycznymi z ich kopalnymi odpowiednikami, co pozwala na ich stosowanie w pojazdach bez konieczności przeprowadzania jakichkolwiek modyfikacji i zmian.
Próby biopaliw ze ścieków
W latach 2017–2022 członkowie konsorcjum projektu TO-SYN-FUEL przetworzyli przeszło pół miliona kilogramów osadów ściekowych na blisko 50 tysięcy litrów ropy naftowej, z której można uzyskać 40 tysięcy litrów benzyny, oleju napędowego i nafty. Dofinansowanie projektu TO-SYN-FUEL ze środków Unii Europejskiej pozwoliło zespołowi zwiększyć efektywność przetwarzania dzięki połączeniu procesów energetycznych i termicznych, a także integracyjnym wykorzystaniu produktów, co pozwoliło na zwiększanie skali opracowanej technologii. Choć głównym obszarem zainteresowania projektu TO-SYN-FUEL były ścieki, ponieważ ich utylizacja nastręcza wielu problemów, opracowane przez zespół rozwiązanie pozwala na przetwarzanie na paliwa niemal dowolnej biomasy, w tym organicznych frakcji odpadów komunalnych, a nawet odpady rolnicze i ogrodowe. Biopaliwa opracowane w ramach projektu TO-SYN-FUEL zostały zaprezentowane w całej Europie – przedstawiciele projektu wsiedli do niezmodyfikowanego samochodu marki Volkswagen Passat, a następnie ruszyli na wyprawę, tankując wyłącznie biopaliwo wytworzone w instalacji opracowanej w ramach projektu. „Po raz pierwszy udało się wykazać, że odpady i pozostałości biologiczne mogą być przetwarzane w stabilne termicznie płynne biooleje na skalę przemysłową. Nasze wysokiej jakości biopaliwa zastępcze umożliwią zastąpienie paliw kopalnych szeroką gamą produktów petrochemicznych pozyskiwanych z pozostałości i odpadów biologicznych w ramach procesów rafineryjnych”, stwierdza Daschner. Zespół pracuje obecnie nad zademonstrowaniem skuteczności technologii w przetwarzaniu innych rodzajów biomasy.
Osady ściekowe w przestworzach
Jedna z rafinerii działających na terenie niemieckiej Bawarii planuje wdrożenie pierwszego przemysłowego wariantu nowatorskiej technologii. Wytwarzane ekologiczne paliwo lotnicze będzie pochodzić z przetwarzania nawet 400 tysięcy ton metrycznych osadów ściekowych, czyli 100 tysięcy ton metrycznych suchej masy. Zespół planuje osiągnąć ten wynik do 2030 roku – w praktyce będzie to oznaczało przetwarzanie na paliwo blisko 40 % wszystkich ścieków z terenu Bawarii. Już wkrótce możemy zobaczyć pojazdy spalające odnawialne paliwo ze ścieków na lądzie, na morzach oraz w przestworzach.
Słowa kluczowe
TO-SYN-FUEL, paliwo, ścieki, biopaliwa, biomasa, ropa naftowa, rafineria, transport, reforming termokatalityczny, oczyszczanie ścieków
