Európa városai hatalmas mennyiségű üvegházhatású gázt bocsátanak ki a légkörbe. Két alapvető városi szolgáltatás – a hulladékégetés és a szennyvíztisztítás – járul hozzá a legnagyobb mértékben az EU-ban a települési CO2-kibocsátáshoz.
Ezek a rendszerek létfontosságúak a közegészségügy és a városi élet szempontjából, mégis olyan kibocsátásokat termelnek, amelyeket nehéz teljesen kiküszöbölni. De mi lenne, ha ennek a CO2-nek nem kellene kárba vésznie?
Egy nemzetközi kutatócsoport számára a városi szén-dioxid-szennyezés új lehetőséget kínál. Az EU által finanszírozott WaterProof kezdeményezésben együttműködve egy olyan módszert fejlesztenek, amellyel a szén-dioxidot ezekből a folyamatokból le lehet vonni, és hangyasavvá lehet alakítani: egy egyszerű, rendkívül sokoldalú vegyi anyaggá, amelyet számos iparágban használnak.
Ez lehetővé teheti, hogy a hulladékégetőkből és a szennyvízből származó kibocsátások a mosogatónk alatti tisztítószerekké, vagy akár a cipőink bőrévé alakuljanak.
Problémából erőforrást csinálni
Az éghajlatváltozás kezelésére irányuló erőfeszítések nagyrészt a megújuló energiára, a villamosításra és a hatékonyság növelésére összpontosítanak. Egyes forrásokat azonban továbbra is makacsul nehéz kiküszöbölni.
„Néhány kibocsátást nehéz megállítani” – mondta Annelie Jongerius, elektrokémikus és programmenedzser a kutatást koordináló holland vegyipari vállalatnál, az Avantiumnál.
Az egyik lehetőség a CO2 leválasztása és föld alatti tárolása. A WaterProof csapata azonban egy körforgásosabb alternatívát vizsgál: a szén-dioxid felhasználását ahelyett, hogy elzárnánk.
„Jobb lenne, ha tudnánk használni” – mondta Jongerius. „Ugyanakkor alternatívákra van szükségünk a fosszilis alapanyagok helyett a vegyi anyagok előállításához.”
"
Ha szennyvízből kivonjuk a CO2-t, termékké alakítjuk, majd ezt a terméket használjuk a WC tisztítására, így az visszafolyik a szennyvízrendszerbe, akkor egy teljes ciklust hozunk létre.
Ez a kihívás különösen szembetűnő az olyan létesítményekben, mint amilyeneket a holland HVC hulladékkezelő vállalat üzemeltet, amely két nagy hulladékégetőt üzemeltet Hollandiában.
„Bármilyen hulladékot is termel a társadalom, be kell fogadnunk” – mondta Jan Peter Born, a HVC hulladékból energiát előállító innovációs menedzsere. „Nincsenek eszközeink a szén-dioxid-kibocsátás szabályozására, azon kívül, hogy arra ösztönözzük az embereket, hogy kevesebbet vásároljanak és többet hasznosítsanak újra.”
A HVC már most is képes megkötni a CO2 egy részét, és üvegházhatású gazdálkodóknak eladni, akik a paradicsom és az uborka hasonló növények hozamának növelésére használják fel. Ez azonban csak részmegoldás.
„A növényeknek juttatott CO2 nagy része az üvegház tetején keresztül ismét felszabadul” – magyarázta Born. „Jogi szempontból ez egy késleltetett kibocsátás. A gazdálkodó az, aki eléri a kibocsátáscsökkentést, mivel elkerüli a gáztüzelést a CO2 előállításához.”
A WaterProof kutatói egy lépéssel tovább szeretnének menni azáltal, hogy a megkötött szenet hasznos termékekké alakítják, amelyek hosszabb ideig távol tartják a légkörtől.
A CO2-től a tisztítószerekig
A WaterProof innovációjának középpontjában egy elektrokémiai folyamat áll, amely megújuló villamos energia felhasználásával a befogott CO2-t hangyasavvá alakítja.
„Ez az egyik legegyszerűbb átalakítás, amit el lehet végezni” – mondta Jongerius.
Egy speciális cellában elektromos áram hajtja a reakciót, amely a CO2-t hangyasavvá redukálja. Mivel a rendszer megújuló villamos energiával működik és hulladékból származó szenet használ, csökkenti a fosszilis alapú nyersanyagoktól való függőséget.
A folyamat további előnyökkel is járhat. Egy elektrokémiai cellában két reakció játszódik le egyszerre, egy-egy az egyes elektródákon. Míg a WaterProof csapata a CO2 hangyasavvá alakítására összpontosít, azt is vizsgálták, hogy ezt egy második reakcióval párosítsák, amely hidrogén-peroxidot és rokon vegyületeket termel.
Ezek az anyagok segíthetnek lebontani a szennyvízben található makacs szennyező anyagokat, beleértve a gyógyszer- és növényvédőszer-maradványokat is. A folyamatnak ez a része azonban még korai szakaszban van, és a jelenlegi demonstrációs rendszerben nem alkalmazzák.
A csapat a CO2-ből származó hangyasavat környezetbarát tisztítószerekben, például WC- és felülettisztítókban teszteli.
„Pontosan ugyanúgy működik, mint a hagyományosan előállított hangyasav” – mondta Jongerius. „Ugyanaz a molekula.”
A tisztításon túl a projekt a CO2-ből származó hangyasav bőrcserzésben való felhasználását is vizsgálja. Bár a sav mindenféle bőrhöz használható, a csapat jelenleg az izlandi Nordic Fish Leather céggel dolgozik együtt azon, hogy környezetbarát halbőrt – a hagyományos szarvasmarha-alapú bőr fenntarthatóbb alternatíváját – hozzon forgalomba.
Valós hatás elérése érdekében növeljük a teljesítményt
Bár a kémiai reakciók ígéretesek, a következő kihívás a méretnövelés.
A korábbi, EU által finanszírozott kutatásokra építve a csapat jelenleg egy nagyméretű kísérleti egységen dolgozik, amelyben több elektrokémiai cellát egymásra halmoznak, növelve a feldolgozható CO2 mennyiségét. Ha sikerrel jár, az utat nyit a kereskedelmi méretű üzemek előtt.
A moduláris felépítés lehetővé teszi a rendszer különböző helyszínekhez való adaptálását, a szennyvíztisztító telepektől a hulladékégetőkig. A cél a WaterProof folyamat bemutatása 2026 nyarán, amely megmutatja, hogy a fosszilis tüzelőanyagoktól mentes termelési lánc valós körülmények között is működhet.
Az ilyen rendszereket végül integrálni lehetne a városi infrastruktúrába, a városokat a körforgásos vegyipari termelés központjaivá, nem pedig a kibocsátások forrásaivá alakítva.
Értékes anyagok kinyerése hulladékból
A folyamatban lévő munka lehetőségei túlmutatnak a szén-dioxid újrahasznosításán. A kutatók azt is vizsgálják, hogyan lehet a hangyasavat felhasználni értékes anyagok kinyerésére a hulladékáramokból.
Más vegyületekkel kombinálva mély eutektikus oldószereket fejlesztenek – alacsony toxicitású folyadékokat, amelyek képesek feloldódni és kötődni a hulladékban lévő fémekhez, így a fémek kinyerhetők.
"
Nincsenek eszközeink a CO2-kibocsátás szabályozására, azon kívül, hogy arra ösztönözzük az embereket, hogy kevesebbet vásároljanak és többet hasznosítsanak újra.
Sok értékes anyag kerül a hulladékégető hamujába és a szennyvíziszapba, beleértve a rezet, a lítiumot, a kobaltot, sőt kis mennyiségű aranyat is – mindezek kritikus fontosságúak a modern technológiák és a zöld átállás szempontjából.
A HVC már mechanikai eljárásokat alkalmaz a fémek kinyerésére, a nehezebb részecskéket az aranymosáshoz hasonló folyamatban választja el a hamutól. Ez azonban kevésbé értékes vegyes fémáramokat eredményez. Az új oldószerek pontosabb elválasztást tehetnek lehetővé.
„Ezek az eutektikus oldószerek testreszabhatók specifikus fémek célzott felhasználására” – mondta Born. „Ez azt jelenti, hogy az egyes anyagokat keverékek helyett lehet kinyerni, ami növeli azok értékét.”
A gazdasági realitások azonban továbbra is akadályt jelentenek. Born elmagyarázta, hogy az arany az egyetlen kitermelt fém, amelynek tisztességes ára van. Sok más fém, köztük a ritkaföldfémek esetében a piaci ár még mindig túl alacsony ahhoz, hogy indokolja a költségeket.
Ez tágabb kérdéseket vet fel a politikával és a prioritásokkal kapcsolatban, különösen mivel a kritikus anyagok iránti kereslet folyamatosan növekszik: mennyire hajlandóak a társadalmak támogatni a hulladékból történő hasznosítást, és hogy a stratégiai értéknek felül kell-e kerekednie a tisztán piacvezérelt döntéseken.
A kör lezárása
Ez a fajta „hulladékból erőforrást előállító” gondolkodásmód egyre nagyobb teret hódít Európa-szerte. A 2026-ra tervezett új uniós szabályok célja, hogy az újrahasznosított anyagok szélesebb körben elérhetővé – és szélesebb körben felhasználttá – váljanak.
Siker esetén segíthetnek a WaterProof mögött állókhoz hasonló körforgásos ötleteket a mindennapi valósággá alakítani, támogatva Európa azon törekvését, hogy 2030-ra világelső legyen a körforgásos termelésben.
A szén-dioxid-leválasztás, a vegyipari termelés, a vízkezelés és az anyagkitermelés összekapcsolásával a kutatók egyetlen rendszerben egyesítik a vízió több elemét.
Jongerius számára a koncepció egyszerre gyakorlatias és szimbolikus.
„Ha szennyvízből kivonjuk a CO2-t, termékké alakítjuk, majd ezt a terméket felhasználjuk a WC tisztítására, így az visszakerül a szennyvízrendszerbe, akkor egy teljes ciklust hozunk létre” – mondta. „Ez a körforgásos gazdaság tökéletes példája.”
A cikkben szereplő kutatást az EU Horizont programja finanszírozta. A megkérdezettek nézetei nem feltétlenül tükrözik az Európai Bizottság álláspontját. Ha tetszett a cikk, kérjük, oszd meg a közösségi médiában.
