Výroba petroleja z odpadu - portál na ochranu podnebia

Odpadky a odpad sa nachádzajú vo veľkom množstve na celom svete, či už vo forme každodenného domového odpadu alebo ako zvyšky alebo vedľajšie produkty, ktoré vznikajú pri výrobe tovaru a nemajú ďalšie využitie. Väčšina odpadu obsahuje fosílne uhľovodíky, napríklad plastový odpad. Ak sa to použije ako základ pre výrobu petroleja, na rozdiel od rastlín, ktoré spaľujú CO2 neutrálne, tu ide o viacnásobné použitie fosílnych uhľovodíkov.

Preto existujú pokusy o generovanie novej energie z materiálov, ako sú domový odpad a výfukové plyny. Napríklad pomocou alternatívnych palív z komunálneho odpadu možno ušetriť až 80 percent oxidu uhličitého, ako ukazuje spoločnosť Fulcrum v USA. V Nemecku a USA sa priemysel a výskum tiež uberajú inou cestou: Produkujú alternatívne palivá z výfukových plynov oceliarní - pomocou baktérií. Odpad tiež vzniká v poľnohospodárstve, ktoré sa dá využiť ako biomasa na výrobu alternatívnych leteckých palív.

Odpad z domácnosti ako zdroj energie

Likvidácia domového odpadu je jednou z hlavných výziev, ktorým čelí naša spoločnosť - rovnako ako dodávka energie. Fulcrum je priekopníkom v premene odpadu na palivo, ktoré je určené na pohon lietadiel a v USA sa už používa.

Netriedený domový odpad je vhodný na premenu na palivo, pretože pozostáva prevažne z organických zlúčenín - rovnako ako petrolej. Na rozdiel od rastlín nemusí najskôr rásť, ale je k dispozícii vo veľkom množstve a nekonkuruje výrobe potravín. Americká spoločnosť využíva termochemický proces na premenu domáceho odpadu na letecké palivo. Všetko to začína konverziou domového odpadu na plynnú zmes, ktorá pozostáva z oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého a vodíka jeho zahrievaním bez prítomnosti vzduchu. Tento syntetický plyn sa potom pomocou Fischer-Tropschovho procesu prevedie na prekurzorové produkty pre petrolej. Získaným alternatívnym leteckým palivom sa dá ušetriť viac ako 80 percent oxidu uhličitého v porovnaní s produktom vyrobeným z ropy.

V júni 2015 spoločnosť United Airlines oznámila podiel vo výške 30 miliónov dolárov v spoločnosti Fulcrum. V USA má vyrásť až päť rafinérií na biopalivá, ktoré ročne vyprodukujú až 680 miliónov litrov alternatívneho paliva. United bude mať príležitosť nakúpiť najmenej 340 miliónov litrov paliva ročne na nasledujúcich 10 rokov za ceny, ktoré sú konkurenčné pre konvenčný petrolej. Prvá dodávka paliva Fulcrum sa očakáva v roku 2018. Od roku 2019 plánuje Fulcrum zahájiť výrobu vo veľkom. Zodpovedajúci závod, závod Sierra BioFuels v Nevade, sa v súčasnosti buduje.

Spoločnosť United Airlines je od roku 2016 pravidelne zásobovaná udržateľným leteckým palivom od spoločnosti AltAir Fuels na letisku v Los Angeles. United Airlines nakúpia z neho viac ako 57 miliónov litrov v priebehu troch rokov. To je dosť na 12 500 letov z Los Angeles do San Francisca. Petrolej je poháňaný prímesou 30 percent alternatívneho leteckého paliva. Toto palivo znižuje emisie oxidu uhličitého o 60 percent počas celého životného cyklu a je k dispozícii aj za konkurencieschopnú cenu. Základom pre udržateľné letecké palivo je biomasa z prírodných olejov, ktoré sú nejedlé a sú vyrobené z poľnohospodárskeho odpadu.

Premena odpadu z domácností na palivo

Priemyselný výfuk ako pohon

Oceliarne potrebujú veľa energie na výrobu a emisiu veľmi veľkého množstva oxidu uhličitého. Výskum sa zaoberá výrobou alternatívnych palív z týchto výfukových plynov.

Rôzni partneri, vrátane Fraunhoferovho inštitútu pre molekulárnu biológiu a aplikovanú ekológiu IME v Aachene, pre environmentálnu, bezpečnostnú a energetickú technológiu UMSICHT v Oberhausene a pre chemickú technológiu ICT v Pfinztal, používajú baktérie na premenu výfukových plynov na palivo. Tieto geneticky modifikované mikroorganizmy premieňajú odpadové plyny vo fermentačnom procese na alkohol a acetón. Petrolej sa dá neskôr získať z týchto dvoch medziproduktov. V súčasnosti to funguje ako patentovaný proces v laboratórnom meradle. Vedci predpokladajú, že na pokrytie spotreby petroleja veľkej leteckej spoločnosti by stačil iba oxid uhličitý z duisburských oceliarní. V súčasnosti pracujú na dôkladnejšom skúmaní procesov, aby bolo možné v ďalšom kroku vyrábať vo väčších objemoch. Cieľom je tiež získať certifikáciu alternatívnych palív používaných v praxi. Ale dovtedy to bude trvať.

Táto metóda sa používa aj v USA: Spoločnosť LanzaTech používa baktérie na výrobu alternatívnych leteckých palív z výfukových plynov z oceliarní. Spoločnosť predpokladá, že túto technológiu je možné použiť v 65 percentách všetkých oceliarní na svete. Etanol produkovaný spoločnosťou LanzaTech môže znížiť emisie skleníkových plynov až o 70 percent od zdroja po nádrž. Celosvetovo by sa emisie CO2 mohli znížiť až o 150 miliónov ton, ak by sa výfukové plyny z výroby ocele opätovne použili na výrobu etanolu.

Alternatívne palivá z výfukových plynov z oceliarní

Alternatívny petrolej z poľnohospodárskych zvyškov

Odpad vzniká aj v poľnohospodárstve. Patria sem napríklad rastlinné zvyšky, ako je kapusta alebo hľuzy. Jedná sa o biomasu, ktorú možno tiež použiť ako surovinu na výrobu alternatívnych leteckých palív. V roku 2011 bola spoločnosť Gulfstream prvou leteckou spoločnosťou, ktorá letela so zmesou 50 percent fosílnych a 50 percent alternatívnych palív od spoločnosti Honeywell z USA cez Atlantik do Európy. V roku 2015 Gulfstream podpísal trojročný kontrakt s dodávateľom energie World Fuel Services na dodávku viac ako milióna litrov alternatívneho leteckého paliva vyrobeného z poľnohospodárskeho odpadu, čím sa znížia emisie CO2 na základe emisií počas životného cyklu o 50 percent môže znížiť. Miešací pomer je 30 percent alternatívneho paliva a 70 percent konvenčného petroleja. Petrolej tiež vyhovuje norme RSB.

Dostupnosť odpadu a zvyškov

Mnoho odpadu a zvyškov je vhodných na výrobu alternatívnych palív. Patria sem napríklad zvyšky z biomasy, ako sú zvyšky dreva a lesov, vedľajšie poľnohospodárske produkty, ale aj komunálny odpad a priemyselné zvyšky. Dôležitou otázkou pre výrobu alternatívnych palív z týchto zdrojov však je, aká vysoká je ich dostupnosť, pretože v Nemecku sa veľa z týchto látok už používa inými spôsobmi.

V Nemecku existuje celkový teoretický potenciál zvyškov biomasy 151,1 milióna t TS (sušina). Tento potenciál je rozdelený takto:

43 percent tvoria zvyšky dreva a lesa
43 percent tvoria zvyšky dreva a lesa
Vedľajšie produkty z poľnohospodárstva tvoria 30 percent
12 percent tvorí komunálny odpad
9 percent z priemyselných zvyškov a
6 percent tvoria zvyšky z iných oblastí.

V nakladaní s odpadmi a zvyškami však existujú určité obmedzenia, takže z teoretického potenciálu zvyškov biomasy nemožno použiť približne 43,1 milióna t sušiny (DM), tj. Okolo 29 percent. Technický, t. J. Skutočne dostupný, potenciál je asi 98 miliónov ton sušiny, z čoho asi 70 percent je už v materiálovom alebo energetickom využití. Zostane tak asi 30 miliónov t TS, ktoré sa nepoužívajú alebo ktorých použitie nie je známe. Tento podiel je rozdelený takmer rovnako na zvyškové lesné drevo, zvieracie exkrementy a obilnú slamu. V Nemecku nie je takmer žiadny potenciál pre komunálny odpad a priemyselné zvyšky, pretože prísne povinnosti likvidácie a recyklácie v tejto krajine nezanechávajú takmer žiadne zvyšky. Odpad a zvyškové materiály majú preto v Nemecku obmedzený potenciál na výrobu alternatívnych leteckých palív, pretože sa už vo veľkej miere recyklujú a používajú v iných oblastiach.

Dôležitým aspektom, ktorý sa pridáva k dostupnosti odpadu a zvyškov v Nemecku, je to, že pre väčšinu druhov surovín vhodných pre alternatívne letecké palivá už existujú siete na výrobu a poskytovanie surovín v poľnohospodárstve, lesníctve a odpadovom hospodárstve., k dispozícii. Najprv by sa museli prispôsobiť novým zákazníckym štruktúram alebo by sa sami stali prevádzkovateľmi systémov.

Dajú sa teda určiť tri faktory, ktoré obmedzujú použitie odpadu a zvyškov minimálne v Nemecku:

Odpad a zvyškové materiály sú všeobecne dostupné iba v obmedzenom rozsahu, pretože nie sú konkrétnym cieľom výroby v procese, ale sú vedľajšie.
Odpad a zvyškové materiály sú všeobecne dostupné iba v obmedzenom rozsahu, pretože nie sú konkrétnym výrobným cieľom v procese, ale sú vedľajšie.
Mnoho z dostupných zvyškov sa už používa, takže je potrebné dodržiavať mechanizmy vytesňovania a konkurencie.
Na zvyšky, ktoré vznikajú v lesníctve a poľnohospodárstve a ktoré sa zatiaľ ekonomicky nevyužívajú, sa treba pozerať z ekologického hľadiska: nesmie sa obmedzovať rovnováha humusu, ale ani biodiverzita a kolobeh živín v lese.