Od przemysłowego strumienia bocznego odpadów do czystego źródła biopaliw
Wymieniany przez Międzynarodową Agencję Energetyczną jako piąte najważniejsze paliwo na Ziemi, ług czarny ma potencjał, by stać się nowym czarnym złotem. „Ług czarny jest powszechnym produktem ubocznym celulozowni, które wytwarzają produkty z surowca drzewnego, takie jak papier i tektura”, wyjaśnia Tero Joronen, główny badacz z Uniwersytet Nauk Stosowanych w Tampere w Finlandii. Ług czarny ma obecnie kilka ważnych zastosowań. Może być na przykład używany do odzyskiwania chemikaliów stosowanych do warzenia i wytwarzania pary pod wysokim ciśnieniem wykorzystywanej w procesach produkcji masy celulozowej i papieru. Jednak zdaniem Joronena to dopiero początek. „Ponieważ zawiera on specyficzny związek ligniny, ług czarny ma potencjał, by służyć do produkcji biopaliw”, mówi. Trudność polega na tym, że proces przekształcania ługu czarnego w paliwo jest kosztowny – a przynajmniej tak było do niedawna. Dzięki wsparciu finansowanego przez UE projektu BL2F Joronen pomógł opracować innowacyjny proces tworzenia czystego, wysokiej jakości i gotowego do użycia biopaliwa na bazie ługu czarnego, które może być wykorzystywane w sektorze transportu lotniczego i morskiego. „Dzięki potencjałowi do obniżenia o 83% emisji CO2 w porównaniu z paliwami kopalnymi nasze rozwiązanie może pomóc UE w osiągnięciu celów klimatycznych, a jednocześnie przyczyni się zajęcia przez Europę czołowej pozycji w dziedzinie produkcji biopaliw odnawialnych”, dodaje Joronen.
Innowacyjny proces skraplania hydrotermicznego
Sercem projektu jest pierwszy w swoim rodzaju proces skraplania hydrotermicznego, który można zintegrować z istniejącymi procesami w celulozowniach. „Jedną z wielu zalet skraplania hydrotermicznego jest to, że eliminuje ono potrzebę separacji ligniny, co obniża koszty i emisje”, mówi Joronen. „Ponadto możemy oddzielić ponad 95% zanieczyszczonych soli z warzenia”. Osiągnięcie tego wymagało jednak wprowadzenia kilku modyfikacji. Na przykład początkowa koncepcja obejmowała proces hydrodeoksygenacji i proces reformingu w fazie wodnej, z których oba mogłyby poprawić ogólną jakość skraplania hydrotermalnego. „W trakcie technicznego studium wykonalności stwierdziliśmy, że koszty tych procesów znacznie przewyższają ich korzyści, więc zrezygnowaliśmy z nich w ostatecznym projekcie”, zauważa Joronen. Uproszczony proces otrzymywania ługu czarnego zademonstrowano z powodzeniem w zakładzie pilotażowym.
Łańcuch wartości prowadzący od ługu czarnego do biopaliwa
Joronena przekonuje, że pilotażowa integracja skraplania hydrotermalnego i separacji soli na potrzeby czarnego ługu jest wielkim przełomem technicznym. „Proces BL2F odbywa się w ramach cyklu sprzężenia zwrotnego, który sprawia, że emituje mniej dwutlenku węgla niż produkcja paliw kopalnych”, mówi. Wdrożenie procesu BL2F na dużą skalę i przy użyciu różnorodnej biomasy mogłoby przynieść ponad 50 miliardów litrów zaawansowanych biopaliw do 2050 roku – to więcej niż wystarczająco, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie przemysłu lotniczego i żeglugowego na zaawansowane biopaliwa. „Dzięki potwierdzeniu wykonalności łańcucha wartości od czarnego ługu do biopaliwa projekt BL2F otworzył drzwi do ważnego nowego źródła produkcji czystych biopaliw”, dodaje Joronen. Naukowcy uczestniczący w projekcie planują kontynuować swoje prace w ramach kolejnych projektów krajowych i finansowanych przez UE.
Słowa kluczowe
BL2F, biopaliwo odnawialne, biopaliwo, celuloza i papier, lotnictwo, żegluga, skraplanie hydrotermiczne, lignina, paliwa kopalne
