Subskrybuj nas na Youtube
Paliwa są tak intratnym biznesem, że nauczyliśmy się wyciskać benzynę niemal ze wszystkiego. Jednak alternatywne technologie mają wzięcie dopiero wtedy, gdy przytrafia się na nie polityczna koniunktura
Za dwa lata powstanie w Polsce zakład produkujący benzynę z plastikowych odpadów. Tak zadeklarował pod koniec marca cytowany przez PAP główny twórca technologii Adam Hańderek.
Kilkanaście lat temu wynalazca, z wykształcenia weterynarz, zainteresował się procesem uzyskiwania biopaliwa z rzepaku. Jednak o wiele ciekawsze okazały się dla niego tworzywa sztuczne. To, że po podgrzaniu ulegają one procesowi rozpadu, wiedziano, ale nikt nie potrafił sobie poradzić z problemem osadu powstającego podczas depolimeryzacji. Uzyskiwana w ten sposób benzyna była zbyt zanieczyszczona, by można jej było używać. Po wielu próbach Hańderek w 2010 r. opatentował „urządzenie do termicznej depolimeryzacji odpadowych tworzyw sztucznych” produkujące czystą benzynę z plastiku. Kolejne lata upłynęły na testach i udoskonalaniu technologii we współpracy z Instytutem Chemii Przemysłowej oraz Przemysłowym Instytutem Motoryzacji PIMOT. W tym ostatnim działa nawet prototypowy reaktor przetwarzający plastik na paliwo syntetyczne.
Polski sukces został w zeszłym roku zauważony za granicą. Firma Technologie Recyklingu Adam Hańderek otrzymała Nagrodę Główną Nowych Technologii Innova Barcelona 2017 oraz Główną Nagrodę na Międzynarodowych Targach Innowacyjności w chińskim Chengdu. Zainteresowanie zagranicy nie powinno dziwić. – W 2016 r. na świecie wyprodukowaliśmy 311 mln ton tworzyw sztucznych. Jeżeli przyjmiemy, że połowa z nich nadaje się do przetworzenia na paliwo, to można z tego wyprodukować ponad 150 mln ton paliw – tłumaczył obrazowo dziennikarzowi PAP Adam Hańderek. Twierdząc jednocześnie, że jego technologia pozwala na produkcję benzyny Pb95 nawet o 10 proc. tańszej niż jej obecna cena hurtowa. Wystarczy wrzucić plastikowe butelki lub folię do reaktora i w temperaturze ok. 420 st. C przetworzyć w płynny węglowodór. Co więcej, cały proces nie zanieczyszcza środowiska naturalnego. Przy obecnych kłopotach ze składowaniem odpadów, których doświadczają wszystkie kraje wysokorozwinięte, brzmi to jak zaproszenie do zrobienia złotego interesu. Nie wspominając już o potencjalnie ogromnych korzyściach dla Polski.
Niestety jest jeden drobiazg – nikomu jeszcze w branży paliw syntetycznych nie udało się odnieść spektakularnego sukcesu bez wsparcia własnego rządu.
/>
Przegapiona okazja
To, co się dzieje z węglem, gdy wejdzie w kontakt z wodorem, tak zafascynowało Friedricha Bergiusa, iż nie wahał się przeznaczyć posiadanego kapitału na kupno nowego wyposażenia dla swojego laboratorium w Hanowerze. Pochodzący z Goldschmieden (Złotniki) pod Wrocławiem uczony miał to szczęście, że ojciec prowadził tam prosperujący zakład chemiczny. Jednak rodzinny kapitał okazał się zbyt skromny, by sfinansować kolejne eksperymenty z węglem, choć w 1913 r. udało się naukowcowi przetworzyć go na paliwo płynne.
Szczęściem dla Bergiusa jego pomysłami zainteresował się rok później Karl Goldschmidt, właściciel spółki Th. Goldschmidt AG, który wyłożył 5 mln marek na wsparcie badań. Eksperymenty przeniesiono do laboratorium przy siedzibie firmy w Essen, co znacząco przyspieszyło prace nad udoskonaleniem technologii. Prowadzący doświadczenia zespół chemików mielił węgiel na pył, a następnie rozpuszczał w ciężkim oleju. Do mazistej substancji zamkniętej w szczelnej komorze wtłaczano wodór, uzyskując ciśnienie ponad 200 atmosfer. Następnie podgrzewano roztwór do temperatury ponad 410 st. C, dodając siarczki wolframu i molibdenu. W efekcie powstawała brunatna ciecz prawie nieróżniąca się składem od ropy naftowej.
Metoda Bergiusa mogła okazać się wybawieniem dla Niemiec. Trwała I wojna światowa i II Rzesza została zupełnie odcięta od pól naftowych znajdujących się w okolicach Baku – a przed wybuchem konfliktu głównie stamtąd sprowadzano paliwa. W Berlinie zupełnie nie doceniono faktu, jak bolesne konsekwencje może mieć dla niemieckich planów wojennych znalezienie się Rosji w obozie państw alianckich. Jednak ani cesarz Wilhelm II, ani generalny kwatermistrz armii niemieckiej gen. Erich Ludendorff nie dostrzegli wynalazku Bergiusa. Odcięta od źródeł ropy naftowej w 1918 r. niemiecka gospodarka nie potrafiła zapewnić benzyny samolotom, zaczęło brakować nawet smarów. Nawet osie konnych wozów oraz lawet dział odmawiały posłuszeństwa, gdy przez dłuższy czas nikt ich nie smarował. Kiedy alianci dysponowali coraz bogatszą gamą nowoczesnego sprzętu wojennego, włącznie z czołgami, Niemcom pozostała już tylko piechota.
Dopiero upokarzający rozejm w listopadzie 1918 r. i jeszcze bardziej bolesne ustalenia traktatu wersalskiego sprawiły, że metodą Bergiusa zaczęli się interesować nie tylko miłośnicy chemii.
Tajna broń Hitlera
W połowie lat 20. patent Bergiusa wykupił koncern chemiczny I.G. Farbenindustrie. Jednocześnie z problemem wytwarzania paliwa syntetycznego postanowił zmierzyć się zespół naukowców kierowany przez Franza Fischera oraz Hansa Tropscha. Ich pomysł polegał na powolnym spalaniu węgla, z którego uzyskiwali czad, następnie mieszali go z parą wodną i tlenkami metali: żelaza, niklu lub kobaltu. Fischer i Tropsch uzyskali paliwo syntetyczne podobne do ropy w 1925 r., lecz w niewielkiej ilości. Problemu ze zwiększeniem wydajności tej technologii naukowcom nigdy nie udało się do końca rozwiązać.
O wiele bardziej perspektywiczna okazała się metoda Bergiusa. Dostrzegł to prezes wielkiej korporacji Royal Dutch Shell Henri Deterding. Z jego inicjatywy naftowa spółka nawiązała współpracę z I.G. Farbenindustrie, finansując powstanie pod Mannheim ośrodka badawczego oraz pierwszej na świecie wytwórni paliw. Od 1927 r. zaczęła ona przerabiać węgiel brunatny na benzynę syntetyczną. Prekursorską technologią zainteresował się wówczas cały świat. Złoża węgla występują obficie na wszystkich kontynentach, czego nie można powiedzieć o ropie naftowej. Początkowe nadzieje były ogromne. Bergiusa, wraz z współzałożycielem koncernu I.G. Farbenindustrie Carlem Boschem, w 1931 r. uhonorowano Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii. Jednak równie szybko przyszło rozczarowanie. Koszty uzyskania paliw syntetycznych okazywały się dużo wyższe od rynkowej ceny benzyny i olejów rafinowanych z ropy naftowej.
Ten fakt zapewne zahamowałby rozwój nowej branży, gdyby nie polityka. Gdy władzę w Niemczech przejął Adolf Hitler, brak własnych pól naftowych stał się dla niego palącym problemem. Rozbudowywana armia musiała mieć zagwarantowane dostawy paliwa dla samolotów, okrętów, czołgów oraz innych pojazdów. Wprawdzie nazistowski wódz przyciągał szefów wielkich koncernów naftowych, jak Deterding czy kierujący Texaco Torkild Rieber, lecz w Berlinie wiedziano, że w razie wybuchu wojny państwu grozi odcięcie od dostaw ropy z zagranicznych pól. Dla Führera receptą na to zagrożenie był niemiecki przemysł chemiczny.
Dekretem z kwietnia 1936 r. mianował Hermanna Göringa pełnomocnikiem Rzeszy do spraw surowców i dewiz. Dowódca Luftwaffe wraz z zespołem specjalistów od ekonomii, do którego weszli też szefowie wielkich koncernów, przygotował Plan Czteroletni (Vierjahresplan). Jednym z priorytetów stała się rozbudowa zakładów chemicznych, na co przeznaczono aż 20 proc. wszystkich środków inwestycyjnych ujętych w planie. Po jego zakończeniu w 1940 r. państwo niemieckie miało całkowicie zrezygnować z importu paliw płynnych. Jak zwykle z wielkimi projektami bywa, przy ich realizacji nieuchronnie zdarzają się opóźnienia. Do 1939 r. w III Rzeszy zbudowano siedem zakładów produkujących syntetyczne paliwa metodą Bergiusa oraz siedem korzystających z technologii Fischera i Tropscha. Kolejne dziewięć wytwórni ujęto w nowym planie inwestycyjnym. Równocześnie powstały dziesiątki mniejszych zakładów, dostarczających głównym przetwórcom potrzebne komponenty chemiczne. Wszystkie łączył wspólny cel. Niemiecki węgiel miał zastąpić III Rzeszy ropę naftową, umożliwiając wygranie nadciągającej wojny.
Ale choć przemysł chemiczny wytwarzał 1,4 mln ton paliw płynnych rocznie, zaspokajało to jedynie 20 proc. błyskawicznie rosnących potrzeb nowoczesnego państwa i jego armii.
Złudzenia mocarstw
Zgodnie z przewidywaniem gen. Heinza Guderiana zawartym w książce „Achtung – Panzer” nową wojnę światową zdominowały walki manewrowe. Wygrywał ten, kto zdobył przewagę w powietrzu i pchnął do przodu jak najpotężniejsze zagony pancerne. Operowanie dziesiątkami tysięcy czołgów i samolotów generowało jednak stałe zapotrzebowanie na olbrzymie ilości paliwa. Tymczasem rozbudowa jego wytwórni w III Rzeszy szła opornie.
Dopóki układała się współpraca ze ZSRR, dopóty nie przywiązywano wagi do tego zagrożenia. Na dodatek to prezes I.G. Farbenindustrie Hermann Schmitz zapewnił, że jego koncern w razie konieczności zaspokoi zapotrzebowanie sił zbrojnych na produkty ropopochodne. Wdzięczny Hitler nagrodził go swoim portretem z własnoręcznie złożonym autografem. Jednak optymizm ten był zupełnie nieuzasadniony. Los III Rzeszy został przypieczętowany już w 1942 r., gdy fiaskiem zakończyła się operacja Fall Blau, której cel stanowiło zdobycie pól naftowych znajdujących się na Zakaukaziu. Dwa lata później Niemcy przekonali się, jak łatwo przychodzi alianckim bombowcom niszczenie wytwórni paliw syntetycznych.
„Wróg zaatakował jedno z najczulszych naszych miejsc. Jeżeli tym razem będzie konsekwentny, wkrótce nie będziemy mieli poważniejszej produkcji materiałów pędnych” – meldował 13 maja 1944 r. Hitlerowi odpowiedzialny za cały przemysł w państwie Albert Speer. Po pierwszych nalotach produkcja paliw syntetycznych w III Rzeszy drastycznie spadła. Speerowi, dzięki jego wybitnym zdolnościom organizacyjnym, przez kolejne miesiące udawało się odwlec agonię. „W sierpniu osiągnęliśmy znów 10 proc., we wrześniu 5,5 proc., w październiku znów 10 proc. naszej dawnej zdolności produkcyjnej” – wyliczał. Zakłady chemiczne okazywały się zbyt wrażliwe na ataki z powietrza, a ukrycie ich w drążonych w górach sztolniach wymagało czasu. Nie miały go zupełnie dywizje pancerne, które większość sprzętu traciły nie podczas bitew, lecz w trakcie przemarszów, gdy załogi musiały porzucać pojazdy, ponieważ kończyło się paliwo. Wojna była przegrana.
Ale choć technologie Bergiusa oraz Fischera i Tropscha nie ocaliły III Rzeszy, to wzbudziły olbrzymie zainteresowanie wśród zwycięzców. Amerykanie zorganizowali specjalne grupy poszukujące niemieckich naukowców uczestniczących w produkcji paliw syntetycznych, a także technicznych dokumentacji wytwórni. Rozmach, z jakim działali naziści, imponował zachodnim aliantom. „Na badania przeznaczono ogromne kwoty. W okresie między 1932 r. a 1943 r. I.G. wydał bez mała 1 mld RM (Reichsmarek)” – informował specjalny raport Kongresu USA o działaniach I.G. Farbenindustrie, sporządzony w 1945 r. „Znaczną część tych wydatków zainwestowano w badania nad produktami niebędącymi jeszcze w komercyjnej produkcji; stałą uwagę poświęcano również nowym zastosowaniom produktów. Ponad 1 tys. wysoko wykwalifikowanych kobiet i mężczyzn regularnie angażowało się w prace badawcze. Poza tym firma finansowała badania wielu uczelni i instytucji naukowych” – uzupełniano.
W związku z tym Kongres zdecydował się wyasygnować dotację w wysokości 30 mln dol. na badania nad paliwami syntetycznymi, które byłyby kontynuacją niemieckich prac. Również Sowieci nie próżnowali, choć posiadane przez ZSRR zasoby ropy naftowej bez problemu zaspokajały wszelkie potrzeby państwa. Każdy niemiecki zakład chemiczny błyskawicznie demontowano, by potem wywieźć go w głąb ZSRR. Taki los spotkał w 1945 r. m.in. wytwórnię paliw w Oświęcimiu. „Poinformowany o sprawie Bolesław Bierut zadzwonił do Stalina w sprawie pozostawienia kombinatu na miejscu i zaniechania demontażu i wywozu urządzeń, ale Stalin kategorycznie odmówił” – piszą Adam Dziurok i Bogdan Musiał w opracowaniu „Bratni rabunek. O demontażach i wywózce sprzętu z terenu Górnego Śląska w 1945 r.”. Polacy próbowali przejąć choć zakłady chemiczne w Blachowni Śląskiej koło Kędzierzyna. Jednak wysłana do Moskwy delegacja usłyszała, że „decyzje o demontażu niemieckich fabryk syntetycznych paliw i kauczuku zapadły na najwyższym szczeblu”.
Sowieci posłali na teren dawnej Oberschlesische Hydrierwerke w Blachowni 8 tys. robotników i żołnierzy. Już trzy tygodnie później 75 tys. ton urządzeń fabrycznych zapakowano do wagonów kolejowych, po czym odjechały one na wschód. Ta wielka operacja okazała się zupełnie bezproduktywna, bo plany budowy własnych wytwórni paliw syntetycznych szybko w ZSRR zarzucono.
Południowoafrykański plan
Gdy III Rzesza kapitulowała, na Dalekim Wschodzie nadal walczyła Japonia, która również nie posiadała własnych zasobów ropy, zaś aliantom udało się ją odciąć od pól naftowych w Indonezji. Co gorsza, w Kraju Kwitnącej Wiśni brakowało nawet węgla. Mimo to Japończykom udawało się produkować nadal paliwo dla samolotów i okrętów. Zastępujący benzynę metanol uzyskiwano z drewna. Do końca wojny powstało aż 37 tys. malutkich destylarni zdolnych wytwarzać 11 mln litrów „ropy sosnowej” miesięcznie. Ten gigantyczny wysiłek nie odwrócił losów wojny, lecz pokazywał, że zastąpienie ropy innym surowcem energetycznym jest rzeczą wykonalną.
Przez pewien czas nad taką alternatywą prowadzono zaawansowane studia w Stanach Zjednoczonych. Dzięki dotacjom Kongresu pod Saint Louis w stanie Missouri zbudowano zakłady chemiczne nadzorowane przez Pentagon. Jednak kolejne lata prac nad paliwami syntetycznymi utwierdzały ich uczestników w przekonaniu, że przedsięwzięcie po prostu się nie opłaca. Stany Zjednoczone dysponowały olbrzymimi zasobami ropy naftowej na własnym terytorium, zaś amerykańskie korporacje eksploatowały jej źródła na Bliskim Wschodzie i w Ameryce Południowej. Rynkowe ceny benzyny i oleju napędowego były zbliżone do tego, ile płacono za analogiczną ilość wody mineralnej. Gdy w 1953 r. prezydentem został gen. Dwight Eisenhower, program badawczy zawieszono.
Trzy lata wcześniej swoich dni spokojnie dożył na emigracji w Buenos Aires prof. Bergius. Co zdawało się zamykać krótkie dzieje marzeń o syntetycznej alternatywie dla ropy. Takiemu finałowi znów zapobiegła polityka. Wszystko za sprawą premiera Republiki Południowej Afryki Daniela François Malana. Pod koniec lat 40. jego rząd rozpoczął budowę systemu segregacji rasowej, chcąc zapewnić białej mniejszości dominującą pozycję w państwie. Malan liczył się z tym, iż propagowanie rasizmu może doprowadzić do izolowania RPA w świecie. Dlatego postanowił w 1950 r. sfinansować budowę w Sasolburgu zakładów chemicznych Sasol. Korzystając z niemieckich technologii, zajęły się one przetwarzaniem węgla na benzynę syntetyczną.
Ta swoista polisa ubezpieczeniowa dla państwa okazała się bezcenna 10 lat później. W maju 1960 r., po wielkich zamieszkach w Sharpeville, gdy policja zastrzeliła 69 osób, kwestią apartheidu w RPA zajęło się ONZ. Pod koniec roku, decyzją Zgromadzenia Ogólnego oraz Rady Bezpieczeństwa, nakazano członkom Organizacji Narodów Zjednoczonych zerwanie wymiany handlowej z RPA. Kluczowym elementem sankcji ekonomicznych stało się embargo na dostawy paliw. Nie przyniosły one oczekiwanych skutków, bo dzięki rządowym dotacjom w wysokości ok. 4,5 mld dol. Sasol sukcesywnie rozbudowywał potencjał wytwórczy. Koncern zaspokoił w pełni zapotrzebowanie gospodarki RPA na paliwa płynne, a także syntetyczny kauczuk i wyroby plastikowe. Kiedy w latach 90. apartheid odszedł w niebyt i biali oddali władzę w RPA, Sasol nadal miał się znakomicie, choć zajął się także rozbudową kopalń węgla kamiennego oraz jego eksportem. Dzięki ulepszeniu technologii obecnie udaje się korporacji uzyskiwać około litr benzyny syntetycznej z 3 kg węgla, co pozwala jej produktom konkurować z paliwami ropopochodnymi. Nadal utrzymuje ona w swoim władaniu ok. 40 proc. rynku paliwowego w RPA, zaś nowe zakłady chemiczne Sasol zbudował w ciągu ostatnich 10 lat na terenie Chin oraz Niemiec.
Wyjście awaryjne
Moda na szukanie alternatywy dla produktów wytwarzanych z ropy naftowej zawsze nasila się, gdy jej ceny rosną. Kiedy w latach 70. przez świat przetoczyły się dwa kryzysy naftowe, a cena baryłki ropy w ciągu dekady wzrosła ponad 40-krotnie (z ok. 3,5 dol. do 40 dol.), natychmiast przypomniano sobie o przykładach III Rzeszy oraz RPA. W Republice Federalnej Niemiec stworzono plan inwestycyjny zbudowania do 1986 r. 14 wielkich wytwórni paliw za kwotę ok. 7 mld dol. Podobne wizje snuto w USA i Wielkiej Brytanii. Wszystkie zarzucono, gdy tylko na początku lat 80. ropa zaczęła gwałtownie tanieć.
Kolejny raz ten sam schemat działania powtórzył się w pierwszej dekadzie XXI w. Tym razem Zachód zachłysnął się modą na biopaliwa. Możliwość uprawy roślin zdatnych do przerabiania na olej napędowy rozpalała wyobraźnię. Choć badania wykazały, że substancje uzyskiwane z rzepaku oraz innych roślin energetycznych wprawdzie nadają się do zasilania urządzeń napędowych, to podczas spalania wytwarzana jest sadza. Na dłuższą metę niszczy ona każdy silnik. Ostatecznie w Unii Europejskiej uznano, iż paliwa roślinne mogą być jedynie dodatkiem do konwencjonalnych, co więcej, ich obecność w benzynie czy oleju napędowym nie powinna przekraczać 5 proc.
Na pierwszy rzut oka ta skromna liczba i tak dała okazję do robienia bajecznych interesów. Zwłaszcza gdy biopaliwa zaczęto promować w UE za sprawą ulg w podatku akcyzowym. Kiedy ropa drożała, państwa wysokorozwinięte i wielkie korporacje zainwestowały w rozwój tzw. upraw energetycznych. W tym celu wykupiono olbrzymie obszary żyznych ziem w krajach Trzeciego Świata. To z kolei przyniosło skokowy wzrost cen żywności, potęgując ryzyko wybuchu klęsk głodu w najbiedniejszych państwach. Na szczęście silniki zasilane mieszankami z biopaliw wydzielają więcej CO2 niż podczas spalania analogicznych ilości zwyczajnej benzyny. Strach przed efektem cieplarnianym wyhamował ten wyjątkowo niebezpieczny proceder.
Choć najmocniej w produkcję biopaliw uderzył spadek cen ropy z początkiem światowego kryzysu ekonomicznego w 2008 r. i eksploatacja złóż łupkowych na skalę przemysłową. Za progiem zaś zdaje się czekać kolejna rewolucja – masowe wejście do sprzedaży aut z napędem elektrycznym, co nie jest dobrą wiadomością dla Technologii Recyklingu Adama Hańderka. Wprawdzie promowanie ekologii i problemy z plastikiem zdają się wróżyć projektowi pewny sukces, lecz w branży paliw syntetycznych brak takich pewników, ponieważ o wszystkim niezmiennie rozstrzygają ceny ropy oraz polityczne konieczności. ⒸⓅ
