Produkcja tego paliwa kosztuje 25 groszy za litr. "To będzie rewolucja"

Węgiel nie musi szkodzić środowisku. Na zdjęciu elektrownia Kozienice fot: Zenon Zyburtowicz/East News

Łącząc węgiel z wodą, Polacy chcą podbić rynek oleju opałowego, a w przyszłości napędzać silniki samochodowe. Poznaj technologię, która może zbawić polskie górnictwo i spełnia wymogi pakietu klimatycznego.

Kryzys paliwowy zmusił chińskie władze do szukania nowych rozwiązań wykorzystania węgla. W ten sposób narodziło się paliwo wodnowęglowe. Po czterdziestu latach Chińczycy są potęgą w stosowaniu tej technologii - w sześciu zakładach wytwarzają go około 60 mln ton rocznie. Paliwa używają głównie elektrociepłownie.

W 2008 roku Chiński Ośrodek Badań Naukowych udowodnił, że jeśli przemysłowy bojler w zastępstwie węgla jest zasilany paliwem wodnowęglowym, to przy spalaniu rzędu 10 mln ton, redukcji ulega 110 tys. ton tlenku siarki oraz 2,2 mln ton dwutlenku węgla.

Do produkcji nowatorskiego paliwa potrzebne są trzy składniki: woda, dowolny węgiel i związek chemiczny, dzięki któremu ciecz ma niski punkt zapłonu, nie zamarza, a także nie rozwarstwia się. Twardy składnik (węgiel) zostaje rozdrobniony do mikronowych ziarenek pod wpływem ciśnienia wody rzędu 2 tys. atmosfer. To tak jakby woda leciała z szybkością ponad dwóch prędkości dźwięku, czyli około 700 metrów na sekundę.

Fot. Marian Mazurkiewicz, archiwum prywatneCiecz doprowadzana jest przez dyszę (1), a węgiel przez górny otwór (2). Kiedy kamienie spotykają się z tak dużym ciśnieniem, dochodzi do olbrzymiej turbulencji. Materiał ściera się o siebie, cząsteczki stają się coraz mniejsze, a dopiero odpowiednio małe mają szansę uciec przez sito do zbiornika, w którym się odkładają.

Koszt wyprodukowania litra paliwa w proporcji węgla do wody 70/30 wynosi 0,25 zł. W obliczeniach przyjęto, że tona węgla kosztuje 150 dolarów i nie uwzględniono kosztów inwestycji, a także podatków. W ciągu godziny można wyprodukować 2 tys. litrów.

Do wyprodukowania 186 kWh (miesięczne zużycie energii w statystycznym gospodarstwie domowym wg. CBOS) potrzeba około 34 litrów paliwa węgiel-woda w proporcji 70/30, zatem koszt wyniesie 8,5 zł. Zastosowanie oleju to czterokrotnie większy koszt.

Pracami profesora Mariana Mazurkiewicza (na zdjęciu) interesowała się NASA fot: Fot. Marian Mazurkiewicz, archiwum prywatne

Polski przełom

Bardzo ważna jest wielkość ziarna - im drobniej sproszkowane, tym lepiej. To tak jak z węglem - duża bryła spala się dłużej, niż ten sam kamień rozbity na małe fragmenty. Chińczycy dysponują technologią umożliwiającą skruszanie do poziomu 45-50 mikronów. Profesor Marian Mazurkiewicz z amerykańskiego Uniwersytetu Missouri-Rolla potrafi rozdrabniać nawet o poziomu 10-15 mikronów.

Polski naukowiec stworzył i opatentował  sposób wytwarzania mikrozawiesiny oraz mikronizator. Dzięki jego technologii węgiel zostaje skruszony drobniej niż przy zastosowaniu chińskiej metody. W rezultacie proces spalania jest bardziej dynamiczny, a energia chemiczna jest wykorzystana nawet w 97 procentach.

- To gigantyczna sprawa. Dla odbiorcy oznacza to większą moc paliwa - cieszy się profesor. Polski naukowiec w pierwszej kolejności chce produkować zamiennik oleju opałowego. Najłatwiej go zrobić, a poza tym to najprostszy sposób zadziałania na wyobraźnię Polaków. Jeśli pomysł się przyjmie, chce zacząć robić paliwo do silników.

- Przy jeszcze większej mikronizacji jestem w stanie otrzymać skruszenie węgla na poziomie poniżej 5 mikronów. Takie paliwo nadaje się do napędu samochodów z silnikami diesla - tłumaczy. Zainteresowanie badaniami polskiego profesora wyraziła NASA.

- Zgłosili się do mnie z pytaniem, jak to robię - opowiada. - Byli ciekawi, bo statki kosmiczne można napędzać węglem, tylko musi być mikroskopijny. Proces dynamicznego spalania powinien być na tyle duży, żeby unieść rakietę. W rezultacie nie było żadnej współpracy, ale samo zainteresowanie to wyróżnienie.

Polskie postępy technologiczne cieszą dr Jana Hycnara, specjalistę w zakresie produkcji paliwa wodnowęglowego z Konsorcjum Przedsiębiorstw Robót Górniczych i Budowy Szybów. Według niego, różnica pomiędzy polską i chińską technologią jest bardzo istotna. - Jeśli profesor Mazurkiewicz potrafi to zrobić, to naprawdę mu gratuluję - przyznaje. - Mało tego, bylibyśmy zainteresowani współpracą.

Paliwo węgiel-woda to idealny zamiennik dla oleju opałowego. Nawet właściwości mają podobne fot: Dima1986/wikimedia/CC BY-SA 3.0

Walka o grant

Kancelaria Consultor, która ma licencję na technologię polskiego profesora, założyła konsorcjum z Wojskowym Instytutem Techniki Inżynieryjnej we Wrocławiu. - Wspólnie złożyliśmy wniosek o przyznanie grantu w programie organizowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju - powiedział Waldemar Maliszewski, który nadzoruje projekt po stronie Instytutu. - Konkurencja jest bardzo duża. We wcześniejszych edycjach uczestniczyło kilkaset podmiotów.

Projekt przeszedł przez pierwszą część konkursu bez zastrzeżeń, mimo że odpadł co trzeci kandydat. Teraz trwa ocena merytoryczna, która zadecyduje, czy wniosek zakwalifikuje się na sfinansowanie badania naukowego. Jego wartość to 8 mln zł, z czego NCBR miałoby udzielić dofinansowania w wysokości 4 mln zł. Pozostała część to wkład własny.

Konsorcjum liczy, że decyzja zapadnie pod koniec roku. Jeśli uzyska dofinansowanie, profesor stanie na czele ośmioosobowego zespołu chemicznego, który przeprowadzi badania w dwóch fazach. Pierwsza to badania parametryzowane, które pokażą, jak paliwo będzie zachowywało się w warunkach przemysłowych. Następnie możliwe stanie się przetestowanie paliwa w elektrociepłowni. Paliwo mogłoby pojawić się na rynku za dwa lata.

Technologią zajmuje się również Konsorcjum Przedsiębiorstw Robót Górniczych i Budowy Szybów w Mysłowicach. - Mamy wypracowaną technologię produkcji i gotowy palnik - zdradza prezes Andrzej Michalik, który nadzoruje projekt. - Teraz przygotowujemy instalację, jest wyznaczony kocioł, gdzie będziemy robić próbne spalanie. To wciąż będą testy, ale mówimy już o spalaniu.

Prezes Andrzej Michalik nie chce podawać konkretnych kwot, ale jak mówi, do tej pory koszty nie były duże, a wszystko zostało pokryte ze środków jego zespołu. - Jeśli testy zakończą się pomyślnie, planowana jest współpraca z elektrociepłowniami, by w dłuższej perspektywie czasu pokazać zalety nowego paliwa - dodaje

Pozostawieni sami sobie

Ministerstwo Gospodarki jest zaznajomione z tematem, ale nic poza tym. - Dotychczas nie realizowaliśmy działań związanych z tą tematyką badawczą - przyznaje Danuta Ryszkowska, rzecznik resortu. - Jednocześnie deklarujemy pełne wsparcie przy realizacji tego typu projektów badawczych i wdrożeniowych.

Profesor Marian Mazurkiewicz przyznaje, że jak dotąd nie mógł liczyć na pomoc władz, choć podejmował próby. - Osiem lat temu, na konferencji w Opolu, rozmawiałem z Jerzym Buzkiem - opowiada. - Przedstawiłem mu swoją technologię. Powiedział, że jest interesująca i żebym skontaktował się z nim przez sekretarza. Próbowałem trzy razy - bez skutku, a trzeba powiedzieć, że Buzek był osobą, która dużo mówiła na temat zastosowania węgla w Polsce.

- Teraz o projekcie wie wicepremier i minister gospodarki Janusz Piechociński, sam mu złożyłem materiały - dodaje Artur Zieliński, partner zarządzający z kancelarii Consultor. - Poza tym pod koniec października rozmawiałem z Iloną Antoniszyn-Klik, która jest podsekretarzem stanu w Ministerstwie Gospodarki. Była bardzo zainteresowana, powiedziała, że będzie rozmawiała na ten temat z profesorem Krzysztofem Kurzydłowskim, szefem Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, żeby projekt został poważnie wzięty pod uwagę.

Biernością władz rozczarowany jest również dr Jan Hycnar. Według niego, polscy naukowcy są pozostawieni sami sobie. - Dla mnie to fałszywy kierunek, bo dużo się mówi o czystym węglu, a nikt z tym nic nie robi. Brakuje jednolitej polityki, bo nie ma wątpliwości, że to się opłaca.