Deszczówka, czyli paliwo przyszłości? Wykorzystujmy wodór ze ścieków!
26/11/2020
Nie da się ukryć, że woda jest nam niezbędna do funkcjonowania. Używamy jej dosłownie w każdej dziedzinie życia, a zapotrzebowanie na ten cenny surowiec z roku na rok rośnie. Warto więc pomyśleć, czy da się zrobić coś, aby wykorzystywać ją z jeszcze większą efektywnością. Rozwiązaniem może się okazać używanie, często niezagospodarowanej, wody deszczowej do… generowania energii!
Energia płynąca z oczyszczalni
Podczas procesu oczyszczania wody używane w tym celu maszyny potrzebują odpowiedniej ilości energii elektrycznej, której nie da się odzyskać. Czy faktycznie tak musi być? Okazuje się, że niekoniecznie. Można bowiem nieco odwrócić działania i sprawić, żeby to właśnie ścieki generowały energię.
Podczas oczyszczania ścieków, niektóre pozostałości odseparowywane od wody mogą być wykorzystane ponownie. W szczególności cenny okazuje się wodór. Podczas spalania tego pierwiastka efektem ubocznym jest bowiem… woda. Co za tym idzie, jednocześnie otrzymujemy zarówno energię ze spalania, jak i wodę.
Do tej pory ponad 95% produkowanego na świecie wodoru pochodziło z reformingu parowego gazu ziemnego. Mimo niskiej szkodliwości dla środowiska naturalnego nie jest on zbyt popularnym surowcem. Wodór jest bowiem stanowczo droższy od paliw kopalnianych, dlatego nie jest stosowany na szeroką skalę.
Wiele firm zaczęło szukać tańszych sposobów na pozyskiwanie wodoru. Rozwiązanie okazało się niesamowicie proste – odzyskiwanie go ze ścieków! Wprowadzając je w specjalne procesy mechaniczne i chemiczne, możliwe staje się pozyskanie tak zwanego „zielonego wodoru”.
W jaki sposób uzyskać wodór ze ścieków?
Podczas oczyszczania ścieków odbywa się tzw. fermentacja beztlenowa. Jej efektem jest uzdatnienie wody, ale także powstanie gazów, takich jak metan czy gaz ziemny. Podobnie jak w przypadku paliwa kopalnianego, powstałe w ten sposób surowce można efektywnie wykorzystać. Wystarczy zastosować proces reformacji otrzymanego gazu.
Pozyskiwanie surowca podczas oczyszczania ścieków jest stanowczo tańszą i bardziej ekologiczną alternatywą dla wydobywania paliw kopalnych. Jest to bowiem, jakby nie patrzeć, efekt uboczny procesu uzdatniania wody, który i tak zachodzi w wielu oczyszczalniach. Wykorzystanie powstałego surowca jest więc efektywnym gospodarowaniem powstałymi pozostałościami.
Trwają prace nad pozyskiwaniem wodoru z oczyszczalni na szerszą skalę!
Przedsiębiorstwo Hazer Group niesamowicie wierzy w potencjał płynący z wodoru pozyskiwanego podczas oczyszczania ścieków. Firma zapowiedziała, że podejmie szeroko zakrojone inwestycje dążące do upowszechnienia i skomercjalizowania gospodarowania wodorem z oczyszczalni. Pierwsza faza projektu ma zakończyć się już w połowie 2021 roku!
Hazer Group szacuje, że oczyszczalnie implementujące technologie wykorzystywania wodoru są w stanie produkować nawet 100 ton surowca rocznie! Będzie to możliwe dzięki zastosowaniu nowatorskiego procesu katalitycznego opracowanego przez to przedsiębiorstwo. Jego działanie będzie opierało się o rozszczepianie gazu pod wpływem wysokiej temperatury i dużego ciśnienia.
Pierwsze dostosowane do wykorzystywania wodoru oczyszczalnie pojawią się w zachodniej Australii. Firma planuje zainwestować w tych rejonach niemal 12 milionów dolarów. Efektem inwestycji ma być stworzenie nowoczesnych obiektów, w których poza oczyszczaniem wody, będzie nie tylko powstawać wodór, ale także grafit.
Wodór ze ścieków szansą na powstanie obiegów zamkniętych
Implementacja rozwiązań opartych o zamienianie pozostałości po ściekach w ekologiczne paliwo ma wiele korzyści. I to nie tylko w skali całej gospodarki, ale przede wszystkim w obszarze efektywności funkcjonowania danego przedsiębiorstwa. Mimo początkowych, kosztownych inwestycji w dostosowywanie urządzeń do nowych technologii, korzyści w dłuższej perspektywie okazują się niezwykle kuszące.
Jak szacują eksperci z Hazer Group, wytwarzanie wodoru ze ścieków daje szansę na stworzenie samowystarczalnego systemu w ramach jednego przedsiębiorstwa. Uzyskany podczas oczyszczania surowiec może bowiem posłużyć jako paliwo do napędzania innych maszyn. W taki sposób firma może uniezależnić się od zewnętrznych dostawców energii.
Fermentacja to nie wszystko!
Proces pozyskiwania wodoru można jeszcze bardziej zoptymalizować. Oprócz przeprowadzania procesów fermentacyjnych można bowiem zastosować mikroorganizmy i bakterie z grupy Clostridium thermocellum. Są one w stanie rozłożyć wszelkie substancje organiczne. Jednym z efektów ich działania jest powstanie wodoru.
Obecnie trwają badania nad skutecznością poszczególnych mikroorganizmów w procesach oczyszczania ścieków. Naukowcy sprawdzają, które z bakterii są najbardziej efektywne podczas uzdatniania oraz, jak dużo wodoru są w stanie wytworzyć podczas rozkładu organicznego.
Przyszłość wygląda bardzo obiecująco. Już teraz pojawia się wiele obiecujących wizji przekształcania ścieków w energię. Z biegiem lat, wraz z unowocześnieniem technologii istnieje szansa na jeszcze większe usprawnienie procesów uzyskiwania wodoru. A to znacząco może zrewolucjonizować zarówno sektor wodny, jak i całą branżę energetyczną.