Ono što izlazi iz naših postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda možda nije vrlo privlačno, no pravi je problem ono što ostane nakon obrade vode. Postrojenja za otpadne vode proizvode tekući mulj koji se obično suši te zatim spaljuje ili odlaže. To je skupo, zagađuje i dugo se smatralo rasipnim.
POGLEDAJTE VIDEO:
Skupina istraživača koje financira EU na to gleda drugačije. Ovaj mulj, tvrde, mogao bi postati neočekivani saveznik u borbi protiv klimatskih promjena – sirovina za proizvodnju vodika i ugljika potrebnih za proizvodnju zelenijeg čelika.
- Ovaj mulj ima vrijednost, nije samo otpad. Pomoću njega možemo stvoriti stvari poput ugljika i vodika - rekao je David Chiaramonti, profesor energetskih sustava, energetske ekonomije i bioekonomije na Politehničkom sveučilištu u Torinu u Italiji.
Prema zelenom čeliku
Chiaramonti predvodi istraživačku inicijativu koju financira EU pod nazivom H2STEEL, a koja okuplja akademike i stručnjake iz industrije čelika iz Francuske, Italije, Nizozemske, Španjolske i Ujedinjenog Kraljevstva. Njihov cilj je osmisliti postupak za izdvajanje korisnih materijala iz mulja otpadnih voda kako bi se mogli ponovno upotrijebiti i pomoći u smanjenju emisija u industriji čelika.
Proizvodnja čelika ključna je za sve, od zrakoplova i automobila do zgrada i vjetroturbina. Također je ključan pokretač klimatskih promjena.
Prema izvješću Međunarodne agencije za energiju iz 2023. godine, samo sektor čelika čini 8 % globalnih emisija CO2. Za usporedbu, industrija zrakoplovstva emitira otprilike 2,5 % globalnih emisija CO2. Smanjenje tih emisija posebno je teško. Proizvodnja čelika složena je i obično zahtijeva sastojke bogate ugljikom, koji neizbježno oslobađaju stakleničke plinove. To je čini jednom od najtežih industrija za dekarbonizaciju – i jednom od najskupljih za transformaciju.
Tradicionalne metode proizvodnje čelika suočavaju se sa sve većim pritiskom određivanja cijena ugljika diljem Europe u okviru Sustava trgovanja emisijama EU-a. Prema tržišnim prognozama, cijene ugljika mogle bi doseći 120 – 150 eura po toni CO2 do 2030. godine, potencijalno dodajući značajne troškove po toni proizvedenog čelika.
Za globalno tržište čelika vrijedno više od 2,5 bilijuna eura godišnje, pronalazak pristupačne alternative s niskim udjelom ugljika je hitan.
Vrući mulj
Tu nastupa H2STEEL.
- To je dobar primjer kružnog gospodarstva. Uzimamo malo iskorišteni resurs, mulj otpadnih voda i ponovno ga činimo korisnim - rekao je Chiaramonti.
Postupak funkcionira u dva glavna koraka. Prvo, mulj se zagrijava bez kisika kako bi se stvorio biougljen u procesu koji se naziva „karbonizacija”. Zatim se metan iz postrojenja za bioplin obrađuje pomoću tog biougljena kao katalizatora za proizvodnju vodika.
Tijekom tog procesa biougljen postaje još bogatiji ugljikom, što ga čini vrijednim za proizvodnju čelika. Drugi nusproizvod, fosfor, odvaja se za uporabu u gnojivima.
Oba proizvoda – vodik i biougljen bogat ugljikom – mogla bi pomoći da čelik postane čišći. Tradicionalna proizvodnja čelika spaljuje ugljen željeznom rudom, oslobađajući CO2. Uz pristup H2STEEL-a, vodik može zamijeniti dio tog ugljena. U međuvremenu, biougljen zamjenjuje obični ugljen, pretvarajući otpad u korisnu industrijsku sirovinu.
Tim sada gradi stroj za obradu visok 4 metra u Torinu kako bi demonstrirao tehnologiju.
- Razlažemo biometan u ugljik i vodik korištenjem karboniziranog mulja na 900 °C. Tako ga pretvaramo u biougljen i kružni vodik - objasnio je Chiaramonti.
Ugljik i vodik
Službeni rezultati projekta, koji će završiti u ožujku 2026. godine, još nisu dostupni, ali potencijal je značajan. Dekarbonizacija čelika privlači intenzivne istraživačke napore, od električnih peći do procesa na bazi vodika. H2STEEL-ov pristup temeljen na mulju mogao bi se uvući u ovu širu transformaciju.
- Ova je tehnologija vrlo fleksibilna - rekao je Jan Wiencke, voditelj tima za održivi ugljik u istraživačkom centru proizvođača čelika ArcelorMittal u Maizièresu na sjeveru Francuske.
Sa sjedištem u Luksemburgu, ArcelorMittal je drugi najveći proizvođač čelika na svijetu.
Tvrtka je također partner u projektu H2STEEL i nada se da će moći koristiti tehnologiju koja se razvija u njihovim čeličanama.
- Bilo da koristimo vodikovu ili električnu peć, i dalje će nam trebati sastojci poput ugljika i vodika u našim procesima. Ovom tehnologijom već sada možemo smanjiti emisije i ona će i ubuduće biti korisna - rekao je Wiencke.
Ostali partneri uključuju Sveučilište Leiden u Nizozemskoj i Imperial College u Londonu.
Sljedeći koraci
Jedna od najvećih prednosti H2STEEL-a je brzina. Ako ispitivanja budu uspješna, tehnologija bi se mogla početi primjenjivati u roku od nekoliko godina – neuobičajeno brzo u industriji u kojoj infrastrukturne promjene često traju desetljećima. Ipak, izazovi ostaju.
- Moramo osigurati mulj, transformirati ga i isporučiti u čeličane - rekao je Chiaramonti. Uspostava opskrbnih lanaca i minimiziranje troškova bit će od ključne važnosti.
ArcelorMittal, koji ima za cilj biti ugljično neutralan do 2050. godine, pomno promatra.
- Ovo je sjajna tehnologija za industriju čelika, ali se mora ekonomski dokazati - rekao je Wiencke.
Patent je već na čekanju, a partneri žele vidjeti rezultate demonstratora.
- Ono što radimo izgleda vrlo obećavajuće. Sada je pitanje poduzimanja posljednjih koraka - rekao je Chiaramonti. Ako bude uspješan, H2STEEL bi mogao donijeti više od tehničkog napretka. Pretvaranjem otpada u vrijedne sirovine, on utjelovljuje načela kružnog gospodarstva, pomažući Europi da ostane konkurentna i približi se svojim ciljevima nulte neto stope emisija.
Autor: Tom Cassauwers
Istraživanja u ovom članku financira EU-ov program Obzor. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Više informacija: