Paliwo ze spalarni paliwem przyszłości? Przełom w zeroemisyjnej energetyce

Spopielone odpady mogą być znakomitym źródłem paliwa przyszłości – zielonego wodoru.

Wodorowe samochody i rakiety, napędzane wodorem ultraszybkie lokomotywy – tak może wyglądać świat nawet za 20 lat. Nie bez przyczyny ten powszechnie występujący we wszechświecie gaz uznaje się za bezemisyjne paliwo przyszłości: rezultatem jego spalania (utleniania) jest tylko woda. Polska od lat uchodzi za wodorową potęgę, to trzeci producent tego paliwa w Europie. Jednak nasz wodór jest „szary”, a nie „zielony”, bo urządzenia używane do jego pozyskiwania z wody – elektrolizery – najczęściej zasila energia z węgla.

Żeby wodór stał się zielony, zeroemisyjny, proces ten powinny napędzać odnawialne źródła energii (OZE). Ale gaz ten można też wytwarzać zupełnie inaczej. Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy i firma PROTIUM P. S.A. opracowały tanią metodę pozyskiwania go z żużli oraz popiołów powstających w spalarniach odpadów. – W naszym instytucie zajmujemy się nie tylko górnictwem, lecz także szeroko rozumianą inżynierią środowiska, m.in. przetwarzaniem odpadów, staramy się domykać gospodarkę obiegu zamkniętego – mówi dr inż. Krzysztof Gogola z GIG – PIB. Odpadami i ich przetwarzaniem zajmował się też wcześniej Robert Rusyniak z PROTIUM P. S.A. – Działamy w obszarze zestalania i stabilizacji popiołów niebezpiecznych i żużli spalarnianych. Na nowy sposób pozyskiwania wodoru wpadliśmy przypadkowo. Połączyliśmy siły z instytutem i razem spróbowaliśmy opatentować nasz pomysł. Udało się – mówi przedsiębiorca.

Spalarnie to zakłady zajmujące się spalaniem śmieci, odpadów komunalnych i przemysłowych. W wyniku spalania kilograma masy docelowo powstaje ćwierć kilograma żużlu i 75 g popiołu. – Spalarnie domykają gospodarkę obiegu zamkniętego. Ale my wykorzystujemy pozostałości, które te zakłady produkują. Można więc powiedzieć, że tę gospodarkę domykamy na dwa spusty. Co stanowi cenny aspekt wizerunkowy tej technologii – podkreśla dr inż. Gogola.

Podczas przetwarzania żużli dennych (znajdujących się na dnie komory spalania) Rusyniak zauważył, że przy ich reakcji z wodą zaczynają wydzielać się jakieś gazy. – Badania ujawniły, że to wodór. Zbudowaliśmy więc minireaktor wodorowy: w warunkach laboratoryjnych powtórzyliśmy proces, uzyskując gaz, który zebraliśmy. Zbadaliśmy go i okazało się, że ma czystość ponad 98 proc. – opowiada Rusyniak.

Podczas późniejszej próby spalania łatwopalnego wodoru doszło nawet do małego wybuchu, na szczęście nikomu nic się nie stało. – Zaczęliśmy się zastanawiać, skąd gaz się bierze. Wspólnie z instytutem badaliśmy próbki żużli z kilku polskich spalarni. Przysyłały nam materiał w odstępach dwutygodniowych, chcieliśmy sprawdzić, czy wodór wydziela się przez cały czas, czy może sezonowo w zależności od rodzaju popiołu lub żużla i warunków jego powstawania. Okazało się, że przez cały czas – wyjaśnia Rusyniak.

Przyglądając się innym gałęziom gospodarki, jego zespół odkrył, że w podobny sposób – wykorzystując wodę – da się pozyskać paliwo wodorowe z popiołów spieków aluminiowych. – Polska jest potęgą w dziedzinie produkcji aluminium, pojawia się więc kolejny obszar, z którego możemy czerpać wodór – dodaje Rusyniak.

Technologia pozyskiwania paliwa wodorowego z żużli i popiołów jest wyjątkowo oszczędna energetycznie. – W porównaniu z tym, jak dużo prądu potrzeba do produkcji wodoru z wody, zużywamy promil tej energii – podkreśla przedsiębiorca. Cały proces potrafimy zasilać za pomocą wydajnych źródeł odnawialnych. – Nasz wodór może być zielony, i to w odcieniu intensywnej zieleni – mówi dr inż. Gogola.

Teraz przed jego zespołem stoi nie lada wyzwanie: należy przygotować technologię pozyskiwania paliwa wodorowego z żużli i popiołów na skalę przemysłową. – Mamy w Polsce 11 spalarni, w budowie są kolejne. Materiału do produkcji gazu będzie więc coraz więcej. A dodatkowo po odwodorowaniu spalone odpady nabierają lepszych właściwości. Można je wykorzystać w przemyśle budowlanym, np. przy produkcji betonów – dodaje dr inż. Gogola.

Odkrycie, że paliwo wodorowe da się łatwo pozyskać z produktów ubocznych spalania, otwiera całkiem nową perspektywę w obszarze transformacji polskiej energetyki na całkowicie zeroemisyjną. ©Ⓟ