Škvára jako podklad pro silnice. Vědci zkoumají, co se zbytky ze spaloven

Otevřít víko popelnice a něco do ní zahodit je jednoduché. Jenže odpadky z netříděného koše putují na skládku nebo do spalovny. Ani jedna možnost není zrovna optimální. Michal Šyc z Ústavu chemických procesů AV ČR zkoumá, jak využít škváru, která zbyde po spálení odpadu. K jeho výzkumu přispěl program Strategie AV21.

Představte si půl milionu lokomotiv za sebou. Není to sice jednoduché, ale poskytne to povědomí o tom, jaká je zhruba váha všeho odpadu, který se v České republice ročně vyprodukuje. Konkrétně 38 milionů tun. Na jednoho občana připadá tři a půl tuny. Z uvedeného celkového množství je komunálního odpadu zhruba šest milionů tun. Při pohledu na tato čísla není divu, že celoevropským trendem je přechod od lineární produkční ekonomiky k cirkulární, která umožňuje obrovské množství odpadu smysluplně využít, a nahradit tak část primárních surovin.

To nemění nic na faktu, že nejlepším přístupem je prevence, aby odpadků vznikalo co nejméně. Když se to však nedaří, měly by se recyklovat. Když ani to není možné, tak by se z nich mělo vyrobit teplo nebo elektřina, a to co nejekologičtěji. Teprve poté přichází na řadu skládkování. V současné době ale na skládkách končí 45 procent komunálních odpadků, což je hodně.

Obr. Pohled průzorem na oheň ve spalovně Malešice

Dostává se na ně také škvára, která vzniká pálením směsného, netříděného odpadu. V Evropě se jí ročně vyprodukuje 20 miliard kilogramů. Z jedné tuny spáleného komunálního odpadu vznikne zhruba 250 kilogramů škváry. Michal Šyc z Ústavu chemických procesů AV ČR se zabývá tím, jak ji využít. Se svými kolegy přispěl ke vzniku vyhlášky 273/2021, konkrétně paragrafu 7, jež vstoupila v platnost v srpnu 2021 a která definuje použití škváry ve stavebnictví. Půjde o přesně určené aplikace, konkrétně jako podklad pod svrchní vrstvou silnic. Kvůli tomu je škváru nutné předem upravit pomocí zrání.  

Separovat hliník

Michal Šyc se zabývá rovněž tím, jak ze škváry získat železné a neželezné kovy. Vědci se sami přesvědčili, že více než desetinu škváry tvoří znovu využitelné kovy – od železa přes hliník, měď až po zlato. Nejmodernější technologické linky dokážou separovat až 80 kilogramů železa a 25 kilogramů neželezných kovů z tuny škváry. „Přínos pro životní prostředí je nezpochybnitelný, například primární produkce hliníku je energeticky velmi náročná,“ říká výzkumník.

Železa je ve škváře nejvíc a dostat ho z ní je za pomoci magnetické separace poměrně snadné. K získávání o poznání cennějšího hliníku, kterého škvára obsahuje také poměrně dost, se používají separátory vířivých proudů.

Někdo by si mohl položit otázku, jestli by nebylo jednodušší vybírat kovy z odpadu ještě před spálením. Podle Michala Šyce nikoli: „Jedním z hlavních smyslů pálení odpadů je jeho hygienizace. Směsný komunální odpad má řadu nebezpečných vlastností.“ Díky žáru jsou také například plechovky očištěny od zbytků jídla. A uvolní se kovové součástky ukryté v nejrůznějších věcech, třeba zatavené v plastu.

Škvára ze spaloven se jako stavební materiál v dopravě využívá v řadě států Evropy, například Německu, Francii, Dánsku, Nizozemí, Belgii, Španělsku (Katalánsku), Itálii, Velké Británii či Finsku. Ekologové však upozorňují, že ve strusce a popelu zůstává vysoké množství například arsenu, olova či niklu, tedy toxických těžkých kovů. Dále bromovaných dioxinů a bromovaných zpomalovačů hoření.

Michal Šyc tvrdí, že bromované látky jsou problematické v případě spalování velkého množství plastů, třeba z oblasti automotive, nikoli při spalování směsného komunálního odpadu.

Zpracování škváry v praxi

Michal Šyc míní, že je potřeba investovat až stovky milionů korun do modernizace a další výstavby zařízení pro energetické využití odpadů (ZEVO). To jsou jednoduše řečeno spalovny, které zároveň vyrábějí elektřinu nebo teplo. V ZEVO či navazujících procesech je možné ze škváry získávat i zmíněné kovy. V České republice existují čtyři takové spalovny s celkovou kapacitou asi 0,75 milionu tun odpadu ročně. Podle Šyce je žádoucí objem ve výši 1,5 milionu tun. V současnosti čtyři česká ZEVO ročně energeticky využijí asi 700 tisíc tun odpadu.

V současné době se vědec ve spolupráci s provozovateli ZEVO snaží uvést celý koncept zpracování škváry i separace kovů do praxe. Po výzkumné stránce se zaměřuje na získávání drahých kovů z velmi jemných částic. Pozornost věnuje i využití popílků, což je druhý hlavní pevný zbytek ze spaloven. V tomto případě je to mnohem komplikovanější než u škváry.

Separaci kovů i využití škváry podpořila Strategie AV21, konkrétně výzkumný program Účinná přeměna a skladování energie, který probíhal v letech 2015 až 2021. „Strategie nám umožnila dlouhodobé zaměření na tato výzkumná témata a zejména realizaci prvotních experimentů před nalezením průmyslového partnera. S ním jsme po prvotním ověření následně podali projektové žádosti,“ přibližuje Michal Šyc. Díky Strategii AV21 se také podařilo propojit Ústav chemických procesů AV ČR s dalšími pracovišti Akademie věd ČR. „Výměna informací a know-how je vždy velmi obohacující,“ uzavírá badatel. O využití odpadů se více dočtete v časopise A / Věda a výzkum.    

Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, ve spolupráci s Ústavem chemických procesů AV ČR (28.8.2021)