Faszesszel ás ki minket a szemét alól az év feltalálója

Magyarországon a háztartások annyi hulladékot termelnek egy év alatt, hogy meg lehetne tölteni vele ezer focipályát tízméteres magasságig. Raisz Iván egyetemi docens, az év feltalálója, tudja, mit lehetne tenni, hogy a teljes mennyiség hasznosuljon. Ötletének megvalósulásával Magyarország egy év alatt termelődött kommunális hulladékát annyi metilalkohollá lehetne alakítani, amit ha üzemanyagnak használnánk, elég volna a magyar lakosságnak egy év autózáshoz.

Raisz Iván Barta Istvánnal közösen vette át az év feltalálójának díját, amit az nyerhet el, aki külföldön rendezett találmányi bemutatókon a legsikeresebb magyar résztvevő. Találmányuk lényege, hogy oxigén befúvásával kommunális hulladékot égetnek egy speciális kemencében, végtermékként metilalkohol jön létre, amivel gázmotorokban villamos energia termelhető, használható műanyagok készítéséhez, és üzemanyagnak is kiváló. A melléktermékként keletkezett cseppfolyós szén-dioxid is értékesíthető.

Kíváncsiak voltunk, hogyan is néz ki a találmány, így meglátogattuk Raisz Ivánt a miskolci egyetemen. A díjnyertes művet ugyan még nem nézhettük meg valós méretben, egyelőre csak laboratóriumi körülmények között valósították meg, de várhatóan pályázati támogatással jövőre valóban megtekinthető lesz. Azért láttuk a Raisz Iván által készített makettet, amin bemutatta a folyamatot.

A tudóst régóta foglalkoztatja a hulladékkezelés problematikája, mert rengeteg értékes anyag kerül a kukásautókba. Mivel a fosszilis tüzelőanyagok forrásai kimerülőben vannak, olyan megújuló energiaforrást akart találni, ami folyamatosan rendelkezésre áll.

„Ez nem úgy megy, hogy este nyomott hangulatban alszunk, és egy isteni szikrával reggel boldogan ébredünk, és leírjuk. Rengeteg kísérlet kell hozzá, és az összefüggések vizsgálata” – mesélt arról, hogyann jut el a feltaláló a díjnyertes találmányig.

Amíg léteznek energiafogyasztók, addig kibocsátják nekünk a másodnyersanyagot, ehhez kellett megtalálnia a megfelelő technológiát. Az etilalkohol gyártását kukoricából például nem tartja megfelelő technológiának, mert a folyamat több szén-dioxidot bocsát ki az atmoszférába, mint amennyit megköt, illetve mert az eljárásba befektetett energia nagyobb, mint az előállított etilalkohol energiatartalma.

Raisz Iván tehát egy amúgy is létező probléma, a hatalmas mennyiségben létrejövő kommunális hulladék kezelésére talált egy olyan megoldást, amelynek eredményeként metanol jön létre. Ezt számos célra lehet hasznosítani. Előnye, hogy a károsanyag-kibocsátása szinte elhanyagolható, elégésekor mérges gázok nem jönnek létre, kizárólag szén-dioxid, a lánghőmérséklet nem olyan magas, hogy jelentős legyen a nitrogén-oxid-kibocsátás, katalizátor nélkül is lehet hajtóanyagként használni. A metanol további előnye, hogy nem fagy meg télen, nem kell dermedéscsökkentő adalékanyagokat használni, mint a gázolajban.

A későbbi, akár tömeges alkalmazás szempontjából fontos, hogy a metanollal működő motorok gyártása nem drágább lényegesen, csak a sorozat nagyságától függ, hogy mennyibe kerül majd. Raisz Iván megjegyezte azt is, hogy a két világháború idején Magyarországon is működtek olyan autók, melyeket metanollal, akkori közismertebb nevén faszesszel hajtottak.

Hangsúlyozta, hogy bár a benzinfelhasználásnak megfelelő energia áll rendelkezésre a kommunális hulladékból, az így létrejött metilalkoholt nem feltétlenül kell üzemanyagként hasznosítani. Ha valaki például metanolos helyett inkább elektromos autóval járna, a metilalkohollal lehet inkább villamos energiát termelni.

Szemétből faszesz

A folyamat tehát a következő: a kukásautó beérkezik a telephelyre, először kiválasztják a hulladékból azt, ami nem szerves anyag. A szerves anyagot aprítják, a különböző összetételű hulladékot megfelelő arányban összekeverik, utána tömörítik. A tömörítésre azért van szükség, hogy ne maradjon benne levegő, amivel szükségtelenül nitrogén kerülne be a rendszerbe.

A tömörített darabkák egy gázgenerátorba kerülnek, ahonnan ötszázaléknyi szilárd, üvegesedett salak távozik, ez az a rész, ami nem hasznosítható. A fennmaradó rész szennyezett szintézisgázként távozik. A reakcióhoz vízbontóból nyert oxigént használnak fel.

Mivel hulladék volt az alapanyag, a gáznak feltétlenül lesz sósavtartalma, ezt magas hőmérsékleten megkötik, így a hőhasznosító és villamosenergia-termelő egységben olcsón lehet előállítani villamos energiát. A szintézisgázból egy gázmotorban szintén elő lehet állítani villamos energiát, amire a víz bontásához van szükség. A sósavat is hasznosítják, ennek létezik környezetkímélő módja, de mivel a szabadalmi eljárás még folyamatban van, erről több részletet nem árult el.

Ezután a gázból a kéntartalmú komponenseket távolítják el szobahőmérsékleten, az így nyert tiszta szintézisgázt vezetik be a szén-dioxid-leválasztóba, a szén-dioxidot cseppfolyós formában tárolják. Ezt egyébként több célra is fel lehet használni, így például üdítőitalba, tűzoltáshoz, védőgázos hegesztéshez.

Érdekesség, hogy a melléktermékként létrejött cseppfolyós szén-dioxid jobb áron értékesíthető, mint a metilalkohol. Raisz Iván érzékeltetésként elmondta, hogy például interneten kilónként 100 forintért lehet metilalkoholt venni, míg ezzel az eljárással csak 30 forintba kerül. Egy kiló metilalkohol energetikailag egyenértékű egy liter benzinnel.

Tehát a fennmaradó, szén-dioxidot már nem tartalmazó szintézisgáz kerül a metanolreaktorba, ahol 1000 fokra hevítés mellett a megfelelő szén-monoxid és hidrogén arány eléréséhez a vízbontásból származó hidrogént is felhasználják. Innen távozik végtermékként a metanol, amit folyékony formában vezetnek ki.

A rendszer sajátosságai

A hidrogéngáz veszélyessége miatt rendkívül komoly biztonsági intézkedések szükségesek egy ilyen rendszer üzemeltetéséhez.

Óriási előnye ugyanakkor, hogy míg minden oxigénfelesleggel történő égetés (így például a szemétégetők) esetében számolni kell azzal, hogy mérgező dioxingázok keletkeznek, ebben az eljárásban ez a probléma fel se merül, mivel itt a hidrogén van feleslegben, tehát nem keletkeznek dioxinok.

A tudós kiemelte azt is, hogy a folyamatban kátrány sem jön létre, mivel „a legszívósabb szerves molekula is már 1000 fok alatt megadja magát”.

Kevesebb hulladék kerül lerakóba

A kommunális hulladék összetétele változó, átlagban azonban azt lehet mondani, hogy a teljes mennyiség 5-10 százaléka az a szervetlen anyag, amit nem lehet a rendszerbe bevinni, ezek az anyagok hulladéklerakóba kerülnek. Emellett a folyamat során további 5-10 százalék körüli üvegesedett salak keletkezik (ez tehát a teljes hulladékmennyiség 90 százalékának az 5-10 százaléka), ami szintén nem hasznosul, így ez is hulladéklerakóba kerül. Ezzel a módszerrel tehát egy hulladéklerakó, amit 20 évre terveztek használni, most 60 évig használható lesz, magyarázta Novák Péter, a találmány megvalósításában partnerként részt vevő AVE Miskolc Környezetvédelmi és Hulladékgazdálkodási Kft. üzemeltetési vezetője, aki egyébként Raisz Iván tanítványa volt a miskolci egyetemen.

Novák Péter beszélt arról is, hogy a rendszert eddig csak laboratóriumban próbálták ki, de 2010-ben várhatóan el tudnak indítani egy évente 2000 tonna kapacitású tesztet, ami napi egy kukásautónyi hulladék feldolgozását jelenti. A beállítások természetesen változhatnak a szemét összetételének vagy az időjárásnak a függvényében, ami befolyásolja a hatásfokot is, de várhatóan egy tonna hulladékból 300 kiló metilalkoholt lehet majd előállítani.

A kísérleti üzem tapasztalatai alapján később több tízezer tonnás kapacitású üzemet lehetne építeni, ehhez azonban szükségesek a mérési adatok. A távlati célok között szerepel a technológia exportálása elsősorban az uniós országokba, de már most is voltak érdeklődők Kínából.

A projekt megvalósításához az EU várhatóan 200 millió forint támogatást nyújt, a beruházás teljes költsége 520 millió forint. A kísérleti üzem egy alapreaktorból és az előkészítő technológiából áll majd, utóbbi egyébként a rendszer drágábbik része. A beruházáshoz szükséges telep már megvan Miskolcon.