Gdy przez kraj przetacza si dyskusja na temat biopaliw, a dokadniej biodiesla, prof. Wodzimierz Kotowski w Politechnice Opolskiej robi paliwo z... wgla kamiennego. Mog si tylko cieszy, bo mj samochd nie ma prawa jedzi na biodieslu – tak przynajmniej zaznaczy producent auta. Ta sama uwaga dotyczy wikszoci nowych aut z silnikami diesla, sprzedawanych obecnie w Europie.
Z paliwami pynnymi mamy dwa problemy. Zasoby naturalnej ropy naftowej wystarcz na 60−80 lat. Zdaniem prof. Kotowskiego, za jakie dziesi lat bdziemy obserwowa apogeum wydobycia tego surowca. Potem ceny gwatownie wzrosn, a wydobycie zacznie spada. Ju dzi ceny ropy niewiele maj wsplnego z kosztami wydobycia. Z biodieslem, czyli pynnym paliwem silnikowym na bazie oleju rzepakowego, jest inny problem. Uprawa tej roliny wymaga najlepszych gleb, a wydajno rzepaku jako rda paliwa nie jest dua. Z jednego hektara upraw uzyskuje si tylko ton paliwa. Z tych powodw opolski uczony uwaa produkcj biodiesla z rzepaku za najmniej perspektywiczn.
Na wiecie od lat eksperymentuje si z paliwem wodorowym. Samo zbudowanie samochodu na wodr to nie abstrakcja. Na wiecie s ju stacje tankowania wodoru, jednak wybudowanie infrastruktury do przesyu oraz tankowania wodoru nie wydaje si wykonalne w cigu najbliszych dwudziestu lat. Zdaniem prof. Kotowskiego, paliwa pynne nie s w najbliszym stuleciu zagroone.
Tymczasem ju teraz obok szybw wydobywczych ropy naftowej powstaj fabryki paliwa pynnego z metanu, czyli syntetycznego oleju dieslowskiego. W tym wypadku chodzi o wykorzystanie gazu, ktry normalnie musiaby by spalony na miejscu, czyli zmarnowany. Produkcja takiego paliwa nie jest dua – ok. 12 mln ton rocznie – i jest ono dodawane do naturalnego diesla z ropy naftowej.
Technologi produkcji paliwa pynnego z wgla opracowano w okresie midzywojennym. Nosi ona naw metody Fischera−Tropscha, od nazwisk dwch niemieckich chemikw. Polega na zgazowaniu wgla. Zapalamy go i zamykamy dopyw powietrza, a doprowadzamy tlen z par wodn. W ten sposb wytwarza si mieszanina tlenku wgla i wodoru. Z tych substancji wytwarza si metanol. Jest to jeden z podstawowych pproduktw przemysowych, bdcy podstaw wyrobu wielu tworzyw stosowanych w przedmiotach codziennego uytku (jak elana czy bakelit). Zmieniajc katalizator z miedzi na elazo, mona jednak z tego samego tlenku wgla i wodoru wyprodukowa syntetyczn rop naftow. Jeszcze do niedawna na do du skal wykorzystywano t metod w Republice Poudniowej Afryki. Istniay tam od czasw wojny trzy fabryki paliwa z wgla o wydajnoci 4,5 mln ton rocznie.
Take w Polsce przez jaki czas stosowano t metod. Trafia do nas w ramach reparacji wojennych z Niemiec linia do produkcji paliwa z wgla. Zainstalowano j w Zakadach Chemicznych w Owicimiu, gdzie pracowa niegdy prof. Kotowski. Ju wwczas interesowa si on ywo t metod i wprowadzi do niej drobne udoskonalenia. Obecnie laboratoryjna linia do produkcji syntetycznej ropy z wgla istnieje na Politechnice Opolskiej. Maszyneri zakupia Petrochemia Pock, gdzie W. Kotowski by niegdy dyrektorem generalnym. W uczelni jego zesp moe wytwarza 17 gramw syntetycznej ropy na dob. Uczeni z PO doskonal katalizatory elazowe syntetycznej ropy. – Chcemy pozna i udoskonali najnowoczeniejsz technologi z Poudniowej Afryki – mwi uczony o swoich zamierzeniach. Obecnie jego zesp bada katalizatory w aspekcie maksymalizacji produkcji oleju dieslowskiego. – Chcemy znale taki katalizator, ktry sprawi, e w produkowanej ropie poow bdzie stanowi olej napdowy – mwi prof. Kotowski. Badania te finansowane s przez PKN Orlen i Kompani Wglow.
Diesel produkowany z syntetycznej ropy ma wiele zalet. Uczony wymienia je jednym tchem: – Nie zawiera siarki ani wglowodorw aromatycznych, w tym benzenu, oraz ma znacznie wiksz liczb cetanow od naturalnego diesla. O ile paliwo z ropy naftowej ma liczb cetanow poniej 57, to syntetyczny diesel – powyej 70. Oznacza to wiksz moc silnika przy niszym zuyciu paliwa oraz znacznie czystsze spaliny, bo bez siarki i wglowodorw, ktre dzi s problemem ochrony rodowiska. Zupenie inaczej jest z paliwem z rzepaku. Jest znacznie gorszej jakoci, ma ma liczb cetanow, co oznacza wiksze spalanie, a mniejsz moc silnika.
Paliwami silnikowymi z wgla zainteresowaa si ju Kompania Wglowa z Katowic. Zamwia u prof. Kotowskiego podkady bazowe do produkcji 3 mln ton syntetycznej ropy z grnolskiego wgla kamiennego. Takie opracowanie zawiera dane lokalizacyjno−techniczno−ekonomicze, ktre stanowi podstaw do opracowania projektu budowlanego i okrelenia ekonomicznych warunkw przedsiwzicia. Zdaniem uczonego, opaca si produkowa paliwo silnikowe z grnolskiego wgla przy cenie ropy 65 dolarw za baryk i cenie sprzeday wgla na poziomie 38 euro za ton. Obecnie z trzech ton wgla moemy wyprodukowa ton paliwa, a dwie tony wgla mona bdzie jeszcze wykorzysta do celw grzewczych i energetycznych.
Cz paliw silnikowych z ropy naftowej otrzymuje si w procesie hydrokrakingu jej cikiej pozostaoci podestylacyjnej, zawierajcej parafin. Jest ona w nim zamieniana na diesel i benzyn. Kraking polega na przerwaniu wiza molekularnych wielkich czstek wglowodorw. Moemy za pomoc katalizatorw sterowa otrzymywanymi proporcjami obu paliw. Ostatnio panuje tendencja do maksymalizacji diesla, ktry jest na rynku coraz bardziej poszukiwany. Im wicej w paliwach oleju dieslowskiego, tym taszy proces ich produkcji. Cz parafiny jest wykorzystywana w swej podstawowej postaci. Poniewa w procesie krakingu zawsze otrzymujemy dwa rodzaje paliwa, producenci silnikw samochodowych pracuj nad urzdzeniem, ktre bdzie mogo spala rwnoczenie olej napdowy i benzyn.
A co z biopaliwem? – To nie musi by paliwo z rzepaku – mwi prof. Kotowski. Tak jak zgazowujemy wgiel, tak moemy zgazowa rne surowce organiczne, np. drewno czy som. Z jednego hektara wierzby energetycznej mona w ten sposb otrzyma trzy tony syntetycznej ropy. W przypadku rzepaku proporcja ta wynosi jeden do jednego. – A trzeba zauway, e rzepak wymaga najlepszych gleb, podczas gdy wierzba ronie wszdzie, na najgorszych nieuytkach – mwi uczony.
Potrafimy ju wytwarza z drewna i somy tlenek wgla i wodr, co oznacza, e moemy otrzyma syntetyczn rop naftow, w konsekwencji – pynne paliwa silnikowe. Od trzech lat tego typu instalacja dziaa w Niemczech we Freibergu. To, zdaniem prof. Kotowskiego, jest sensown perspektyw poszukiwania biologicznego paliwa silnikowego.