Bandymai pagaminti jūrinį kurą iš perdirbtų atliekų nuteikia viltingai

Klaipėdos universiteto Jūros technologijų ir gamtos mokslų fakulteto Inžinerijos katedros docentas dr. Žilvinas Kryževičius „Vakarų ekspresui“ teigė, kad degalai, pagaminti iš plastiko atliekų, gali prilygti ar net viršyti įprasto jūrinio kuro efektyvumą, o ekologiniu požiūriu yra lengviau valdyti teršalų susidarymą.

Tiesa, kol kas savo kaina alternatyvus kuras iš perdirbtų atliekų dar negali konkuruoti su degalais, pagamintais iš žaliavinės naftos. Vis dėlto tikimasi, kad ateityje naujosios technologijos ras savo vietą rinkoje.

Gal galime pradėti nuo paaiškinimo, kuo jūrinis kuras skiriasi nuo įprasto kuro, naudojamo automobiliams?

Pirmiausia jūrinio kuro nenusipirksi įprastoje degalinėje, o kitas skirtumas, kad jūrinio kuro spalva yra tamsesnė nei įprastų automobilinių degalų.

Kalbant moksliškiau, automobiliniai degalai yra žaliavinės naftos distiliacijos produktai (jų mišiniai), sumaišyti su biodegalais.

Jūrinio kuro sąvoka apima bet kokius skystuosius degalus - grynus ir (ar) sumaišytus su biodegalais, kuriuos planuojama naudoti laivuose ar kurie naudojami laivuose.

Tačiau yra keli pagrindiniai skirtumai. Jūrinio kuro tankis ir kinematinė klampa yra didesni nei automobilinių degalų. Taip pat dar vienas svarbus skirtumas yra sieros kiekis degaluose. Automobiliniuose degaluose jis ribojamas iki 10 mg/kg, o jūriniame kure iki 2020 metų galėjo būti iki 3,5 proc.

2020 įsigaliojo taisyklė, žinoma kaip „TJO 2020“, kuri apribojo sieros kiekį degaluose, naudojamuose laivuose, plaukiojantiems už nustatytų išmetamųjų teršalų kontrolės zonų ribų, iki 0,50 proc. m/m (masės pagal masę), o emisijų kontrolės regionuose galioja dar griežtesnė, 0,10 proc. m/m, riba.

TJO yra patvirtinusi keturias tokias zonas - Baltijos jūros zona, Šiaurės jūros regionas, Šiaurės Amerikos zona ir Jungtinių Valstijų Karibų jūros zona.

Kaip mokslininkai pradėjo galvoti apie jūrinio kuro gamybą iš perdirbtų atliekų? Kas tai paskatino?

Tai nulėmė 3 priežastys. Pirma - visiems jau senai yra sakoma, kad žaliavinė nafta baigsis ir mums reikia ieškoti alternatyvų. Antra - tai, kad pasaulyje žmonių skaičius auga, didėja vartojimas, dėl to pagaminama vis daugiau atliekų, o jų deponavimas sąvartyne ar deginimas nėra tinkama išeitis. Be to, atliekos yra „atsinaujinanti“ žaliava naujiems produktams gaminti.

Trečia priežastis buvo pagrindinės problemos, susijusios su klimato kaita: šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos, rūgštieji krituliai ir kt.

Paskatino ir tai, kad mūsų Baltijos jūra yra viena iš labiausiai užterštų vandens telkinių pasaulyje, kuriame yra labai intensyvi laivyba.

Visa tai nulėmė, kad reikia ieškoti atsinaujinančios ir vietinės žaliavos - susidarančios netoliese ir dideliais kiekiais. Atliekos yra labai tinkama žaliava degalų gamybai, nes atitinka prieš tai išvardintus kriterijus.

Iš kokių atliekų buvo bandoma gaminti kurą? Kokie buvo bandymai? Kokios medžiagos pasitvirtino ar nepasitvirtino?

Pirma atliekų rūšis, kurią pasirinkome tyrinėti gaminant kurą, buvo panaudotos padangos. Tuo laikotarpiu Lietuvoje panaudotos padangos buvo apie 50 proc. deginamos, 30 proc. išvežama.

Kuro gamybai naudojome pirolizės reaktorių (pirolizė - terminis organinių medžiagų skaidymas be deguonies).

Pirmiausia tyrinėjome gamybos produktų išeigą ir nustatėme, kad kuo labiau padangas susmulkiname, tuo didesnę gauname skysto produkto išeigą.

Tačiau pastebėjome ir kitas dvi tendencijas: negalime tiesiogiai pagaminti reikalingų savybių kuro ir pagamintame kure yra labai didelis sieros kiekis. Tai labai apriboja tokio kuro panaudojimą pirmiausia dėl daromo poveikio aplinkai.

Taip pat atlikome keletą tyrimų su katalizatoriais, tačiau rezultatas buvo toks pat. Dėl šių rezultatų teko atsisakyti minties gaminti degalus iš panaudotų padangų.

Kitas mūsų pasirinkimas buvo polipropilenas ir didelio tankio polietilenas. Šitie plastikai labai plačiai naudojami ir po panaudojimo patenka į atliekas.

Degalus gaminome taip pat pirolizės reaktoriuje, naudodami kiek galima žemesnę temperatūrą. Mūsų nuomone, tai yra optimalu vertinant energijos sąnaudas.

Siekdami pagerinti degalų savybes, atlikome tyrimus maišydami pagamintą alyvą su alyva, pagaminta iš Baltijos jūroje augančių dumblių.

Taip buvo pabandyta panaudoti degalų gamybai atsinaujinančią žaliavą ir atliekas. Toks žaliavų pasirinkimas yra aktualus pereinant ekonomikai prie žiedinės ekonomikos principų, atliepiant žaliąjį vystymosi kursą.

Mūsų mokslininkų grupė žino, kad šiandien negalima pagaminti degalų, atitinkančių visus standartus, tačiau mes turime idėjų, kaip pagerinti šių degalų savybes, kad jie atitiktų keliamus reikalavimus.

Manome, kad šitų tyrimų rezultatas turėtų būti ne tiesioginė jūrinio kuro ar kitų degalų gamyba, bet angliavandenilių gamyba.

Kitaip tariant, šiame etape atliekos, biomasė ir kitos žaliavos nesunkiai gali būti perdirbamos į kitą žaliavą, kurią sąlyginai galėtume pavadinti nafta, ir toliau jau iš jos būtų gaminami degalai.

Prieš porą metų grįžome prie panaudotų padangų atliekų perdirbimo. Tyrimų metu buvo kuriami technologiniai principai būtent angliavandenilių mišinio gamybai.

Bendraujant su verslu, vykdant bendrus projektus buvo sukurtas hidrodinaminio kavitatoriaus prototipas, su kurio pagalba buvo sumažintas sieros kiekis alyvoje apie 30 proc.

Kiek laiko trunka iš perdirbtų atliekų pagaminti jūrinį kurą? Koks tai procesas?

Procesas nėra trumpas, nes reikia surinkti atliekas, jas išrūšiuoti, kartais net perrūšiuoti, plauti (bet tai atliekama ne visada), atliekas susmulkinti, tada pasirenkamas perdirbimo būdas.

Jūros dumblius taip pat reikia surinkti, išdžiovinti, susmulkinti. Pagal tai, kokį kurą norime gaminti - skystą, dujinį ar kietąjį, parenkame proceso trukmę, temperatūrą ir kt. parametrus. Pagaminame pirolizės alyvą, kurią reikia toliau apdoroti, kad galėtume panaudoti kaip degalus.

Kiek prie tokio kuro kūrimo prisidėjo Klaipėdos universiteto mokslininkai?

Klaipėdos universiteto mokslininkai turi nemažą įdirbį šioje srityje. Jau daugiau kaip 10 metų tokiu būdu yra perdirbamas plastikas, biomasė, padangos.

Mūsų mokslininkų grupė žino, kaip pagaminti jūrinį kurą, bet šį kurą reikia sunaudoti tuoj pat po pagaminimo, nes jis keičia savo savybes ir nebetenkina keliamų reikalavimų.

Dėl to negalima jo tiekti į pardavimo vietas, nes reikia išlaikyti stabilius degalų parametrus.

Ar jūrinis kuras, pagamintas iš perdirbtų atliekų, šiuo metu yra naudojamas?

Mano žiniomis, šiuo metu nėra naudojamas, nes nėra išvystytos technologijos arba yra naudojami labai maži įrenginiai, kurie dažniausiai apsiriboja laboratorinėmis sąlygomis (prototipais).

Pasaulyje jau yra statomos kelios gamyklos, kurios gamins jūrinį kurą iš plastiko atliekų, tačiau jų pajėgumai yra labai maži, vertinant viso susidariusio plastiko kiekio atžvilgiu.

Kaip jūrinį kurą iš perdirbtų atliekų galima įvertinti ekonominiu ir ekologiniu požiūriu? Ar tai galima pagrįsti kokiais nors stebėjimais, tyrimais? Ką atskleidžia tokių stebėjimų, tyrimų rezultatai?

Ekologiniu požiūriu kuras, pagamintas iš atliekų, yra gerai. Pirmiausia saugome gamtą, pagaminame mažiau anglies dioksido dujų, kuris sukelia mums žinomas pasekmes. Taupome planetos resursus, mažiau teršiama planeta, nes žaliavų išgavimas sukelia tikrai nemažai ekologinių problemų.

Ekonominiu požiūriu gaminti kurą iš atliekų yra brangu. Kainą taip pat nulemtų įrenginio galia, žaliavos perdirbimo kiekis ir kt. Tačiau kylant žaliavinės naftos kainai ir dabar susiklosčius tokiai politinei situacijai pasaulyje, kainų skirtumas tarp degalų iš atliekų ir iš žaliavinės naftos nebėra toks didelis.

Apibendrinant - kokius matote esminius šio kuro pranašumus ir trūkumus?

Dėl savo grynumo ir aukštos kokybės degalai, pagaminti iš plastiko atliekų, gali prilygti ar net viršyti įprasto jūrinio kuro efektyvumą, o ekologiniu požiūriu, žinant degalų cheminę formulę, yra lengviau valdyti teršalų susidarymą. Degalai, pagaminti iš plastiko atliekų, turi mažai sieros. O galutinis rezultatas: mažiau anglies atmosferoje ir efektyvesnis mūsų planetos išteklių naudojimas.

Kokią matytumėte perspektyvą platesniam šio kuro pritaikymui?

Šiuo metu degalams, pagamintiems iš atliekų, sunku konkuruoti dėl kainos su degalais, pagamintais iš žaliavinės naftos.

Konkurencinėje kovoje su iškastiniu kuru mes turime naudoti atsinaujinančią energiją gamybos procesuose, tada gamyba bus tvari.

Apskritai jūrinis kuras skirstomas į dvi klases: distiliacinis kuras, sudarytas iš lengvųjų frakcijų, ir sunkusis kuras, susidedantis iš sunkiųjų likutinių frakcijų mišinių.

Tai mums pasako, kad reikia orientuotis į kažko panašaus į žaliavinės naftos, iš kurios gaminami degalai, gamybą. Reikia išnaudoti jau esamas gamybos linijas ir technologijas, tik jas truputį pritaikant kitai žaliavai. Sukurti naują visą gamybos technologiją ir ją paleisti gali užtrukti daug laiko ir reikės didelių išlaidų.