Węgiel brunatny z oczyszczalni. W Solinie powstał pierwszy taki nawóz w Polsce

Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi dopuściło do obrotu nawóz, jakiego w Polsce jeszcze nie było – hydrowęgiel wytworzony z osadów ściekowych w procesie karbonizacji hydrotermalnej (HTC). Brzmi technicznie, ale sedno jest proste: to sposób na odzyskanie energii z osadu bez suszenia go i bez dokupowania gazu. Jeśli technologia się przyjmie, zmieni to rozmowę o tym, co robimy z milionami ton osadów rocznie.

W Solinie właśnie pękła ważna bariera. Możliwe, że Polskę zaleje… zmiana na lepsze 😉. Zapraszam na wycieczkę do gminy Solina, bo Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsiwydało przełomową decyzję – do obrotu trafi nawóz z osadów ściekowych, jakiego do tej pory nie było.

Cóż to za innowacja? Hydrowęgiel (ang. Hydrochar), czyli nawóz powstający w wyniku karbonizacji hydrotermalnej (ang. Hydrothermal Carbonization lub HTC). I ktoś powie – no dobra, ale cóż w tym ciekawego?

Ciekawego jest akurat dużo, bo HTC to taki sposób na to, by „spalić” osad na mokro i odzyskać z niego energię. Podkreślam – na mokro, bez suszenia, ani bez kupowania nośników energii (np. gazu) dla podtrzymania procesu.

Bo normalnie jest tak, że jak chcesz z osadu odzyskać energię, to musisz go spalić. Szybko się okaże, że masz wtedy dwie możliwości:

1. Stawiasz specjalistyczną spalarnię (a wcześniej zabezpieczasz kolosalne dofinansowanie). Da się, ale to jest zaporowo drogie. Do dziś w Polsce tylko kilkanaście oczyszczalni się na to zdecydowało, a i tam różnie bywa z korzystaniem z tej możliwości.
2. Stawiasz suszarnię osadu i robisz susz w nadziei, że ktoś kupi od Ciebie to jako paliwo (hint: raczej nie kupi; gdyby rynek był chłonny i opłacalny, to już dawno byłby to standard rynkowy. A nie jest. Czujesz ocb?). Aha. Wysuszenie osadu wymaga ogromnych nakładów energii, więc często zdarza się, że kupując suszarnię witasz się wysokimi rachunkami za gaz lub prąd (nie zawsze, ale jednak jest nad czym pomyśleć).

Czyli – nie ma łatwo.

Drakońskie warunki prowadzą do świętego spokoju

Dlatego w HTC jest tak przełomowe – i stawia to wszystko do pionu. W tej technologii osad zamykasz w szczelnym układzie, podgrzewasz do ponad 170°C, przez co ciśnienie wzrasta (10 Bar i więcej)…  i zaczyna się magia.

W tych warunkach uruchamia się intensywny rozpad materii organicznej (a tej w osadach ściekowych nie brakuje!), co z kolei wytwarza ogromne ilości ciepła. Pojawia się sprzężenie zwrotne, które dodatkowo napędza proces. Całość trwa dosłownie kilka godzin i w rezultacie pojawia się coś, co przypomina… węgiel brunatny.

Proces jest całkowicie beztlenowy i utrzymuje się w warunkach zamkniętych, dzięki czemu nie uwalnia gazów (zapaszki?) do środowiska.

I jeszcze jedna, kardynalnie ważna rzecz: przy tak wysokim ciśnieniu i temperaturze dochodzi do rozpadu „pyszności”, które mogą zagrażać środowisku: np. farmaceutyki, mikroplastik itd. (bakterie i jaja pasożytów ATT oczywiście też odpadają – i to w przedbiegach😉).

Innowacja – łatwo się mówi, trudno robi

I żeby było jasne – w tym projekcie, to ja tylko papiery klepałem. Bebechy, urządzenia i obrona tego przed niedowiarkami to Schwander Polska. To nawet nie jest kryptoreklama, bo wiadomo, że od dawna współpracujemy przy tym projekcie. Tu chodzi o to, żeby zwrócić uwagę, że nowe technologie nie wprowadzają się same. Ktoś musi się uprzeć, że się da. I pokazać, że się da. A potem po latach i tak wszyscy uznają, że to przecież takie oczywiste😉.

Osady i zło konieczne

Uważam, że rozwój takich rozwiązań jak HTC to warunek konieczny rozsądnej gospodarki osadowej. Obecnie system się nam domyka, bo wod-kan dobrze współpracuje z rolnictwem i finalnie to grunty orne są ogromnym odbiorcą osadów. Ale osady ściekowe to też zagrożenia (np. wspomniany wcześniej mikroplastik, farmaceutyki itd.). I to nie jest pytanie „czy”, a „kiedy” opinia publiczna wymusi zaprzestanie lub daleko idące ograniczenie rolniczego wykorzystania osadów (trochę wypocin o tym też tutaj).

Te głosy są z nami od dawna, ale póki co jest to wołanie na puszczy – gdybyśmy dziś zakazali wprowadzania osadów do rolnictwa (bezpośrednio lub pośrednio, czyli np. jako polepszacz lub kompost)  to system się zatka. Bo po prostu nie ma dość instalacji, które mogłyby przejąć cały ten wolumen.

Do czasu. Myślę, że rozwój HTC przyspieszy ewolucję w kierunku głębokiego, termicznego przetworzenia osadu do postaci, w której zagrożenia jak mikroplastik i farmaceutyki przestają być problemem. I przy okazji powstaje wartościowy produkt o zupełnie innej postaci i właściwościach niż osad.

A wtedy opinia publiczna wreszcie będzie miała koronny argument, by wykopać rolnicze wykorzystanie osadów poza margines. Bo wreszcie będzie to praktycznie wykonalne – i to w skali całego kraju.

Wiem, że nie nastąpi to za 2 ani za 5 lat. Ale w horyzoncie 10+ lat już zaczynam to widzieć. Czy będę miał rację? Czas pokaże!

Ale nie tylko osadami człowiek żyje

Oczyszczalnie to nie tylko osady. Innym problemem są też m.in. skratki (19 08 01). Choć jest ich zazwyczaj mało, to kosztują sporo. Bo to taki zajzajer, z którym naprawdę nie ma co zrobić. Obecnie gros tego szitu idzie na kompostownie, które przetwarzają to na kompost nieodpowiadający wymaganiom (19 05 03 – i to ten bez „ex”), który trafia głównie do rekultywacji składowisk.

Rekultywacja się kiedyś skończy. Ale skratki się nie skończą. Dlatego myślę, że w przyszłości wrzucenie ich do HTC i przetworzenie na hydrowęgiel, który następnie jako paliwo trafi do ciepłowni, to będzie standard rynkowy. Bez suszenia, bez wstępnego przetwarzania, bez smrodów – po prostu, do tygielka i wio dalej.

I inne odpady też

I tak samo można postępować z mocno zabrudzonymi odpadami „zielonymi”, które mieszkańcy na potęgę zanieczyszczają workami, sznurkami, szkłem i innymi pysznościami. Że o odpadach z cmentarzy już nie wspomnę.

Czy tak będzie? Nie wiem.

Ale jedno wiem na pewno – wykorzystanie odpadów jako źródła energii to jest coś, od czego nie uciekniemy. Pytanie tylko, kto zrobi to lepiej – i szybciej.

Post scriptum

1. HTC to nie jest termiczne przekształcanie odpadów (TPO),  o którym mowa  w ustawie o odpadach (art. 3 ust. 1 pkt 29). Czyli można odpalać HTC bez dodatkowych utrudnień, z jakimi TPO się normalnie wiąże (od protestów społecznych przez tomiszcza dodatkowych papierów). Dlaczego? No przecież skoro jest karbonizacja (formalnie: piroliza), to podpada pod definicję TPO. No właśnie nie. Ustawa wyraźnie wskazuje „(…) o ile substancje powstające podczas tych procesów są następnie spalane”. Czyli jeśli np. jest piroliza, to musi być palnik, w którym pali się gazy. A w HTC nic się nie pali. Wszystko ulega rozkładowi beztlenowemu w zamkniętym reaktorze (tu akurat stosuje się system przepływowy, a nie porcjowy, ale to na jedno wychodzi). Sorry Winnetou, nie ja pisałem definicję. Ja ją tylko czytam😉.
3. W normalnych warunkach mokre nie da się przekształcić termicznie – każdy to wie. Dlaczego? Potocznie: bo woda się nie pali. Ale to nie jest dobra odpowiedź. Mokre się nie pali, bo woda ma koszmarnie wysokie ciepło parowania i chłodzi środowisko szybciej, niż jest w stanie się ono nagrzać do temperatury, w której spalania może zajść spontanicznie. Rozkład termiczny to taka reakcja łańcuchowa – coś jak w reaktorze jądrowym. Cząsteczki rozpadają się pod wpływem ciepła, co generuje dodatkowe ciepło, które wtórnie napędza reakcję i tak w kółko. Wystarczy zadbać o dostawę paliwa. Ale wtedy wchodzi woda i rozwala całą zabawę. Woda związana z paliwem odparowuje. Sęk w tym, że pochłania przy tym na tyle dużo energii, że powoduje znaczące wychłodzenie w miejscu reakcji, a przez to reakcja ustaje. Dlatego mokre się nie pali. Woda to taki wbudowany złodziej energii.

Tylko złodziej musi mieć dokąd uciec. Dlatego inżynierowie wymyślili, że jeśli proces przeprowadzi się w zamkniętym reaktorze, to zatrzyma się w nim wodę i przez to wyhamuje straty energii. A jak jeszcze zadba się o wytworzenie odpowiednio wysokiego ciśnienia, to materia organiczna w paliwie rozpada się jak domek z kart i wydziela kolosalne ilości energii. Nie trzeba niczym palić. Wystarczy myśleć inaczej niż wszyscy inni – i to działa😊.

inż. Jan Kolbusz – Główny Technolog, Szef Sprzedaży Mikrobiotech, Członek Rady Naukowej Instytutu Technologii Mikrobiologicznych w Turku. Inżynier środowiska, specjalizuje się w innowacyjnych metodach przetwarzania odpadów o charakterze biodegradowalnym, zwolennik gospodarki bezodpadowej i biologicznych metod przetwarzania odpadów.

Ukończył inżynierię środowiska na SGGW w Warszawie oraz studia magisterskie (Master of Science) na University of Missouri, Columbia.W Mikrobiotech przygotowuje audyt dla klienta wraz z propozycją rozwiązań. Nadzoruje proces wprowadzania technologicznych rozwiązań optymalizujących zarządzanie odpadami. Pomaga także organizować dystrybucję produktu do odbiorców.