Česko je špičkou v recyklačních inovacích. Jednou z nich je plazmové zplyňování odpadu

Do reaktoru se šnekovým dopravníkem se pomalu sype granulovaný odpad. Reaktor jej zpracuje a výsledkem je plyn a struska. Obojí se dá dobře využít – plyn umožní výrobu chemických produktů, například vodíku či amoniaku, nebo se dá použít jako palivo do kotle pro výrobu elektřiny a tepla. Sklovitá černá odpadní struska zase může posloužit jako stavební materiál.

Jde o inovativní metodu zpracování odpadu známou jako plazmové zplyňování, kterou právě vyvíjí a testuje společnost Millenium Technologies. Letos v září uvedla do provozu ve svém vědecko‑technickém parku v Dubé na Českolipsku třetí, vylepšený prototyp reaktoru pro plazmové zplyňování odpadu. Za hodinu zpracuje až 150 kilogramů vstupní suroviny.

A současně firma připravuje čtvrtou generaci reaktoru o kapacitě až 500 kilogramů za hodinu.

Zásadní předností tohoto způsobu zpracování je, že do reaktoru mohou přijít téměř jakékoliv směsné odpady, organické i anorganické, i odpady nebezpečné. „A například i odpadní plasty a plasty s částmi kovů, které jinak nelze zpracovat jinými recyklačními metodami,“ vysvětluje člen představenstva Millenium Technologies Marek Lang.

Řešení s větším reaktorem s kapacitou 500 kilogramů bude stát kolem sta milionů korun a návratnost investice se podle druhu zpracovaného odpadu odhaduje do deseti let.

„Vlastní reaktor není finančně až tolik náročný, jeho cena se pohybuje v nižších desítkách milionů korun. Při konkrétní aplikaci je ovšem potřeba pohlížet na celé řešení, včetně doprovodných provozů a případně i staveb, jejichž rozsah se může případ od případu hodně lišit a nakonec významně celkovou cenu ovlivňovat. Každopádně vždycky se díváme na to, aby celková investice dávala zákazníkovi ekonomický smysl,“ přibližuje Lang.

Zkušebními materiály jsou pelety a kal

Plazmové zplyňování patří v odpadářském oboru mezi nové technologie a příliš rozšířené není zatím ani ve světě. V Dubé tuto technologii společnost Millenium Technologies, člen skupiny JRD Group, testuje od roku 2018, kdy zprovoznila první reaktor. Současná třetí generace reaktoru by měla odstranit nedostatky předchozích prototypů, třeba ve tvaru, vyzdívce i izolaci.

„Po konzultacích s výrobci sklářských pecí jsme přišli na to, že spodek je lepší mít nechlazený. Takže je tam větší vrstva izolace, abychom teplo udrželi. A vršek máme naopak vodou chlazený, s menší vrstvou izolace a tenčí vrstvou žárobetonu,“ popisuje technický ředitel firmy Milan Křikava. 

Reaktor byl také doplněn o procesní plynový chromatograf. „Pomůže nám zjistit, jak konkrétní druhy odpadu v reaktoru fungují a jaké složení má výsledný plyn,“ vysvětluje Lang. Jako vstupní materiál pro zpracování se pro zkušební reaktor používají pelety a vysušený čistírenský kal.

Plánovaný reaktor o kapacitě 500 kilogramů odpadu za hodinu by měl podle Langa dokázat zpracovat veškeré kaly přibližně třicetitisícového města a společnost ho chce nabízet už počátkem příštího roku. A do budoucna počítá s vybudováním ještě větších reaktorů.

Expert: Cesta na trh bude ještě dlouhá

Karel Ciahotný, vedoucí Ústavu plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší Vysoké školy chemicko‑technologické v Praze, hodnotí metodu plazmového zplyňování odpadu jako nadějnou cestu, jak si poradit s těžko recyklovatelným odpadem. Bude podle něj dlouhá.

„Jsme teprve na začátku, ve stadiu prvních aplikací. Jednou z nich je společnost Millenium Technologies a jejích několik pilotních jednotek tohoto typu v Dubé. Vše vyžaduje další výzkum a vývoj, jehož úspěchy budou závislé na poskytnutí finančních prostředků ze státních zdrojů nebo z Evropské unie. Díky Millenium Technologies a Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR patří Češi v této oblasti k evropské špičce,“ je přesvědčen docent Ciahotný.

Zájem o výsledky daného výzkumu mají tak významná pracoviště, jako je Technická univerzita Báňská akademie v německém Freibergu, která pořádá v oblasti zplyňování světové konference. Ta příští bude v Číně. „Před dvěma lety se po konzultacích se zástupci společnosti Millenium Technologies ve Freibergu rozhodli, že si také pořídí plazmový zplyňovací reaktor a budou se výzkumem v této oblasti zabývat. Konečně se jedná o oblast, kde se budou učit oni od nás, a ne my od nich,“ chválí odborník v oblasti chemického a energetického zpracování paliv.

Výhodou plazmového zplyňování je podle něj skutečnost, že výsledným produktem je poměrně čistý syntézní plyn obsahující jako hlavní produkty vodík a oxid uhelnatý. Ten je výbornou surovinou pro následující syntézy různých paliv − například syntetického metanu, syntetického benzinu, motorové nafty a celé řady dalších produktů. Z laického pohledu by se mohlo zdát, že plazmové zplyňování je stejné nebo podobné jako spálení odpadu ve spalovně. Ovšem není tomu tak.

Řežábova Millenium Technologies hledá investora pro plazmové zplyňování odpadu

8. 7. 2021 ▪ 3 min. čtení

„Ve spalovně využijeme pouze energetický obsah odpadu, při zplynění jej můžeme přeměnit na plyn a dále pak na syntetická paliva dle naší volby. Takové využití odpadů je mnohem sofistikovanější a odpad se touto cestou daleko více zhodnotí,“ přibližuje Ciahotný.

Dodává, že cirkulární ekonomika, kterou EU zavádí, představuje materiálové zhodnocení odpadu, čemuž plně odpovídá právě technologie jeho zplynění a následující syntéza různých produktů.

„Takže rozhodně tuto metodu nepovažuji za slepou uličku. Jak dlouho to ještě bude trvat k prvním provozním aplikacím, bude ale záležet na možnostech získání finančních prostředků pro výzkum. Odhaduji to minimálně na 10 let. Čeští výzkumníci jsou v tomto směru velice šikovní a patří ke světové špičce,“ hodnotí Karel Ciahotný. Výhodou je také vysoká energetická účinnost této metody, 95 procent atomů uhlíku a vodíku se přemění na oxid uhelnatý a vodík v syntézním plynu.

Nadějí je také termochemická pyrolýza

Plazmové zplyňování není jedinou inovativní metodou nakládání s odpady, která se právě intenzivně vyvíjí. Jiný přístup nabízí termochemická recyklace. Vyvíjí ji například německá společnost BASF ve spolupráci s partnery. Princip je jednoduchý. Plastový odpad se termochemickými procesy přemění na pyrolýzní olej. Tahle surovina se pak může využít namísto ropy k výrobě nových chemických produktů, které mají totožné parametry jako produkty vyráběné běžným způsobem. Výhodou je, že pomocí chemické recyklace se dají využít i materiály, které dosud nebylo možné recyklovat – například vícevrstvé plastové obaly, jež obsahují několik druhů plastů.

„Tato metoda umožňuje recyklovat prakticky jakýkoliv plast, který z technologických, ekonomických nebo ekologických důvodů nelze recyklovat mechanicky. Jedná se o vhodnou doplňkovou metodu mechanické recyklace, jež řeší pouze plastový odpad homogenního, tedy jednodruhového složení a kterou vyvíjíme ve spolupráci s partnery. Ti se věnují recyklaci jako takové, přičemž využívají jako vstupní surovinu například i pneumatiky nebo matrace. Na první fázi pak naváže výroba chemických látek z recyklátu, kterou máme na starosti my,“ říká Filip Dvořák, generální ředitel BASF CZ.

V Česku na projektu ChemCycling BASF spolupracuje s vědeckým pracovištěm Unipetrolu UniCRE v Litvínově. „Chceme technologii zdokonalit, aby vznikl materiál kvalitativně srovnatelný s panenským materiálem,“ dodává Dvořák.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Odpadové hospodářství.