Nawozy ze ścieków i biometan z odpadów

Oczyszczalnie ścieków wraz z biogazowniami staną się fundamentem gospodarki cyrkularnej. Dzięki nim cenne rolniczo biogeny będą krążyły w obiegu zamkniętym, znacznie ograniczając produkcję nawozów na bazie surowców kopalnych. Odpady powstające w gospodarstwach rolnych zostaną zaś przetworzone na biogaz, a następnie biometan, co pozwoli wykorzystać potencjał surowcowy kraju oraz odejść od paliw konwencjonalnych w ciepłownictwie. Ta futurystyczna wizja może się ziścić już w ciągu najbliższych lat. Zwłaszcza że rozwój tych sektorów gospodarki wsparło Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, inicjując m.in. dwa przedsięwzięcia, finansowane z Funduszy Europejskich w ramach programu Inteligentny Rozwój: Oczyszczalnia przyszłości oraz Innowacyjna biogazownia.

NCBR chce opracować zautomatyzowaną technologię, która odmieni polski rynek biogazowni. Podstawowa zakładana zmiana to wytwarzanie najwyższej jakości paliwa odnawialnego – biometanu, który będzie wtłaczany do sieci gazowej lub sprężony i wykorzystywany w transporcie, np. jako paliwo dla silników gazowych, do tankowania autobusów czy źródło zielonego wodoru. Możliwości wykorzystania biometanu będą jeszcze analizowane w toku przedsięwzięcia.

- Jednak nie mniej istotne są pozostałe kluczowe wymagania, jakie NCBR stawia przed wykonawcami opracowywanych technologii. Nasz problem – a zarazem szansa – to duży niewykorzystany wolumen odpadów. Krajowe zużycie gazu ziemnego wynosi obecnie ponad 21 mld m szesc. ciągu roku, z czego około 18 mld m sześc. importujemy. Okazuje się, że dużą część sprowadzanego przez Polskę gazu ziemnego można zastąpić produkowanym na miejscu paliwem odnawialnym. Naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oszacowali możliwość wykorzystania odpadów z przemysłu rolno-spożywczego w Polsce na równowartość blisko 8 mld m sześc. metanu rocznie. A do tego są jeszcze odpady biodegradowalne z miast, które zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej będziemy w coraz większym stopniu sortować - czytamy.

NCBR informuje, że opracowywana biogazownia ma być uniwersalna, zautomatyzowana i ograniczy lub wręcz wyeliminuje konieczność zapewnienia ciągłego, specjalistycznego nadzoru nad przebiegiem procesu wytwarzania biometanu. Skomputeryzowana technologia powinna zawierać dodatkowe elementy innowacji technologicznej, mające zwiększyć elastyczność operacyjną i opłacalność pracy, przy jednoczesnym rozwiązaniu kluczowych dla branży problemów, takich jak emisje uciążliwych dla człowieka odorów. Cyfryzacja i automatyzacja procesu nadzoru biogazowni nieprzypadkowo należą do najwyżej ocenianych kryteriów, które zostały postawione przed startującymi w tym przedsięwzięciu podmiotami.

Z danych GUS wynika, że w 2018 r. zostało wytworzonych ponad 583,1 tys. ton suchej masy komunalnych osadów ściekowych, podczas gdy 15 lat wcześniej było to 447 tys. ton. W odpowiedzi na ten problem Ministerstwo Środowiska przyjęło w 2018 r. Strategię postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2019-2022. 

Do wyścigu o przełomowe rozwiązania w tym zakresie stanęło w ubiegłym roku NCBR, rozpoczynając przedsięwzięcie Oczyszczalnia przyszłości. Aby stworzyć nowe szanse rozwojowe dla sektora gospodarki wodno-ściekowej w Polsce, należy rozwiązać kilka podstawowych problemów. Główne wyzwania to: zagospodarowanie oczyszczonych ścieków, ograniczenie utraty pierwiastków biogennych oraz zanieczyszczenia nimi środowisk wodnych, usunięcie ze ścieków mikrozanieczyszczeń, odzysk energii i energooszczędność procesów technologicznych oraz wspomniane już wcześniej efektywne zagospodarowanie osadów ściekowych.

Ponadto dzięki instalacji zostanie odzyskana woda, służąca do powtórnego wykorzystania w rolnictwie, a w miastach – do zaspokojenia potrzeb komunalnych lub przemysłowych, czyli np. do utrzymania zieleni miejskiej, jako wymiennik ciepła w ciepłownictwie, jako rozpuszczalnik w przemyśle. Z kolei odzyskane surowce, takie jak: związki fosforu, azotu i węgla, posłużą do produkcji nawozów oraz polepszaczy gleby w rolnictwie i ogrodnictwie.

Dzięki takiemu podejściu, oczyszczalnie ścieków wraz z biogazowniami staną się fundamentem gospodarki cyrkularnej, powodując, że cenne rolniczo biogeny będą krążyły w obiegu zamkniętym, znacznie ograniczając produkcję nawozów na bazie surowców kopalnych. Pozwolą też redukować zanieczyszczenia rzek i wód gruntowych tymi związkami.

– Ilość produkowanych przez cywilizację odpadów gromadzonych na wysypiskach czy rozchodzących się po prostu w przestrzeni, w powietrzu, glebie i wodzie, jest impulsem do pilnych działań. Zdajemy sobie sprawę, że zatrzymanie tych destrukcyjnych dla środowiska i człowieka procesów to duże wyzwanie. Jesteśmy jednak optymistami i w opracowaniu pełnoskalowych demonstratorów czy to oczyszczalni przyszłości, czy to innowacyjnych biogazowni widzimy zarazem dużą szansę dla polskich przedsiębiorców. W naszych przedsięwzięciach badawczych powstają technologie, które tworzą gospodarkę obiegu zamkniętego, to znaczy zamykają one całkowicie obieg biogenów w gospodarce, w odniesieniu do rolnictwa – mówi dr inż. Wojciech Kamieniecki, dyrektor NCBR.

– Rozwiązania projektowane przez wykonawców pomogą wprowadzić Polskę w świat przyszłości zgodny ze strategią Green Deal. W tym aspekcie my już widzimy, że świat ten nie jest tak bardzo odległy do osiągnięcia – dodaje.