Wysokowydajny proces przekształcania mokrych i suchych odpadów biogennych w paliwa
Paliwa transportowe są odpowiedzialne za dużą część końcowego zużycia energii w Europie. Źródłem tej energii są w dużej mierze importowane paliwa kopalne, co ma szkodliwy wpływ na środowisko i bezpieczeństwo Europy. Polityka UE dąży do przejścia na bardziej ekologiczne rozwiązania. Propozycją takiego rozwiązania jest finansowany ze środków UE projekt Heat-To-Fuel. Jego celem było stworzenie nowej generacji technologii do produkcji biopaliw, wspierających dekarbonizację sektora transportowego. „Naszymi głównymi celami było osiągnięcie konkurencyjnych cen technologii biopaliwowych, na poziomie poniżej 1 euro za litr, przy jednoczesnym zapewnieniu wyższej jakości paliwa i znacznym ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych w całym cyklu życia”, wyjaśnia koordynator projektu Richard Zweiler. Jest to dodatek do celów m.in. osiągnięcia oszczędności w produkcji energii na poziomie 20 % i zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego UE.
Wkład w gospodarkę o obiegu zamkniętym
Cele projektu zostały osiągnięte dzięki połączeniu nowatorskich technologii z innowacyjnymi działaniami w zakresie projektowania, modelowania, rozwoju sprzętu i procesów, testowania i analizy cyklu życia w pełni zintegrowanego systemu w jednej maszynie. „Przy użyciu nowatorskiego reaktora o milimetrowej strukturze do syntezy Fischera–Tropscha (FT) oraz reformingu w fazie wodnej (APR) opracowano wysoce zintegrowany proces, który jest w stanie przekształcić szeroki wachlarz pozostałości biogennych w produkty FT i bioolej”, mówi Zweiler. Proces składa się z części suchej i mokrej. W części suchej dochodzi do zgazowania np. mieszanki słomy z korą. Powstały syngaz jest następnie przetwarzany w reaktorze o milimetrowej strukturze na produkty FT. W części mokrej surowce takie jak lignina są przetwarzane poprzez połączenie hydrotermicznego upłynniania i APR. „Eksperymenty ze zgazowaniem przeprowadzono również w szeregu małych i dużych jednostek dystrybucji energii. Technologia zgazowania CO2 została poddana dalszemu rozwojowi, a szczegółowe wyniki dotyczące zachowania skupiska popiołu opublikowano w pracy”, mówi Zweiler. W ramach procesu iteracyjnego w ścisłym związku z rozwojem katalizatora zespół projektu opracował również trzy reaktory FT o różnej strukturze. „Prace rozwojowe w ramach projektu dowodzą, że w roli czynnika zgazowującego można wykorzystać ponownie do 100 % CO2, przy czym w całkowicie zintegrowanym procesie projektu Heat-To-Fuel można osiągnąć sprawność chemiczną na poziomie 61 % i konwersję węgla na poziomie 53,5 %”, potwierdza Zweiler. Przy zastosowaniu tego procesu możliwe jest zmniejszenie śladu węglowego o 70 % w porównaniu do scenariusza z wykorzystaniem surowców kopalnych. „Porównanie z innymi technologiami biopaliwowymi, takimi jak zgazowanie plus FT i fermentacja, wykazało oszczędności energii w zakresie 44–58 %”, dodaje Zweiler.
Wsparcie lokalnych gospodarek przez biorafinerię Heat-To-Fuel
Instalacja urządzenia biorafineryjnego wykorzystującego proces opracowany w ramach projektu stworzy synergiczne możliwości biznesowe w innych sektorach, tym samym sprzyjając rozwojowi gospodarczemu na poziomie lokalnym i regionalnym, napędzanemu przez efektywne i świadome wykorzystanie lokalnych zasobów. Mówiąc o przyszłości, Zweiler potwierdza: „Wszyscy partnerzy zobowiązali się do wniesienia wkładu w dalsze działania. Członkowie konsorcjum zaplanowali już udział w działaniach klastrów programu Horyzont Europa oraz warsztatach organizowanych w ramach jego innych projektów”. Pod koniec projektu 18 aktywnych członków z sektora przemysłowego, inwestorów i stowarzyszeń kontynuowało dalsze promowanie technologii projektu. „Jednym ze specjalnych celów jest znalezienie finansowania potrzebnego do podniesienia poziomu gotowości technicznej do fazy demonstracyjnej, co powinno pozwolić na szybkie przyjęcie przez sektor przemysłowy i wdrożenie technologii projektu do biorafinerii i branży”, podsumowuje Zweiler.
Słowa kluczowe
Heat-To-Fuel, biopaliwo, zgazowanie, FT, Fischer–Tropsch, APR, reforming w fazie wodnej, dekarbonizacja, sektor transportowy, gospodarka o obiegu zamkniętym, HTL, skraplanie hydrotermiczne, reaktor o milimetrowej strukturze
