Tim sa University of Illinois razvио je HTL proces koji direktno koristi tretirane tokove otpadnih voda i gradski prehrambeni otpad za proizvodnju biokruda. Pojednostavljena nadogradnja destilacijom omogućava dobijanje goriva koje se mora blendovati sa fosilnim kerosenom; laboratorijski je potvrđen 50/50 blend, dok su 10–20% SAF mešavine odmah izvodljive za regionalne letove. Integrisana elektrokemijska ćelija tretira toksičnu HTL vodenu fazu i vraća N, P, K za đubrivo, a životni ciklus pokazuje negativne neto emisije uprkos trenutno višim troškovima.
Prehrambeni Otpad Postaje Avio-Gorivo: Novi, Skalabilni HTL Proces Iz Illinoisa
Tim istraživača sa University of Illinois Urbana-Champaign razvio je pojednostavljen i potencijalno skalabilan proces koji pretvara gradski prehrambeni otpad i tretirane tokove otpadnih voda u avio-gorivo pomoću hidrotermalne likvifikacije (HTL).
Kako funkcioniše proces
Osnovni korak je hidrotermalna likvifikacija (HTL), termokemijska metoda koja vlažnu biomasu izlaže visokim temperaturama i pritiscima u vodenom okruženju. Taj postupak brzo pretvara organsku materiju u gustu, naftenu međufazu – biokrudo – koju je potom moguće preraditi u gorivo.
Ključna inovacija: korišćenje tretiranih tokova otpadnih voda i jednostavnija nadogradnja
Umesto oslanjanja na skupu logistiku prikupljanja i transporta suhog otpada, proces je optimizovan za direktno korišćenje tretiranih tokova otpadnih voda kao stabilnog i jeftinog sirovinskog ulaza. Tim je takođe pojednostavio fazu nadogradnje biokruda: umesto višestepenih, intenzivnih katalitičkih tretmana, razvijen je pristup koji smanjuje katalitički intenzitet i oslanja se na industrijsku destilaciju.
Rezultat ove evropske — zapravo američke — prilagodbe je proizvod namenjen za mešanje sa fosilnim kerosenom: istraživači su u laboratorijskim uslovima testirali 50/50 blend, dok modeli i ispitivanja ukazuju da su blendovi od 10–20% SAF odmah izvodljivi za regionalne letove.
Rešavanje nusproizvoda: elektrokemijska ćelija
Jedan od glavnih izazova HTL procesa je toksična, hranljiva vodena frakcija koja nastaje kao nusproizvod (HTL vodena faza, HTL-AP). Da bi se taj tok zatvorio, tim je integrisao elektrokemijski (EC) tretman koji uklanja organske zagađivače i istovremeno rekoncentriše azot, fosfor i kalijum (N, P, K) u oblik pogodan za proizvodnju đubriva.
Troškovi i uticaj na klimu
Trenutno dodavanje EC ćelije povećava troškove po galonu otprilike tri puta u poređenju sa jednostavnim ispuštanjem u opštinsku kanalizaciju. Ipak, autori očekuju da unapređenja u efikasnosti ćelije i skaliranju pogona mogu znatno smanjiti cenu. Važno je da životni ciklus i tehno-ekonomske analize tima ukazuju na negativne neto emisije ugljenika za oba razmatrana scenarija (trenutni i unapređeni), što pokazuje potencijal za stvarno smanjenje globalnog zagrevanja.
Verifikacija i publika
Laboratorijska ispitivanja sprovodili su se prema standardima American Society for Testing and Materials (ASTM) i Federal Aviation Administration (FAA). Studija je objavljena u časopisu Nature Sustainability, a kao odgovorni autor navodi se Yuanhui Zhang iz Odeljenja za poljoprivredno i biološko inženjerstvo (ABE).
"Cilj nam je stvoriti lokalizovanu, kružnu bioekonomiju koja direktno koristi gradske resurse i smanjuje emisije u avio-sferi bez velikih promena u postojećoj infrastrukturi motora i aerodroma," kaže Yuanhui Zhang.
Značenje za Srbiju: Pristupi koji koriste mokru biomasu i tretirane tokove otpadnih voda mogu biti posebno relevantni za gradove sa razvijenom komunalnom infrastrukturom i istorijom problema sa upravljanjem organskog otpada. Tehnologije poput HTL i recikliranja hranljivih materija kroz EC tretman nude mogućnosti za lokalne pilot-projekte i integraciju u planove održivog razvoja.
Pomozite nam da budemo bolji.
