Odpad + odpad = jaderná biorafinerie  
Při provozu jaderných elektráren vzniká odpad, se kterým je problém. Bývá ještě schopen produkovat teplo a v souvislosti s radioaktivním rozpadem emituje neutrony i gama záření. Při výrobě bionafty také vzniká odpad. Tím je nadprodukce glycerolu. Vědci z Lancaster University přišli na způsob, jak pomocí obou odpadů získávat vysoce ceněné suroviny. Stanou se navrhované jaderné biorafinerie hitem nízkoemisního hospodaření, nebo jeden z mála technických ekonomicky efektivních procesů snižujících emise CO2, pohřbí aktivisté?

Glycerol je chemicky trojsytný alkohol.
Glycerol je chemicky trojsytný alkohol.

Kolektiv, převážně britských technologů, se zamýšlel nad dopady, které Evropě přivodí legislativa nařizující zvyšování podílu biosložek v benzínu a naftě. Podíl obnovitelných zdrojů v benzínu by se měl v příštích letech zvýšit na 20 procent. To s sebou přináší celou řadu problémů, včetně potřeby větších ploch pro pěstování k tomu využitelných plodin. Ať už se zvýšený podíl biopaliv bude dosahovat na úkor rozšiřování plantáží palmy olejné, nebo ploch řepky olejné, vždy s tím půjde ruku v ruce navýšení produkce glycerolu.

 

Glycerol alias glycerin, je viskózní kapalina bez zápachu, sladké chuti je považovaný při výrobě bionafty za odpad. Kredit: LhcheM, CC BY-SA 3.0
Glycerol alias glycerin, je viskózní kapalina bez zápachu, sladké chuti je považovaný při výrobě bionafty za odpad. Kredit: LhcheM, CC BY-SA 3.0

V hlavách jaderných inžený a biochemiků se zrodil nápad, jak ze stávajícího způsobu výroby bionafty vymáčknout ještě větší množství biosložek. Technologii říkají jaderná biorafinerie. Je zajímavá tím, že by přispěla ke snižování emisí uhlíku.

 

V podstatě jde o zpracováodpadního glycerolu z průmyslové výroby bionafty na nízkouhlíkovou přísadu, kterou lze lít do nádrže. Docilují toho využitím zbytkové energie z vyhořelého jaderného paliva. Jinak řečeno, Ionizujícím zářením indukují katalytické reakce umožňující vznik solketalu a acetolu.

 

Solketal (struktura molekuly)
Solketal (struktura molekuly)

Solketal je název pro glycerol s izopropylidenacetalovou skupinou spojující dvě sousední hydroxylové skupiny. Na rozdíl od odpadního glycerolu, je solketal zajímavý tím, že ho lze využít jako aditivum do paliva. Na motor má jeho přidání blahodárné účinky. Mimo jiné zvyšuje oktanové číslo paliva a předchází tomu, co ucho motoristy vnímá jako klepání motoru. Nejen, že vylepšuje pravidelnost ve spalování směsi, ale zvyšuje také účinnost motoru, čímž šetří rodinné peněženky. A do třetice nás potěší i při zákonem vyžadovaných návštěvách STK – přídavek solketalu snižuje emise.


Druhou složkou vypadávající z dané technologie je acetol. Po něm rádi natahují ruce výrobci textilu, kterým se hodí při barvení tkanin. Nejspíš se ale o něj budou přetahovat s výrobci plastů, kteří acetol rádi přetavují do nepřeberné řady užitečných věcí.

To, co nová technologie přináší, je obejití energeticky nákladných stávajících způsobů přeměny glycerolu. Novinka zpracování glycerolu nevyžaduje energeticky náročné kroky, jakými jsou například změny pH, obejde se bez vysokých teplot a vysokého tlaku. Dokonce nemá ani potřebu dalších katalytických činidel. Nehledě na skutečnost, že na uložení radioaktivního odpadu společnost stejně musí vynaložit prostředky a tímto způsobem je lze snížit.

Mokrý mezisklad vyhořelého jaderného paliva. S novými objevy chemiků může posloužit jako hlavní komponenta biorafinerie. Kredit: CEZ.cz
Mokrý mezisklad vyhořelého jaderného paliva. S novými objevy chemiků může posloužit jako hlavní komponenta biorafinerie. Kredit: CEZ.cz

 

Výroba surovin z odpadního glycerolu pomocí ionizujícího záření je jakousi vlaštovkou v diverzifikaci využití jaderné energie. Je sice pravdou, že glycerol z výroby bionafty se používá například v kosmetickém průmyslu jako přísada hydratačních krémů a mýdel. Nebo jako zvlhčovadlo v zubních pastách, u léčiv, žvýkaček, barviv ale i k výrobě výbušnin na bázi nitroglycerinu. Také ale třeba v e-liquidech (pro neznalé v oblasti vdechování kouře, jde o nápl do elektronických cigaret).

 

Schéma jaderné biorafinerie. Ke katalytickému procesu výroby solketalu z glycerolu lze využít jak vyhořelé palivové články skladované bazénu, tak případně i suchý sklad vyhořelého paliva. Kredit:  Arran Plant, Lancaster University.
Schéma jaderné biorafinerie. Ke katalytickému procesu výroby solketalu z glycerolu lze využít jak vyhořelé palivové články skladované bazénu, tak případně i suchý sklad vyhořelého paliva. Kredit:  Arran Plant, Lancaster University.

S rostoucím podílem přidávané biosložky do nafty vzniká již víc glycerolu, než jsme schopni vymydlit a prokouřit a je všeobecně považován za odpad. Technologové spočítali, že stávající jaderná zařízení v Evropě (úložiště vyhořelého paliva a v současné době provozované tlakovodní reaktory) by umožňovaly z odpadu produkovat 104 tun solketalu ročně. To už je zajímavé (zvláště pokud se počítá se zvyšováním biosložky), ať se na to díváme z úhlu pohledu ekonomického, klimatologického, ekologického, zemědělského, nebo třeba i jen snižování potřeby kácení pralesů.

 

Chemicky se jedná o produkci solketalu (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl) a acetolu (Hydroxyacetonu) ve vodní směsi glycerolu s acetonem působením ionizujícího záření a výtěžkem 1,5 ± 0,2 µmol J −1, respektive 1,8 ± 0,2 µmol J −1 . Podrobnosti, jak připravit směs glycerolu s acetonem, jak jí následně prohnat prostředím s radiací, včetně grafů o vlivu dávek záření (neutronové, gama) na výtěžnost procesu, jsou dostupné v dokumentu zveřejněném v nejnovějším čísle časopisu Communications Chemistry.

Mezisklad vyhořelého paliva Dukovany. Kredit: SÚJB
Mezisklad vyhořelého paliva Dukovany. Kredit: SÚJB

 

Závěr

Zda slibná technologie zpracování glycerolu dostane svou šanci, není v tuto chvíli jisté. Rozhodující nejspíš bude, jak dopadnou žaloby ekologických organizací Greenpeace a Deutsche Umwelthilfe, které již adresovaly předžalobní výzvu firmám Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz a ropné a plynařské společnosti Wintershall. Předmětem sporu je výroba spalovacích motorů podepisujících se na změně klimatu. Ke zde popsané diverzifikaci využití jaderné energie a ionizujícího záření, nejspíš řeknou své i ekologové rakouských spolkových zemí. V každém případě není strůjcům Zelené dohody (green deal) co závidět. Děláním z Evropy první klimaticky netrální kontinent na světě a snahy do roku 2050 dosáhnout nulových čistých emisí skleníkových plynů, kde cituji: „nebude opomenut žádný jednotlivec...„, je odvážně vysoko položená laťka. Dosahovat toho zavíráním atomových elektráren, odklonem od jádra, spolu s bezprecedentním zadlužováním budoucí generace, se moc dobře neslučuje s proklamacemi o udržení naší ekonomické konkurenceschopnosti. Spíš to připomíná poněkud již jednou profláknuté „Dohnat a předehnat!“. Nezbývá než doufat, že kapitáni nastolující program „modré ekonomiky“ aakční program pro zemědělství“, vědí, co činí.

 

Literatura

Arran George Plant.: „Nuclear-driven production of renewable fuel additives from waste organics“, Communications Chemistry 4, Article number: 132 (2021)
Isabella Corrêa et al.: Continuous Valorization of Glycerol into Solketal: Recent Advances on Catalysts, Processes, and Industrial Perspectives, Review, Sustain. Chem. 2021, 2
Lancaster University https://www.lancaster.ac.uk/engineering/research/nuclear/


Datum: 23.09.2021
Tisk článku


Diskuze:

takhle vypadá "odchod" od biopaliv

Čestmír Berka,2021-09-26 12:36:20

https://www.iea.org/reports/renewable-energy-market-update-2021/transport-biofuels

Odpovědět

RED II - snížení emisí v dopravě

Čestmír Berka,2021-09-26 12:10:38

oenergetice.cz/evropska-unie/smernice-obnovitelnych-zdrojich-dozna-vyznamnych-zmen

Směrnice o obnovitelných zdrojích dozná významných změn
Evropská Unie

22. červenec 2021, 13:14
Zuzana Vrbová

Evropská komise ve středu 14. července zveřejnila nový legislativní balíček s názvem Fit for 55. Ten má Evropu dovést k cíli 55% snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030. Součástí balíčku je i novelizovaná směrnice o obnovitelných zdrojích energie, která má doznat poměrně významných změn.
RED II rovněž mění pravidla pro výpočet podílu obnovitelných zdrojů v dopravě. Nově se cíl odvíjí od snížení emisní intenzity paliv v dopravě. Cíl je nastaven na 13 % v roce 2030.

Odpovědět

Jaká uhlíková stopa?

Martin Jahoda,2021-09-24 16:22:04

Fotosyntéza prý odčerpává z atmosféry 120-220 miliard tun CO2 ročně. Člověk prý vyprodukuje dle https://www.google.com/…6AM
asi 35miliard tun. Někde se udává i 110 miliard tun CO2 za rok

Ale narazil jsem na informaci v
https://www.nase-voda.cz/svetove-oceany-pohlcuji-tretinu-emisi-oxidu-uhliciteho/
a potvrzeno v dalším článku
https://www.czechspaceportal.cz/oceany-pohlcuji-vice-uhliku-nez-jsme-ocekavali/


Z které plyne, že těch deklarovaných 110 miliard tun CO2 ročně co prý člověk vypustí, je ve skutečnosti množství vyprodukované lidmi od roku 1994 do roku 2006. Tedy ve skutečnosti člověk generuje jen asi 8,5 miliardy tun CO2 ročnčně. - to je změřeno - všechny ostatní čísla si autoři cucají z prstu - jsou to dohady.
Oceán jen v roce 2010 pohltil dle měření asi 3 miliardy tun CO2 z toho co vyprodukoval člověk plus to svoje standardní.
A fotosyntéza dalších 120-220 miliard.
Pokud bychom nepálili biomasu v eko zařízeních tak by zemědělství spotřebovalo asi 5 miliard tun CO2 ročně na produkci potravin. Neb rostliny svá těla staví hlavně z CO2 a těla skotu a dalších zvířat pak jsou postavena zase z těchto rostlin.
Tedy stačilo by nepálit biomasu a zvednout produkci potravin o asi 10% a uhlíková stopa lidstva by byla 0.....
A všichni by se nažrali a ekonomika by zůstala celá....

Odpovědět


Re: Jaká uhlíková stopa?

Mojmir Kosco,2021-09-24 19:51:26

Rozhodující jsou limitní hodnoty . Představuji si to tak že v oběhu je určité množství uhlíků v koloběhu živých organizmů. Pro zjednodušení 100 tento systém mám určitý vyrovnávací rozptyl třeba 10 % na sopky a tak . Problém nastane když tuto purifikační schopnost překročíme. Je možné, že když překročíme o dalších 10 % tak se nic nestane , ale můžeme překročit o promile a zhroutí se celý koloběh .Tyto hodnoty asi dnes nikdo nezná ... Samozřejmě nevím tak se na to vykašlu , ale z jiných jakýchkoliv oborů vím že po překročení určité meze vždy přichází pád.....

Odpovědět


Re: Re: Jaká uhlíková stopa?

Josef Šoltes,2021-09-24 23:24:19

Otázkou je, jestli celý ten systém nemá zpětnou vazbu. A to zcela jistě má, protože vyšší hladina CO2 v atmosféře = rychlejší růst biomasy. Je jasné, že většina uhlíku v biomase se do koloběhu zase vrátí zpět, ale část ne a je trvale zachycena. Podle mě se z CO2 dělá velbloud a přitom bychom měli investovat dané peníze spíše do přizpůsobení se změnám než do snahy ty změny zastavit snižováním produkce CO2.

Odpovědět


Re: Jaká uhlíková stopa?

Jan Novák9,2021-09-25 16:00:00

O rozpadu biomasy jste neslyšel? Budete ty miliardy tun biomasy zavařovat do plechovek aby vydržela nerozložená zpět na CO2 alespoň 50 let?

Zase na druhé straně to není zas tak špatný nápad, zelení by na to určitě skočili. Když může být bezemisní elektromobil který se nabíjí z elektrárny na uhlí...
Dutí jsou na to dost. Ostatně je to stejný způsob jako likvidace uhlíkové stopy vysazením stromů tam kde je před tím vykáceli/spálili.

Odstranění uhlíkové stopy je možné jen přechodem na středověké hospodářství spojené s hladomory/epidemiemi aby se udržela nízká populace. Jakákoliv moderní technologie je zatížená produkcí CO2 kterou jí nikdo neodpáře. Už proto že to CO2 je produkováno v Číně která se jen směje při pohledu na to jak Evropa páchá ekonomickou sebevraždu a odsuzuje budoucí generace k životu v hladu a chudobě. Biopaliva jsou kontraproduktivní, zachytávání CO2 a skladování pod zemí je možné jen pro zlomky procent produkce.

Odpovědět

Mám lepší nápad

Jan Novák9,2021-09-24 11:38:41

Glycerolu by prudce ubylo kdyby se zemědělská půda používala na pěstování potravin a ne na dojení dotací za ztrátová biopaliva která škodí na všech stranách.

Poslední větu beru jako pojistku autora aby budoucí sociální kredit nezačínal příliš v mínusu. Tomu že "kapitáni" mají nějaký plán (nekončící totálním krachem) a neřídí ekonomiku podle toho který odpadlík ze školy křičí nejhlasitěji věří už jen skuteční věřící zeleného náboženství.

Odpovědět

dehydratačních?

Jan Rychlik,2021-09-24 09:53:15

Následující věta mi připadá poněkud podezřelá: "Je sice pravdou, že glycerol z výroby bionafty se používá například v kosmetickém průmyslu jako přísada dehydratačních krémů a mýdel."

Možná by to chtělo opravit, pokud by se ukázalo, že mělo být "jako přísada do hydratačních krémů a mýdel".

Odpovědět


Re: dehydratačních?

Josef Pazdera,2021-09-25 06:55:00

Mně také :) Díky. J.

Odpovědět

Biopaliva

Josef Šoltes,2021-09-24 09:48:59

Kolik energie se na výrobu biopaliva vynaloží a kolik se získá? Jaká je výtěžnost?

Odpovědět


Re: Biopaliva

Jan Novák9,2021-09-24 11:17:58

Výtěžnost je mizerná. Proto zemědělci nepoužívají vlastní bionaftu do traktoru. U bionafty je výtěžnost lehce kladná, u biolihu záporná - spotřebuje se víc fosilních paliv než se vyrobí lihu. Ve výrobě je obrovský rozptyl, když můžete pro destilaci pálit prales jako v Brazílii, bude bilance kladná i pro biolíh (za cenu likvidace pralesa). Nebo nebudete hnojit a bilance se prudce zlepší (hnojiva jsou energeticky náročná) za cenu rychlého vyčerpání půdy (půda se vlivem intenzivního pěstování pro biopaliva vyčerpá stejně, ale trvá to déle).

Odpovědět


Re: Re: Biopaliva

Vinkler Slavomil,2021-09-24 11:29:01

Prales se primárně nepálí. Cukrovar a lihovar se vytopí odpadním produktem - drcená vyluhovaná třtina = bagasa.

Odpovědět


Re: Re: Re: Biopaliva

Jan Novák9,2021-09-24 11:45:42

V tom případě mají extrémě malou výtěžnost, jinak by toho odpadu nemohlo být dost. Ale jako PR dobré, zeleným řekneme co chtějí slyšet a spálíme co je po ruce.

Odpovědět

Emise CO2 to omezí málo

Florian Stanislav,2021-09-24 08:20:39

"Technologové spočítali, že stávající jaderná zařízení v Evropě (úložiště vyhořelého paliva a v současné době provozované tlakovodní reaktory) by umožňovaly z odpadu produkovat 10 000 tun solketalu ročně".
I kdyby uhlíková stopa solketalu byla nulová, což vzhledem ke spalování jeho uhlíku ani být nemůže, tak 10 000 tun emisí CO2 vyprodukuje asi 830 občanů ČR za rok. Roční emise ČR na 1 osobu jsou asi 12 tun CO2 za rok. Jakoby ekologické Norsko má emise 15 tun CO2/obyv za rok.
Koronavirová opatření snížila světové emise asi o 7%.

Odpovědět

Stále nesmysl s biopalivy

Petr Sponer,2021-09-24 07:58:59

Technologie je to nepochybně zajímavá. Ovšem stále to má jednu drobnou chybu. Pořád vycházejí z toho absurdního nesmyslu, kterému se říká eufemisticky biopaliva. Tenhle ekologický zločin např. v České republice okupuje zhruba 20% orné půdy.Kdyby nám výchozí surovina zůstávala z něčeho jiného, tak budu všemi 10 pro. Ale v tomhle případě musím prohlásit, že jde jenom o extenzi toho ekologistického nesmyslu.

Odpovědět


Re: Stále nesmysl s biopalivy

Jan Novák9,2021-09-24 12:06:47

Ekologické řešení produkce CO2:
https://www.novinky.cz/zahranicni/clanek/protesty-za-klima-se-vraci-aktivista-uz-skoro-mesic-neji-a-chce-prestat-i-pit-40372998

Pokud to vydrží pár týdnů, jeho produkce CO2 klesne na nulu (po kremaci).
Pokud toho ekoligisti chtějí dosánout rychleji, doporučuji přestat CO2 vydechovat. Stačí pár minut. Tím budou veškeré problémy daného jednotlivce vyřešeny (nejen problémy s oteplováním). Zároveň tím prospěje lidstvu zvýšením průměrného IQ.

Odpovědět


Re: Stále nesmysl s biopalivy

Dušan Rajninec,2021-09-26 05:29:09

Žiadny ekologický zločin ! Je pre krajinu lepšie , keď sa obrába a produkuje biopalivá , ako by ležala ľadom a rástla ta 2 m burina !
Viete mi povedať čo by ste tam pestovali , keď nie repku , kukuricu pšenicu na výrobu biopalív ? Už dnes je v ČR a aj SR nadprodukcia obilnín , asi 2-3 milony ton /ČR/ a 1 milion ton /SR/ . A zlé časy sa iba blížia . Rusko a aj Ukrajina sú dnes exportéri obilia v desiatkach milionoch ton . A im sa nebude dať konkurovať cenami.
Myslím , že príroda si poradí sama . Bude viac CO2 v atmosfére , bude viac potravy , budú väčšie kravy , sliepky . /Stačí ísť do hociktorého muzea a uvidíte malé vozy pre malé kravy , postele pre 150cm sedliakov . Keď bolo veľa CO2 boli prasličky 20metrové a jaštery mali 10-20 m. A nikto nezvonil na poplach ! Nie sme tu návštevníci , ale iba náhodní okoloidúci.

Odpovědět


Re: Re: Stále nesmysl s biopalivy

Petr Sponer,2021-09-26 20:37:56

Nepěstoval bych tam nic. Krajině by velmi prospělo, jenom udržovat sekané louky. Rozhodně jí neprospívá extenzivní pěstování spolu s masivním hnojením a užíváním pesticidů a herbicidů.
Jestli už musíme něco dotovat, tak ať to alespoň příliš Nepoškozuje pro krajinu. To bohužel pěstování biomasy pro nejrůznější technické použití rozhodně dělá. A nejenom krajinou, ještě ke všemu to velmi negativně ovlivňuje spodní vody a částečně i ovzduší.

Odpovědět


Re: Re: Stále nesmysl s biopalivy

Pavel Riedl,2021-09-27 07:13:36

Tak to evidentně není. Řepkové pole, aby k něčemu bylo, potřebuje deset postřiků, některé se mohou smíchat... takže vyjete traktor, spálí naftu... a postříká pole. Pak se to sveze, opět naklaďákem, do jedné ze dvou rafinérek, které to umí a vyrobí se z toho 'biosložka', která se nalije do nádrže a spálíš v motoru, který taky není moc efektivní.

Jeden solární panel (1.5 m2), má v ročním cyklu 400x vyšší energetický výnos, než 1 akr řepky.
Viz:
https://youtu.be/bhIGVAiUCRo
https://www.biomasakr.cz/

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace