Polscy naukowcy mają sposób na UPS-y. Wskazują na korzyści ekonomiczne i środowiskowe

© pjhpix

Polska myśl technologiczna odpowiada na wyzwania rynku - dziś o konkretnych przykładach polskich naukowców, którzy poszukują, z sukcesem, nowatorskich rozwiązań w obszarze zagospodarowania ubocznych produktów spalania (UPS). To prosta droga do urzeczywistnienia idei GOZ. Jako jedną z barier wskazuje się jednak legislację, która choć się nieustannie zmienia, to nie zawsze ułatwia wdrażanie nowych technologii.

Czytaj: Destrukt asfaltowy według prawa to odpad, a nie produkt uboczny. Logiki cyrkularnej w tym za grosz

Cel: komercjalizacja

Wybór odpowiedniej ścieżki przetwarzania UPS-ów determinuje ich zastosowanie komercyjne, czyli zagospodarowanie w materiałach inżynierskich i budowlanych, takich jak np. tworzywa sztuczne, geokompozyty czy materiały ceramiczne. Ale żeby taką odpowiednią ścieżkę przetwarzania wybrać, musi być to poprzedzone m.in. badaniami, jaką charakterystykę termiczną, przetwórczą, wytrzymałościową, optyczną i eksploatacyjną mają poszczególne UPS-y. M.in. o tych uwarunkowaniach mówił dr hab. inż. Sylwester Kalisz prof. Politechniki Śląskiej (PŚ), z Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych, podczas wczorajszego webinarium CBE Polska nt. „Zagospodarowanie ubocznych produktów spalania”.

Czytaj: Priority first, czyli dlaczego ubocznym produktom spalania powinno przysługiwać pierwszeństwo

Uszlachetnianie biomasy i RDF

Prof. Sylwester Kalisz jest kierownikiem zespołu badawczego realizującego projekt pt. „Optymalizacja procesu spalania i waloryzacja ubocznych produktów spalania dla wypełnienia założeń gospodarki o obiegu zamkniętym" (UPS-Plus⁽¹⁾). Badania prowadzone są z wykorzystaniem unikatowej technologii rusztu wibracyjnego, która ma pozwolić na identyfikację problemów związanych z termiczną utylizacją paliw odpadowych oraz biomasowych. Jak wyjaśniał prof. Kalisz, celem badań jest określenie podstawowych właściwości cieplnych paleniska rusztowego dla wybranych paliw oraz badanie zależności między ich właściwościami, tj. granulacją i składem chemicznym paliw przewidzianych do spalania, a charakterystykami powstających popiołów.

– Punktem wyjścia naszej pracy jest badanie właściwości paliw używanych w energetyce, zarówno zawodowej, przemysłowej, komunalnej, jak i cieplnej. Z uwagi na to, iż parametry tych paliw sukcesywnie się pogarszają, to baza paliw powinna być uzupełniona o parametry paliw niestandardowych, tj. biomasy odpadowej czy RDFu. Głównym przedmiotem badań zespołu są addytywy, czyli dodatki paliwowe, które mogą ułatwić spalanie paliw alternatywnych. Wiemy, że dzięki zastosowaniu dodatków uszlachetniających możemy wpłynąć na jakość paliwa, ale również na sam proces spalania, np. zmniejszyć zanieczyszczenia powierzchni ogrzewalnych, korozję, ale także na emisję substancji szkodliwych. Póki co emisje metali ciężkich, w szczególności rtęci, nie podlegają normom, ale wkrótce się to zmieni i musimy być na to gotowi. Takie dodatki wpływają również pozytywnie na jakość powstających UPS, w związku z czym powiększa się pole ich gospodarczego wykorzystania. Funkcjonalizacja UPSów prowadzi do ich wykorzystania np. jako wypełniacze kompozytów na bazie polimerów bez utraty cennych własności mechanicznych - wyjaśniał.

Właściwości popiołów lotnych

Z kolei Danuta Kukielska, kierownik Zakładu Górnictwa Skalnego w Sieci Badawczej Łukasiewicz - Instytucie Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, wskazała na złożoność problematyki zagospodarowania odpadów komunalnych, w tym osadów ściekowych. - Badania pokazują, że skład chemiczny popiołów lotnych pochodzących z elektrociepłowni wykorzystującej paliwo konwencjonalne jest inny niż popiołów lotnych pochodzących ze spalarni odpadów komunalnych. Te ostatnie mają zdecydowanie mniejszą zawartość krzemionki i większą zawartość fosforanów, co sprawia że nie mogą być wykorzystywane jako element składowy materiałów budowlanych – zauważyła.

Spalanie odpadów komunalnych z jednej strony powoduje ograniczenie ich ilości, ale nie jest to proces definitywnie skończony, bo po spaleniu frakcji odpadowej i tak pozostają jeszcze odpady mineralne o różnym oddziaływaniu na środowisko. Mogą to być zarówno odpady zawierające substancje obojętne, jak i niebezpieczne (patrz ramka). W przypadku tych ostatnich wiąże się to z brakiem możliwości ich dalszego zagospodarowania i bezpośrednim lokowaniem ich na składowiskach.

Odpady mineralne

Jak wyjaśniała prelegentka, obecnie stosuje się kilka metod unieszkodliwiania tych odpadów mineralnych⁽²⁾. – W debacie publicznej nie mówi się o tych kwestiach, ale z uwagi na fakt, że w planach jest budowa nowych instalacji termicznego przetwarzania odpadów, warto znać szacunkowe liczby. Otóż przyjmując, że powstanie 6 nowych spalarni, które będą unieszkodliwiały 1000 tys. Mg odpadów komunalnych, to będzie to równoznaczne z tym, że w tym procesie powstanie około 30 tys. Mg odpadów niebezpiecznych. A koszt unieszkodliwiania odpadów minerlanych pochodzących ze spalania odpadów komunalnych w Europie wynosi ok. 100-150 euro za tonę – mówiła Danuta Kukielska.

Mając tego świadomość, zasadnym jest pytanie o to, czy istnieje jakiś inny alternatywny sposób zagospodarowania tegoż odpadu?

Polski patent

Tak, to Technologia Łukasiewicz - IMBIGS, która bazuje w 100 proc. na zagospodarowaniu surowców odpadowych, także tych pochodzących ze spalarni. W wyniku syntezy termicznej co najmniej trzech różnych surowców odpadowych, w tym osadów ściekowych jako głównego składnika (60 proc.), odpadów pyłów krzemianowych/lub pyłów lotnych i stłuczki szklanej, powstaje wyrób rynkowy: sztuczne kruszywo lekkie.

- W wielu technologiach surowce odpadowe stanowią tylko dodatek, ale w tej technologii wykorzystywane są tylko i wyłącznie surowce wtórne. Metoda oparta jest na reakcji składników w fazie stałej, zaś stabilizacja składników szkodliwych (związków metali ciężkich w osadach ściekowych) zachodzi na poziomie cząsteczkowym. Prototypowa instalacja wdrożona przez prywatnego przedsiębiorcę oprócz korzyści środowiskowych ma też uzasadnienie ekonomiczne – skonkludowała prelegentka.

Katarzyna Zamorowska
Dyrektor ds. komunikacji