Tudja, hogy használt WC- papírból is lehet áramot termelni?

Ki hinné, hogy a használt toalettpapír rejtette energiaforrás?

A fenntartható társadalom egyik legnagyobb kihívása, hogy összekapcsolja a valós igényeket a felkutatható forrásokkal, azaz minél könnyebben elérhető és olyan hatékony forrást találjunk, amely a legkisebb károsanyag kibocsátást produkálja. Holland kutatók egy nagyszerű megoldást találtak: használt WC-papírból elektromos áramot hoznak létre.

Rejtett energiaforrás a használt toalettpapír

A hollandiai University of Amsterdam és az Utrecht University kutatói egy olyan kétlépcsős eljárást dolgoztak ki, amivel használt toalettpapírból elektromos áramot állítanak elő. A holland kutatók tanulmányukat az Energy Technology magazinban publikálták idén augusztusban. Azt mérték fel a publikációjukban, hogy kivitelezhető-e WC- papírból áramot előállítani.

Ki hinné, hogy a használt toalettpapír rejtette energiaforrás? Forrás: The Register

A kutatók által kidolgozott új technológiai folyamat legfontosabb célja, hogy maximalizálja a hatékonyságot és a fenntarthatóságot.

A használt WC- papírt a szennyvízkezelés során vissza lehet alakítani cellulózzá abból a célból, hogy elektromos áramot produkáljon,

méghozzá ugyanolyan hatékonysággal, mint egy természetes gázüzem. A használt WC-papír a kommunális szennyvízből folyamatosan és nagy tömegben kinyerhető, de nehéz kezelni, mert fekáliát tartalmaz.

Belindul a WC-papír erőmű

Maga a technológia igen egyszerű: a szennyvízből összegyűjtik a WC-papírt, majd kiszárítják és átalakítják gázzá egy 900 Celsius-fokos gázkamrában. A folyamat kulcsa, hogy mielőtt a WC-papír belépne a gázosítóba, nedvességtartalmát 60 %-ról 25%-ra csökkentsék.

Egy franciaországi szennyvíztisztító egyik medencéje. A szennyvízből kinyerhető WC-papírból az új technológiával elektromos áram állítható elő Forrás: AFP/Christophe Lehenaff

A szárító folyamathoz szükséges energiát a gázosítás és a szilárd-oxid üzemanyagcella remanens hője fedezi.

A szerves anyagokat gázzá alakítják, hidrogén, szén-dioxid, szén-monoxid és metán jön létre, majd ezeket egy ciklonon átvezetik, ami eltávolítja a szenet és a képződött hamut. Az így keletkezett gázokat ezután bevezetik a szilárd-oxid üzemanyag-cellába, mely nagyon magas hőmérsékletet tart fenn, alacsony kibocsátású elektromos áramot termelve a metánból.

A szennyvíznek igen magas a metán és egyéb szénvegyület tartalma Forrás: AFP/Mychelle Daniau

Az eltávolított szén és hamu újrahasznosításra kerül a gázosító égéstérben, majd a gáz belép a kátrányeltávolító rendszerbe, amely három különálló hasábból áll, és eltávolítja a könnyű és nehéz kátrányt. Az első hasábban a terméket lehűtik 80 Celsius-fokra és eltávolítják belőle a nehéz kátrányt.

Látogatók egy szennyvíztisztító makettje előtt az 5. sanghaji nemzetközi vizes kiállításon Forrás: AFP/Zhong Yang

Aztán a gáz belép a második hasábba, az abszorberbe, ahol a súroló olaj eltávolítja és elnyeli a könnyű kátrányt, majd a harmadik hasábban a megtisztított kátrányt forró levegővel (320 Celsius-fok) elválasztják az olajtól, és újrahasznosítják az égetőben.

WC-papír, mint megújuló energiaforrás

A gázosító azzal, hogy oxidánsként hasznosítja a levegőt, elkerül egy drága oxigén elkülönítő egységet anélkül, hogy nitrogénnel hígítaná a kinyert gázt. A gázosító és az égető el vannak szeparálva: a gázkamra az égetőben van elhelyezve,

így jó hőcserét érnek el,

és mégsem keverednek össze a kimerült illetve a termék gázok.

Megújuló energiaforrássá válhat Forrás: Wikimedia Commons

A teljes folyamat emissziója alig 1/6-a a szénüzemének. A U.S. Energy Information Administration adatai szerint

ez az eljárás a kibocsátás tekintetében egy szintre emeli a WC- papírt a megújuló energiaforrásokkal.

Mivel hulladék, negatív költségű energiaforrás

Köszönhetően annak, hogy a rendszer zárt, és hogy az üzemanyag-cella megnövekedett hatékonyságú, ez az új technológia 2-3-szor több elektromos áramot termel, mint ha pusztán elégetnénk a papírt.

A kiszárított papírmaradványok az új technológiai rendszerben gázosításra kerülnek Forrás: Live Science

A számítások szerint, ha például Amsterdam a városban naponta elhasznált összes WC-papírból elektromos áramot termelne, akkor a szennyvízkezelő berendezések nem csak 40% energiát spórolnának meg ezzel a módszerreel,

hanem még 6 400 háztartás teljes elektromos áram fogyasztása is fedezhető lenne.

Amszterdami utcarészlet. A számítások szerint 6 400 háztartás napi energiaszükségletét fedezné a város egynapi használt toalett-papír "termése" Forrás: hemis.fr/MATTES René / hemis.fr/Mattes René / Hemis.Fr

A WC-papír gazdag szénforrás, amelynek a fához hasonlóan 70-80 % a cellulóz tartalma. A WC-papír összehasonlítva más városi hulladékkal egyike azon kevés nyersanyagnak, amelynek negatív a költsége, mivel hulladékként és nem forrásként tekintenek rá. (Ha forrásként lesz kezelve, akkor a költsége viszont pozitívvá válik.)

Rendkívül hatékonyan működhetnének a WC-papír erőművek

A WC-papír felhasználását jelenleg korlátozza, hogy fekália tartalma miatt eltér a jogi státusza a többi hulladékétól.

A technológia rendszerbe állításának relatíve még magasak a költségei,

főleg az üzemanyagcella befektetési ára miatt, de a kutatók azt várják, hogy ez jelentősen csökkenni fog az üzemanyagpiac fejlődésével, diverzifikációjával.

A WC-papír erőművek igen költséghatékonnyá tehetők a kutatók prognózisa szerint Forrás: Wikimedia Commons

A „WC-papír erőmű" működtetési költsége ezzel szemben igen alacsonynak mondható a technológia termodinamikus hatékonysága miatt, és a rendszernek igen magas, 57 %-os az elektromos áramtermelési hatékonysága is. További fejlesztésekkel és a jogi környezet megfelelő megváltoztatásával azonban jelentősen javítható lesz a rendszerköltség hatékonysága, mindez pedig az áram iránti növekvő társadalmi igénnyel párosulva, ígéretes jövőbeli energiaforrássá teszi a használt toalett papírt.