Proměna odpadu v čistou energii: Technologická řešení pro udržitelný rozvoj venkova

V kontextu energetické transformace a implementace závazku Net Zero dokončila výzkumná skupina vedená prof. Dr. Bui Van Ga (Univerzita vědy a techniky - Univerzita v Danangu) projekt „Malokapacitní modul pro výrobu elektřiny připojený k rozvodné síti z domovního a výrobního odpadu ve venkovských oblastech“, který přinesl průlomové výsledky, řeší environmentální problémy a otevírá perspektivy rozvoje čisté energie ve venkovských oblastech.

Podle výzkumného týmu není domovní a výrobní odpad jen zátěží pro životní prostředí, ale při správném zpracování také cenným zdrojem.

V současné době se většina pevného odpadu po recyklaci stále musí zahrabávat, což způsobuje znečištění půdy a vody, emise skleníkových plynů (CH₄, CO₂) a plýtvání zdroji. Energie z biomasy se zároveň odhaduje jako energie s velkým potenciálem, která se řadí na čtvrté místo po uhlí, ropě a plynu. Pokud se biomasa přemění na syntézní palivo pro výrobu elektřiny, množství emitovaného CO₂ bude absorbováno stromy, což přispěje k uhlíkové bilanci namísto tvorby CH₄ – skleníkového plynu 20krát silnějšího.

Celkový diagram hybridního systému obnovitelné energie ze solární, větrné a biomasové energie.

Zvláštností projektu je modul na výrobu elektřiny z odpadu integrovaný do hybridního systému obnovitelných zdrojů energie (HRES), který kombinuje solární energii, větrnou energii, biomasu a technologii výroby zeleného vodíku. V něm se těžko rozložitelný odpad lisuje do palivových pelet RDF, které se zplyňují na syntézní plyn, zatímco snadno rozložitelný organický odpad se používá k výrobě bioplynu. Tyto dva typy plynu se po vyčištění smísí s vodíkem vyrobeným elektrolýzou vody s využitím obnovitelných zdrojů energie. Tato flexibilní palivová směs se přivádí do vylepšeného spalovacího motoru k výrobě elektřiny a lze ji přímo připojit k rozvodné síti.

Analýza softwaru HOMER ukazuje, že kombinovaný modul pro přeměnu odpadu na elektřinu s výrobou vodíku je stejně ekonomicky efektivní jako modul bez výroby vodíku, ale více snižuje emise CO₂. Vyrobený vodík lze také použít jako čisté palivo pro motocykly – oblíbené vozidlo ve venkovských oblastech. Zejména motocykly využívající vodíkové palivové články vykazují emise skleníkových plynů pouze o 15 % ve srovnání s elektromobily na baterie a zároveň mají výhodu rychlé doby doplnění paliva a dlouhého dojezdu.

Aby výzkumný tým překonal technická omezení biomasy, navrhl mnoho řešení: lisování odpadu do RDF pelet pro desetinásobné zvýšení energetické hustoty, použití vzduchu bohatého na kyslík pro zdvojnásobení výhřevnosti syntézního plynu, použití nových filtračních materiálů H₂S z bentonitu a regenerovaného zeolitu pro prodloužení životnosti motoru. Tradiční stacionární motor byl navíc upraven elektronicky řízeným systémem dvou trysek, což umožňuje flexibilní využití směsi syntézního plynu, bioplynu a vodíku.

Dalším pozoruhodným směrem výzkumu je kombinace vodíku s biopalivem. Přidáním vodíku se výrazně zlepší technické problémy biopaliv s vysokým obsahem etanolu (koroze, obtížné startování při nízkých teplotách, zkrácená dojezdová vzdálenost), což podporuje plán na zvýšení podílu E10 a E20 v budoucnu.

Výsledky výzkumu otevírají možnosti širokého uplatnění: od malých modulů na výrobu elektřiny sloužících domácnostem a družstvům až po hybridní systémy obnovitelné energie kombinující výrobu zeleného vodíku pro venkovské komunity; od vylepšování stávajících motorů až po výrobu motocyklů na vodík a biopalivo, a přechod k motocyklům s vodíkovými palivovými články.

Toto téma má nejen vědecký význam, ale i praktickou hodnotu, protože přispívá ke zpracování odpadu, snižuje emise skleníkových plynů, šetří fosilní energii a zároveň vytváří hybnou sílu pro odvětví obnovitelných zdrojů energie ve Vietnamu. V kontextu toho, že vláda oznámila plán na zastavení vozidel na fosilní paliva od roku 2040, se očekává, že práce skupiny profesora Bui Van Ga bude účinným řešením a přispěje k realizaci závazku Net Zero do roku 2050.

Centrum pro vědeckotechnickou komunikaci

Zdroj: https://mst.gov.vn/bien-rac-thanh-nang-luong-sach-giai-phap-cong-nghe-cho-nong-thon-phat-trien-ben-vung-197251120081322798.htm