Marta Cipińska: Jak więc powinniśmy wykorzystywać biomasę, aby było to opłacalne i z korzyścią dla środowiska naturalnego?
Jan Kozłowski: O wykorzystaniu mokrej biomasy do produkcji biogazu, najlepiej w połączeniu z utylizacją odpadów, już rozmawialiśmy. To rozsądna opcja, byle nie budować biogazowni gigantów. Pozostaje pytanie, co robić z biomasą zdrewniałą. Najgorszym rozwiązaniem, jest wożenie jej do odległych elektrowni i współspalanie z węglem, co obniża wydajność procesu. Trochę lepszym, ale ciągle złym, jest wożenie do odległych elektrowni i spalanie w dedykowanych do tego celu kotłach. Biomasa mogłaby być lokalnie wykorzystywana do celów grzewczych tam, gdzie brak odpadowego ciepła z produkcji energii elektrycznej (ciepła z kogeneracji). Są jeszcze inne możliwości, w chwili obecnej będące w fazie badawczo-wdrożeniowej. Po pierwsze biomasę można zwęglać i węgiel drzewny, a więc zawierający już więcej energii w przeliczeniu na jednostkę masy czy objętości, przewozić do elektrowni. W procesie zwęglania powstaje duża ilość ciepła, które musi być zużytkowane lokalnie. Jeśli całość będzie spożytkowana na cele grzewcze, co nie jest jednak dobrym rozwiązaniem, gdyż do grzania powinniśmy używać ciepła z kogeneracji, to instalacja zwęglająca może być dowolnej wielkości. Jeśli odpadowe ciepło miałoby służyć do produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem, instalacja musi być duża, aby wystarczało ciepła do poruszania turbiny. Wymaga to znacznego obszaru do produkcji biomasy, co może być czynnikiem krytycznym. Technologię zwęglania wdraża w tej chwili na skalę przemysłową firma Fluid S.A. z Sędziszowa.
Inną możliwością jest zgazowywanie biomasy i generowanie energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem z pomocą silnika gazowego. Dla niewielkich mocy, rzędu kilkudziesięciu kW energii elektrycznej, jest to już prawie dojrzała technologia. Przy takich mocach wystarczy kilkanaście hektarów do produkcji biomasy, na przykład plantacja wierzby, a więc zgazowywanie można zastosować w jednym dużym gospodarstwie lub kilku współpracujących mniejszych. Tak więc wieś mogłaby stać się eksporterem nadwyżek energii elektrycznej, w znacznej części spożytkowywanej lokalnie, i przestać używać węgla dla celów grzewczych. Teraz węgiel wozi się na północ Polski, a biomasę na południe, co jest chore z ekologicznego punktu widzenia.
Innym sposobem jest piroliza biomasy prowadząca do produkcji paliw płynnych, nadających się do rafinacji. Ta technologia jest ciągle na wczesnym etapie rozwoju, ale warto o niej pamiętać. Jeśli chodzi o transport, to problem jest poważniejszy, bo nie chodzi tylko o emisję dwutlenku węgla. Ropa naftowa ulegnie najwcześniej wyczerpaniu, a ponadto jest powodem ogromnych napięć politycznych na świecie.
Co więc ma szansę zastąpić ropę naftową i stać się "paliwem przyszłości?"
Jan Kozłowski: Wiele wskazuje, że będzie to wodór w samochodach napędzanych ogniwami paliwowymi. Produktem „spalania” (cudzysłów, bo to przecież nie jest spalanie) jest woda. Technologia jest w zasadzie dojrzała, choć produkt jest jeszcze bardzo drogi, bo nie produkowany seryjnie. Honda jest liderem, ale zdaje się Toyota depcze jej po piętach. Do niedawna obawiałem się, że rozwój tej technologii zatrzyma się, bo szybko zabraknie platyny na katalizatory. Ale podobno trwają prace, by zastąpić ją palladem, co w dodatku uczyni ogniwa tańszymi.
Ale skąd wziąć w tak masowej skali wodór? Projektów jest wiele, łącznie z genetycznie zmodyfikowanymi bakteriami. To jednak melodia przyszłości, a by technologia się upowszechniała, podaż paliwa musi być szybka i pewna. Na szczęście wodór można łatwo pozyskać z metanu, czyli gazu ziemnego, co jest dobrym rozwiązaniem przejściowym. Gazu ziemnego jest na Ziemi bardzo dużo, jest też bardziej przyjazny środowisku niż ropa naftowa, także z punktu widzenia wpływu na klimat. Można też uzyskiwać wodór klasyczną metodą elektrolizy wody, zużywając nadwyżki energii elektrycznej z elektrowni jądrowych nocą. Teraz takie nadwyżki są zużywane na przykład w Belgii do nonsensownego oświetlania całych autostrad. W przyszłości będzie możliwa termiczna dysocjacja wody w reaktorach IV generacji.
Nie wierzę w świetlaną przyszłość samochodu elektrycznego, który moim zdaniem będzie jedynie produktem niszowym. Są dwa powody. Po pierwsze, ograniczony zasięg. Jest tu postęp, ale jeszcze nie dostateczny. Po drugie, takie samochody ograniczają emisję dwutlenku węgla tylko wtedy, jeśli energia elektryczna jest ze źródeł odnawialnych. Jeśli z paliw kopalnych, samochody elektryczne pogarszają jeszcze sytuację. W Polsce, produkującej energię elektryczną prawie wyłącznie z węgla, samochody elektryczne powinny być obłożone specjalnym zaporowym podatkiem. Najpierw musimy przestawić się na bezemisyjną lub niskoemisyjną produkcję energii elektrycznej, a to będzie długi i bolesny proces.
Przestawienie transportu na nowe tory będzie rozciągnięte w czasie. Jakie są możliwości w okresie przejściowym? Transport miejski już przechodzi na gaz ziemny w wielu miastach. Następnym krokiem może być przestawienie na to źródło wywrotek budujących drogi, a po rozwinięciu sieci dystrybucji całego transportu ciężarowego. Klasyczne samochody osobowe stają się natomiast coraz oszczędniejsze. Coraz popularniejsze są oszczędne hybrydy. Jeśli uda się przestawić produkcję energii elektrycznej na niskoemisyjną, to przebojem będą hybrydy typu plug-in, czyli z wtyczką. Klasyczne hybrydy mają trochę mniejszy silnik spalinowy i wspomaganie poprzez silnik elektryczny napędzany akumulatorem ładowanym z wykorzystaniem energii hamowania, normalnie traconej w postaci ciepła. Nie są podłączane do prądu. Natomiast hybrydy plug-in mają tylko silnik elektryczny i akumulator pozwalający przejechać w zależności od modelu 50-80 km. Gdy akumulator się wyczerpuje, włącza się spalinowa prądnica, która go ładuje. Ale zwykle jeździmy w ciągu dnia nie więcej niż te 50-80 km, wystarczy więc po powrocie włączyć samochód do prądu w garażu. Gdybym miał taki samochód, jeździłbym na benzynie pewnie nie więcej niż 20%. Ale to też nie jest rozwiązanie dla Polski, gdzie energię elektryczną produkuje się z węgla! Chevrolet wprowadza do sprzedaży taki samochód już w tym roku, a Opel w przyszłym. Oby były na czas podjęte w Polsce kroki czyniące taki samochód nieopłacalnym. Samo „tankowanie” z gniazdka będzie tak tanie, jakby benzyna kosztowała około 2,50 zł.
Wspomniał Pan o wykorzystywaniu genetycznie modyfikowanych bakterii. Czy rozwój biotechnologii stwarza nowe możliwości dla energetyki?"
Jan Kozłowski: Biotechnologia ma w energetyce ze źródeł odnawialnych ogromną przyszłość, ale niestety niezbyt prędko. Ewolucja kształtowała organizmy żywe przez miliony pokoleń w taki sposób, by jak najwydajniej kopiowały geny do następnych pokoleń. Potem w przypadku gatunków użytecznych dla człowieka prowadzono przez setki pokoleń selekcję, by zwiększyć udział tej części plonu, której człowiek potrzebował, najczęściej, ale nie zawsze, ziarna. W przypadku roślin energetycznych interesuje nas zwyklemaksymalizacja produkcji suchej masy nadziemnej. Nie musimy dziś prowadzić żmudnej selekcji przez wiele pokoleń – można posłużyć się metodami inżynierii genetycznej. Możemy modyfikować mikroorganizmy, aby sprawniej rozkładały celulozę i lignocelulozę. Na tym polega produkcja biopaliw drugiej generacji, a tylko one mają sens – produkcja biopaliw z cukru czy celulozy to czysty nonsens. Ostatnio wyliczono, że nawet w Brazylii, gdzie etanol produkuje się z najlepszej możliwej rośliny czyli trzciny cukrowej, nie powoduje to obniżenia emisji dwutlenku węgla. Można modyfikować mikroorganizmy, by rozkładały nawet tworzone przez człowieka substancje dotąd nierozkładalne. Niezbyt udane doświadczenia z produkcją biopaliw drugiej generacji w skali masowej wyraźnie wskazują, że droga od laboratorium do pełnej skali jest jednak długa i wyboista.
Jak przedstawiałem wcześniej, produkcja biomasy na lądzie ma ograniczone możliwości ze względu na konkurencję z produkcją żywności i koniecznością zachowania lasów, zwłaszcza tropikalnych. Duże nadzieje wiąże się z wykorzystaniem zmodyfikowanych glonów czy bakterii (sinice też są bakteriami). Są doniesienia, że będzie wkrótce możliwe produkowanie w ten sposób bezpośrednio wodoru. Zachowajmy jednak ostrożność – masowej produkcji doczekają nasze dzieci, a może nawet wnuki.
Jeszcze później można spodziewać się kolejnego przełomu – zastosowania elementów „wyjętych” z roślin, wykonujących najważniejszą pracę w procesie fotosyntezy, czyli rozbijających cząsteczkę wody, i zastąpienia nimi klasycznych paneli fotowoltaicznych. Wydajność może być bardzo duża, ale na razie są ogromne problemy ze stabilnością i trwałością takich układów. Choć już dziś istnieją pierwsze patenty, z takich rozwiązań będą korzystać najwcześniej nasze wnuki.
Zatem jakie działania mogłyby najszybciej przyczynić się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla?
Jan Kozłowski: Po pierwsze, energooszczędność. Wszyscy są zgodni, że najbardziej zielona energia to ta nie zużyta. Na drugim miejscu postawiłbym sadzenie drzew. Kilkadziesiąt lat będą one magazynować węgiel, a w tym czasie udoskonalone zostaną inne technologie, co oznacza, że nie można zaniedbać prac nad ich rozwojem. Część wyprodukowanego drewna może być w przyszłości użyta jako budulec, a wtedy zawarty w nich węgiel będzie dalej magazynowany. Część drewna może być użyta w przyszłości jako paliwo, ale wtedy, gdy inne technologie obniżą już znacznie emisję lub rozpowszechni się i udoskonali magazynowanie dwutlenku węgla. Jak zmagazynujemy już wiele dwutlenku węgla, będziemy mogli używać go do regulacji temperatury na Ziemi, gdyby z przyczyn astronomicznych nasza planeta weszła w fazę zimnego klimatu. Byłby to zupełnie nowy etap rozwoju naszej cywilizacji.
Dziękuję za rozmowę.
Red. Marta Cipińska
KOMENTARZE