Konwersja zużytego papieru toaletowego na energię elektryczną

Konwersja zużytego papieru toaletowego na energię elektryczną

Chemicy w dziedzinie zrównoważonej chemii z Uniwersytetu w Amsterdamie (UvA) wraz z kolegami z Instytutu na rzecz Zrównoważonego Rozwoju Uniwersytetu w Utrechcie opublikowali pierwszą techniczną i ekonomiczną analizę konwersji zużytego papieru toaletowego na energię elektryczną. Technologia energetyczna proponuje proces dwuetapowy i oblicza koszt na kWh porównywalny do instalacji fotowoltaicznych.

Odpadowy papier toaletowy (ODP) nie jest często uważany za coś wartościowego. W rzeczywistości większość ludzi zwykle wolałaby nie myśleć o tym w ogóle. Jest to jednak bogate źródło węgla, zawierające 70-80 procent celulozy w stanie suchym. Przeciętnie ludzie w Europie Zachodniej produkują od 10 do 14 kg papieru toaletowego na osobę rocznie. 

ODP oferuje ogromną szansę na zamknięcie pętli, zwiększanie efektywności wykorzystania zasobów i stworzenie prawdziwie otwartej gospodarki. Dla chemików UvA, wykorzystanie ODP jako źródła wytwarzania energii elektrycznej jest "ostatecznym pojęciem recyklingu odpadów". Sam region Amsterdamu produkuje około 10 000 ton ODP rocznie.

Ponadto, ponieważ celuloza pochodzi z drzew, produkcja energii elektrycznej jest odnawialna.

Celem projektu było oszacowanie wykonalności takiego systemu elektrociepłowni w skali 10 000 ton ODP rocznie, w oparciu o rzeczywiste parametry. Wykorzystując metody analizy techno-ekonomicznej, zespół przedstawił podstawowy projekt, ogólny bilans energetyczny i badania ekonomiczne dla tej koncepcji. Dane z eksperymentów i obliczeń uzyskano we współpracy z Amsterdam-Waste-to-energy.

W otwartym dokumencie opublikowanym w międzynarodowym czasopiśmie Energy Technology naukowcy przedstawiają podstawowy projekt systemu, a także wydajność energetyczną i ogólną wydajność, w oparciu o szczegółowe obliczenia masy i energii.

Całkowita sprawność elektryczna wynosi 57 procent, podobnie jak w przypadku instalacji cyklu kombinowanego gazu ziemnego. Wyrównany koszt energii elektrycznej (LCOE, środek stosowany w celu ciągłego porównania metod wytwarzania energii elektrycznej) wynosi 20,3 ¢ / kWh. Jest to porównywalne obecnie z instalacjami fotowoltaicznymi.

Koszty kapitałowe systemu są wciąż relatywnie wysokie, głównie z powodu kosztów inwestycji w ogniwa paliwowe. Oczekuje się jednak, że ceny spadną wraz z rozwojem rynku ogniw paliwowych. Z kolei koszty eksploatacji są stosunkowo niskie, częściowo dzięki wysokiej sprawności termodynamicznej (ok. 70 procent). Naukowcy spodziewają się, że nauka i badania mogą sprawić, że system będzie bardziej konkurencyjny w przyszłości, a koszt wyniesie około 11 ¢ / kWh.

"Kiedy omawiamy te wyniki z firmami, ludzie są zachwyceni", mówi prof. Rothenberg, kierownik projektu z UvA. Jednak żadna holenderska firma ani władze miejskie nie były jeszcze gotowe zainwestować w dalszy rozwój. Zespół rozważa teraz opracowanie koncepcji za granicą: "W Chinach możemy zobaczyć pierwszą fabrykę Waste Toilet Paper-to-electric" - mówi Rothenberg.

(KB)