Projekt na bázi plazmového zplyňování je proces transformační, recyklační a bezodpadový, říká Petr Břenek

| autor: Petr Jarolímek0

Projekt na bázi plazmového zplyňování je proces transformační, recyklační a bezodpadový, říká Petr

V čem spočívají přednosti plazmového zplyňování v porovnání s tradičním procesem spalování odpadu?

I když zařízení s technologií plazmového zplyňování na první laický pohled vypadá podobně jako standartní spalovací proces, tak jeho základním úkolem je energii uloženou v odpadu, resp. využitelnost odpadu předat nebo vrátit do celého recyklačně-celospolečenského procesu.

Klasický spalovací proces má za úkol odpad zlikvidovat a vzniká při tom synergický efekt ve formě uvolňování tepla. Plazmová technologie je transformační, kdežto technologie klasického spalovacího procesu je primárně likvidační. Klasické spalování má komín a něco vypouští do ovzduší.

Naše technologie je technologií konvertní, zařízení plazmové technologie vůbec nemá komín, protože tam nedochází k oxidaci, tzn. hoření a vstupní materiál není spalován, není z něho využito ono odpadní teplo z procesu hoření a nezůstává environmentálně problematická škvára či popílek.

Vstupní surovina vstupující do procesu je de facto Mendělejevova tabulka prvků. Z chemického hlediska v reaktoru dochází k termickému rozkladu odpadu, ne aby shořel, spálil se, zničil, ale naopak se zachová jak jeho materie, tak obsažená energie.

Komunální odpad se zde rozpadne na anorganickou a organickou část. Anorganická část je vlastně hmota, kterou je komunální odpad vizuálně vytvářen. Organická část je energie, která je v hmotě nějakým způsobem chemicky vázána.

Díky termické reakci na bázi vysoké pracovní teploty, která je v reaktoru dosahována, dojde k rozštěpení komunálního odpadu na prvky organické, které přejdou do plynné části, a prvky anorganické, které se shlukují do vitrifikátu – sklovité inertní hmoty podobné sklovině. Tento proces tedy nezpůsobuje likvidaci vstupní suroviny, nýbrž její termické štěpení.

Jaký vliv má technologie plazmového zplyňování na životní prostředí? Vznikají při zplyňování nějaké vedlejší produkty? Co se s nimi dále děje?

Při zplyňování žádné „vedlejší produkty” nevznikají. Vedlejší produkt u nás neexistuje, u nás jsou jen produkty hlavní a to dvojího typu: vitrifikát, který je plnohodnotně využitelným ve formě umělého kamene například ve stavebnictví. Pro ty, kdo zpracovávají vzniklý syntetický plyn, je toto rovněž základní vstupní surovina pro vznik dalších výrobků.

Tento termický proces je primárně chemický.Odpad termicky rozkládáme na původní prvky zmíněné chemické tabulky, kdy vstupní anorganická hmota se ve formě vitrifikátu sloučí do inertní hmoty, která je dále použitelná ve stavebnictví. Do vitrifikátu hmotnostně přejde kolem 25 % hmotnosti původního odpadního vstupního materiálu.Toto platí pro surovinu, který je na bázi zbytkového komunálního odpadu s výhřevností 10 MJ.

V rámci recyklace je tedy vstupní komunální odpad z 25 % hmotnostně transformován do výstupní suroviny, která, když se bude dále ubírat procesem například betonového výrobku, tak regionální celý proces z hlediska plnění recyklačních cílů navýší o 25 % k primární recyklaci, která probíhá samostatně mimo tento proces. Tedy přičitatelných + 25% ke splnění budoucích recyklačních cílů doložitelným vznikem reálného produktu.

Vitrifikovaný produkt totiž přestává být odpadem. Hmotnostně vykázaný vitrifikát může být jednoznačně přičten k recyklačním cílům. Všichni, kdo jsou zapojeni do tohoto procesu, mají reálnou cestu k plnění % recyklačních cílů. Navíc tento proces vede k úspoře primárních surovin.

U jiného typu odpadu než je komunální také vždy vznikne jen syntetický plyn a vitrifikát – to se nikdy nemění, mění se jen procentuální hmotnostní či objemový parametr mezi množstvím takto vytvořené anorganické a organické části. Čím větší výhřevnost vstupního materiálu, tím méně je té vitrifikované složky a více organické složky s vázanou využitelnou energií, tedy energetického plynu. Tímto způsobem se dají zpracovávat např. i nemocniční a nebezpečné odpady.

Proč je tato technologie, i přes právě jmenovaná pozitiva, málo rozšířená?

Kontinentální západní Evropa, resp. země EU, řešila své odpadové hospodářství již před 30 lety tak, že přešla na energetické využití, postavila si velkokapacitní ZEVO. Kapacita těchto zařízení se v západní Evropě může snížit o odpady využitelné recyklačně, v žádném případě zde ale neuvidíte skládky.

Nová technologie by se zde jen těžko prosazovala, neboť zdejší trh s energetickým využitím komunálních odpadů je již od 60. let plně kapacitně zpracovatelsky obsazen. Rozšíření této technologie je tedy v rámci západní Evropy kapacitně poměrně složité.

V České republice však vzniká možnost, že odklonem od skládkování se vytvoří prostor pro přesun nemalého množství odpadu do environmentálně čistého termického procesu, který ještě navíc napomáhá plnění recyklačních cílů de facto bez vynucených investičních nákladů.

Chystáte se v Česku v nejbližší době plazmový reaktor začít stavět? Pokud ano, v jakém stadiu jsou plány na jeho výstavbu? Kde by měl stát?

Ano a v roce 2024/25, kdy jsme schopni proces výstavby zařízení dokončit, si troufám tvrdit, že budeme naprosto konkurenceschopní, a to obecně komukoli. Bez ohledu na to, zda by byla legislativní hranice zákazu skládkování využitelného komunálního odpadu stanovena na rok 2024 či na 2030, si myslíme, že k roku 2024/25 již má smysl, aby projekty byly vybudované a dle mého názoru budou i ekonomicky konkurenceschopné.

Předpokládáme, že bychom teoreticky a prakticky uměli oslovit každý kraj, protože naše zpracovatelská kapacita by měla být někde v optimální nabídce od 50 až do 100 tisíc tun odpadu ročně. Umíme nabídnout i vyšší kapacitu, avšak ukazuje se, že kapacity výrazně nad hranicí 100 tisíc tun nemají problém technologický, ale jak vidíme např. v lokalitě Mělník, v rovině dopravního integrovaného systému. Vytváří se negativní pocit, že dojde k navýšení prašnosti v rámci celého odpadového procesu, zvýšení dopravní zátěže a vzniká celospolečensky negativní postoj lokálního obyvatelstva.

Je ovšem potřebné uvést, že když budeme regionálně vyhotovovat studii EIA vlivu na životní prostředí pro zařízení do zpracovatelské kapacity 100 tisíc tun, a ukáže se, že v daném regionu je tato kapacita našeho zařízení nedostatečná, umíme za předpokladu celospolečenského lokálního konsenzu diskutovat o tom, že bychom za určitých předpokladů mohli kapacitu navýšit.

Předpokládám, že vstupní investice v takto složitém technologickém zařízení bude poměrně vysoká...

V našem zařízení vznikne syntetický plyn, který je produktem a je něčím, co mohu vzít a teoreticky někam odvézt. A to je ten obrovský bonus, protože syntetický plyn není ve srovnání s odpadním teplem ze spalovny vedlejším produktem, ale je produktem primárním. Mohu ho naplnit do láhve či ho zkapalnit nebo z něho vyrobit elektrickou energii. Mohu ho přemístit z místa jeho vzniku někam úplně jinam. Neexistuje zde tedy ani problém nutné dislokace.

Syntetický plyn jakožto produkt mohu dále využít a mohu pak nabízet celou škálu výrobků. To znamená, že mohu dalším zpracováním syntetického plynu dodat vyšší přidanou hodnotou koncové surovině nebo produktu. Efekt se projeví v tom, že čím hlouběji resp. dále od původu vzniku syntetický plyn zpracovávám z hlediska oběhového hospodářství do koncového produktu s přidanou hodnotou, tím větší má tento produkt celospolečenskou a ekonomickou hodnotu, jelikož je celospolečensky potřebnější.

Např. již nejenom v obecné rovině probíhá celospolečenská diskuse o nutnosti dodávek biopaliv druhé generace do palivo-energetického mixu v dopravě. To je úžasná podnikatelská výzva, protože toto v České republice doposud bylo naprosté novum a nemělo legislativní podporu.

Zhodnocení syntetického plynu do finální podoby různých kapalných produktů, s vysokou přidanou celospolečenskou hodnotou, umístitelných v rámci tohoto sektoru je v přímém poměru k možnosti takto nabídnout municipalitám velmi konkurenceschopnou cenu za vyřešení jejich budoucí legislativně striktně podmíněné problematiky nakládání s jejich komunálním odpadem.

Takže nyní je celý proces ve fázi projektové přípravy?

Ano. S tím, že v roce 2024/25 jsme schopni nabídnout tyto projekty konkrétním městům a obcím. V každé smysluplné lokalitě máme zmapované toky odpadů a víme, kde a v kterém místě bychom byli schopni nabídnout, a taky nabízet budeme a nabízíme naši technologii, samozřejmě s negativními a pozitivními reakcemi, které tato naše nabídka přináší. V České republice máme dnes již řadu smluvních partnerů, s kterými určitou formou postupujeme v přípravě projektu.

Uvedených zařízení, pokud bude zájem, může být tedy postaveno více?

Ano. A předpokládáme a chtěli bychom nabídnout, tak jak jsem již uvedl, kapacity primárně do 100 tisíc tun vstupní suroviny. Přidaná hodnota výstupných produktů nám ekonomicky umožňuje nejít cestou velkých, ale řekněme středních zpracovatelských jednotek.

Domníváme se, že oněch 100 tisíc tun odpadu je pedimetr kružnice 50-80 km a myslíme si, že 100 tisíc tun odpadu by nemělo v žádném případě vyvolat nějaká negativa spojená s problematikou svozu odpadu a integrovaného systému.

Chtěli bychom být součástí koncepčního řešení v různých lokalitách, s různou hustotou obyvatel a s různou mírou produkce odpadu. Případná výstavba bude vždy vyplývat ze skutečné potřeby dané lokality vzhledem k odpadu, který zůstane k dispozici v černé popelnici po občanském primárním třídění a recyklaci odpadů v barevných popelnicích.

S navýšením termických kapacit na bázi našeho projektu bude schopna lokální municipalita jakožto legislativně zodpovědná osoba řešit problematiku stávajícího množství zbytkového lokálního odpadu, který není v současnosti nikterak smysluplně využit a je odvážen na skládku.

Výhody plazmového zplyňování v porovnání s tradičním procesem spalování odpadu

Plazmové zplyňování odpadu se proti klasickému spalování odpadu liší v jedné klíčové věci − teplotě. Klasické spalovny komunálního odpadu pracují při teplotách mezi 800 °C až 900 °C, zatímco teploty při plazmovém zplyňování odpadu přesahují v okolí elektrického výboje 3000°C.

Vysoká teplota v reaktoru a následné rychlé zchlazení vzniklého syntetického plynu minimalizují vznik dioxinů. Celkově plazmové zplyňování představuje následující výhody:

  • Různorodá vsázka

    • Zpracování heterogenní vsázky při její minimální přípravě

    • Zpracování odpadu s vysokým obsahem inertní složky a vlhkosti

  • Téměř 100% konverze uhlíku

  • Sklovitá struska − vitrifikát je inertní, nevyluhovatelná, nekontaminuje půdu ani vodu

  • Syntetický plyn může být vyroben podle požadavků na jeho další zpracování (turbína, kotle, výroba etanolu, atd.)

  • Spalování syntetického plynu po jeho vyčištění má obdobné dopady na životní prostředí jako spalování zemního plynu

  • Podporuje tzv. zásadu 3R pro nakládání s odpady − omezit (reduce), využít (reuse), recyklovat (recycle)

Vitrifikovaná struska

Při procesu plazmového zplyňování odpadu nevznikají klasické zbytky ze spalování. Jedním ze dvou produktů vznikajících při procesu plazmového zplyňování odpadu je vitrifikát, která představuje inertní nevyluhovatelný materiál. Tato skutečnost byla potvrzena řadou testů, které byly provedeny nezávislými laboratořemi v Japonsku u vitrifikátu vznikajícího v japonských závodech.

Výsledky ukazují, že složky vitrifikátu jsou pod detekčními hranicemi analytických metod a vitrifikát je tudíž považován za nevyluhovatelný. Veškerý vznikající vitrifikát je proto v Japonsku používán na výrobu betonových výrobků.

Zdroj: pgpt.cz

Úvodní foto: Petr Jarolímek

Obrázek v textu: PGP Terminal, a.s.

Komentáře

  1. Tento článek zatím ještě nikdo neokomentoval.

Okomentovat

Partneři

Satturn
AB Plast
Nadace partnerství
Partner - SOVAK