Круд

Jun 14, 2023

В прошлом году автомобиль, заправленный человеческими отходами, проехал по сельской местности Европы, преодолев более 2000 километров (1200 миль). Это стало кульминацией To-Syn-Fuel, исследовательского проекта с использованием технологии, разработанной немецким институтом Фраунгофера UMSICHT для производства 50 000 литров (13 200 галлонов) биосырой нефти из 500 тонн осадка сточных вод.

По словам Роберта Дашнера, руководителя отдела возобновляемых источников энергии Fraunhofer UMSICHT, который возглавлял многопартнерский проект, финансируемый программой ЕС Horizon 2020, эта поездка стала важной вехой в глобальных усилиях по преобразованию отходов жизнедеятельности человека в жизнеспособное транспортное топливо. Использование To-Syn-Fuel может обеспечить экономию выбросов углекислого газа до 85% по сравнению с ископаемым топливом, написал он Монгабаю по электронной почте.

Но эта историческая поездка в ЕС была лишь промежуточной целью: следующей задачей является строительство более масштабного завода по переработке нефти в Германии, основанного на уроках, извлеченных из опыта меньшего демонстрационного завода для проверки концепции. Цель состоит в том, чтобы к 2030 году переработать до 400 000 метрических тонн осадков сточных вод в «экологичное авиационное топливо», написал Дашнер.

Если этот или другие многообещающие пилотные проекты по переходу от нефти к сырью добьются действительно масштабного успеха, наука и промышленность смогут расколоть один из самых крепких орешков для реализации пост-ископаемой топливной экономики: транспортное жидкое топливо с низкоуглеродным потенциалом. для питания автомобилей, грузовиков, самолетов и кораблей.

Осадок сточных вод представляет собой грязеподобный остаток, богатый углеродом и питательными веществами, остающийся после очистки сточных вод. Эксперты по транспорту рассматривают эти остатки не как отходы, а как форму перерабатываемого золота: как возобновляемое сырье, из которого можно производить жидкое биотопливо.

Некоторые эксперты даже говорят, что использование энергетического потенциала сточных вод и осадка сточных вод в рамках экономики замкнутого цикла может иметь жизненно важное значение для борьбы с изменением климата. Но достижение этой цели, открывая большие возможности, также представляет собой большие проблемы.

Ежегодно на очистных сооружениях образуются миллионы тонн осадков сточных вод, однако большая их часть сейчас попадает на свалки или сжигается. Обработанный ил, известный как «твердые биологические вещества», также компостируется и может использоваться в качестве сельскохозяйственной добавки.

По данным Агентства по охране окружающей среды, в 2021 году в США было произведено 4,5 миллиона тонн осадка. Из них почти 2 миллиона тонн было внесено в почву; 633 000 метрических тонн было сожжено, а 1,9 миллиона метрических тонн выброшено на свалку. Хотя Европейский Союз производит меньше осадка сточных вод, около 10 миллионов метрических тонн в год, его использование в целом происходит по аналогичной схеме.

Каждый маршрут утилизации осадков сточных вод вызывает свои серьезные экологические проблемы. Например, разбрасывание осадка на сельскохозяйственных угодьях может привести к выбросу загрязняющих веществ в почву, загрязнению огромных территорий и даже отравлению людей токсичными тяжелыми металлами, «вечными химикатами» PFAS и микропластиком. Эта проблема привела к запрету на распространение осадков сточных вод в американском штате Мэн в прошлом году.

Очистка сточных вод сама по себе является углеродоемким процессом, на долю которого, по некоторым оценкам, приходится до 5% выбросов парниковых газов человечеством. В настоящее время очищается только 20% мировых сточных вод, а это означает, что по мере расширения услуг по переработке отходов их воздействие на окружающую среду может расти вместе с этим.

«Операторам очистных сооружений часто приходится сжигать осадок, и это приводит к огромным выбросам парниковых газов», — сказал в интервью Mongabay Фредерик Питр, профессор Университета Монреаля в Канаде. «Это сложная задача — найти способы придать ценность этому осадку».

Производство энергии (в форме биогаза) и извлечение питательных веществ (таких как азот и фосфор, полезные в качестве удобрений) являются двумя другими альтернативами для извлечения этой «ценности», поскольку операторы по переработке отходов уже создают энергию из фекалий, чтобы уменьшить свой углеродный след, говорит он. Лилиан Заремба, менеджер программы совместных инноваций службы утилизации жидких отходов метрополитена Ванкувера. Используя процесс, известный как анаэробное сбраживание, осадки сточных вод иногда используются в качестве сырья для производства биогаза в форме метана, который обычно закачивается обратно на очистные сооружения для удовлетворения их потребностей в выработке энергии.