Fusy z kawy zamiast piasku

Inżynierowie z Royal Melbourne Institute of Technology w Australii opracowali metodę produkcji betonu przy użyciu fusów z kawy. Przekonują, że recykling odpadów organicznych może zmniejszyć zależność branży budowlanej od wydobywania zasobów naturalnych. Fusy z kawy pozwalają wyprodukować o 30 proc. mocniejszy beton i częściowo zastąpić nimi piasek.

Biodpady Fot. Pixabay

Autorzy badania oszacowali, że co roku powstaje ok. 10 mld kg odpadów kawowych, z czego 75 mln kg w samej tylko Australii. Dzięki ponownemu wykorzystaniu fusów branża budowlana może się przyczynić do zmniejszenia emisji metanu, które gorzej wpływają na atmosferę niż dwutlenek węgla.

­– Pracujemy nad recyklingiem różnych form odpadów organicznych. Ogromna ilość takich odpadów trafia na wysypiska. W Australii są one odpowiedzialne za około 3 proc. emisji gazów cieplarnianych. Rozmawiając przy kawie, poszukiwaliśmy różnych rozwiązań na przekształcenie odpadów w cenny zasób i właśnie wtedy pomyśleliśmy o fusach powstających przy przyrządzeniu tego napoju. Od tego zaczęło się nasze badanie – mówi agencji Newseria Innowacje współautor rozwiązania, dr Rajeev Roychand z Uniwersytetu RMIT w Australii.

Naukowcy przetworzyli fusy w biowęgiel – czarny, porowaty materiał bogaty w węgiel, który pozwala wzmocnić beton o 30 proc. i w 15 proc. objętości zastąpić piasek. Wykorzystali do tego proces pirolizy, próbując różnych poziomów temperatury. Okazało się, że najlepsze efekty dało podgrzanie fusów z kawy do 350 stopni Celsjusza bez użycia tlenu.

– Znacząco podnosimy w ten sposób wytrzymałość betonu i sprawiamy, że jego produkcja staje się bardziej przyjazna dla środowiska. Modyfikowane, przetworzone termicznie fusy z kawy mogą częściowo zastąpić piasek, który trzeba ciągle wydobywać, by spełnić wymogi branży budowlanej. Uzyskujemy przy tym o 30 proc. lepszą wytrzymałość betonu. Ten istotny wzrost wytrzymałości można wykorzystać do obniżenia zawartości cementu nawet o 10 proc. – wyjaśnia dr Rajeev Roychand.

Odkrycie może też pomóc w ochronie zasobów naturalnych, konkretnie piasku. Według obliczeń badaczy z Uniwersytetu w Lejdzie spośród wszystkich materiałów stałych eksploatowanych przez człowieka najszybciej rośnie wydobycie piasku i żwiru, a najwięcej tego pierwszego surowca zużywa się właśnie do produkcji betonu. W ciągu najbliższych 40 lat popyt na piasek może wzrosnąć o ok. 45 proc. W 2060 roku branża budowlana będzie potrzebowała 4,6 mld t rocznie (dla porównania w 2020 roku było to 3,2 mld t), zwłaszcza w Azji i Afryce.

Zrównoważone wydobycie piasku stanowi duże wyzwanie dla branży budowlanej. Surowiec używany do produkcji betonu wydobywa się z koryt rzek i jezior. Ten morski i pustynny się do tego nie nadaje. Nielegalne wydobycie piasku jest ogromnym problemem na całym świecie, przyczyniając się do nadmiernej eksploatacji i degradacji środowiska. Jest on wprawdzie surowcem odnawialnym, ale procesy erozji, w wyniku których powstaje, trwają długo. Przyroda nie jest w stanie odtworzyć jego zasobów tak szybko, żeby sprostać jego eksploatacji przez przemysł. Dlatego na znaczeniu zyskują rozwiązania, które mają pomóc w ograniczeniu zużycia tego surowca w branży budowlanej.

Australijscy badacze są zdania, że ich rozwiązanie ma dużą szansę na komercjalizację. Informują, że nawiązali już współpracę z kilkoma firmami budowlanymi. Rozwiązaniem są zainteresowani również lokalni włodarze.

– Pierwszy samorząd chce wykorzystać nasze rozwiązanie przy budowie chodnika. Trwają obecnie liczne konsultacje z firmami budowlanymi. Poza tym spotkaliśmy się z przedstawicielami kilku firm budowlanych, którzy są bardzo entuzjastycznie nastawieni i chcą zastosować nasz beton w przyszłych inwestycjach. Spotkaliśmy się też z architektem, który projektuje luksusowy hotel i chce skorzystać z naszego produktu, by zapewnić wysokie parametry w zakresie zrównoważonego rozwoju i obniżyć emisje. Trwają więc liczne konsultacje, również z podmiotami zagranicznymi. Wiele przedsiębiorstw z zagranicy interesuje się naszym rozwiązaniem, wiele projektów jest już w fazie finalizacji i zostanie ukończonych przed końcem roku lub na początku następnego ­– zapowiada badacz z Uniwersytetu RMIT.

Inżynierowie z Australii zapowiadają, że będą pracować nad możliwością użycia innych niż kawa surowców organicznych do poprawy właściwości betonu. Niedawno nad wykorzystaniem recyklingu w budownictwie pochylili się też naukowcy z Uniwersytetu Kitakyushu w Japonii. Odkryli, że do produkcji betonu można wykorzystać odpady z jednorazowych pieluch. Można nimi zastąpić od 9 do 40 proc. piasku, w zależności od tego, w jakim elemencie się znajdą, bez zmniejszenia wytrzymałości betonu. Naukowcy zbudowali eksperymentalny dom o powierzchni 36 mkw., według indonezyjskich standardów budowlanych, bo to z myślą o problemach w mieszkalnictwie na tym rynku realizowali ten projekt. W sumie zużyto 1,7 m3 odpadów pieluszkowych. 

Źródło: Newseria

Polskie firmy wdrażają innowacyjne rozwiązania związane z ponownym wykorzystaniem odpadów

– Proces transformacji w kierunku gospodarki obiegu zamkniętego jest z pewnością kosztowny, ale to są działania rozłożone w czasie i trzeba myśleć o nich nie jako o kosztach, ale jako o długofalowych inwestycjach. W efekcie mają przynieść firmom korzyści związane m.in. z oszczędnościami czy poprawą konkurencyjności – mówi Izabela Banaś, zastępca dyrektora Departamentu Analiz i Strategii w Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości. Jak wskazuje, rozwiązania z obszaru GOZ powinny być na polskim rynku szerzej promowane i taki był właśnie cel konkursu PARP, w którym wyłoniono 24 innowacyjne rozwiązania – zarówno produkty, jak i modele biznesowe. Pokazują one, że osiągnięcie efektów środowiskowych i jednocześnie korzyści ekonomicznych jest możliwe w niemal każdej branży, niezależnie od wielkości firmy.

Fot. Pixabay

Gospodarka obiegu zamkniętego (GOZ) to przeciwieństwo obecnej gospodarki liniowej, opartej na modelu „wyprodukuj, użyj, wyrzuć”. Zakłada ona m.in., że zużyte produkty są poddawane recyklingowi i zwracane do obiegu, co pozwala zaoszczędzić surowce, zmniejszyć ślad węglowy i zredukować ilość odpadów do minimum. Przejście na gospodarkę o obiegu zamkniętym jest też – jak wskazuje Komisja Europejska – warunkiem osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Dlatego UE przyjęła w ostatnich latach szereg regulacji, które mają zbliżyć państwa członkowskie do wdrożenia modelu cyrkularnego. Co istotne, ma on przynieść nie tylko ogromne korzyści środowiskowe, ale i finansowe – KE szacuje, że zastosowanie zasad GOZ w całej gospodarce UE może się przyczynić do zwiększenia unijnego PKB o 0,5 proc. do 2030 roku oraz stworzenia ok. 700 tys. nowych miejsc pracy. Na cyrkularności skorzystają też firmy, ponieważ GOZ może chronić je przed wahaniami cen surowców oraz zwiększyć ich rentowność i konkurencyjność. Jest też szansą na rozwój innowacji, ponieważ ten model na nowo projektuje modele biznesowe, głęboko przekształcając łańcuchy produkcji i konsumpcji.

– Nasze badania pokazują, że ponad 70 proc. przedsiębiorców uwzględnia kwestie środowiskowe przy podejmowaniu decyzji biznesowych. To dosyć duży odsetek, choć jeśli weźmiemy pod uwagę to, dla ilu przedsiębiorców te kwestie mają znaczenie fundamentalne, to wygląda znacznie gorzej – mówi agencji Newseria Biznes Izabela Banaś z Departamentu Analiz i Strategii Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości.

Tegoroczny raport opracowany przez Politykę Insight („Potencjał gospodarki obiegu zamkniętego”) pokazuje, że jak na razie tylko 37 proc. rodzimych firm produkcyjnych deklaruje podejmowanie działań związanych z modelem gospodarki obiegu zamkniętego, a praktyki wdrażane przez nie to najczęściej ponowne wykorzystanie odpadów i opakowań, segregacja odpadów i recykling. Chociaż 78,8 proc. polskich firm wytwarza odpady nadające się do recyklingu, tylko około połowa z nich wykorzystuje surowce wtórne w procesie produkcji. To pokazuje, jak duży jest potencjał związany z redukcją ilości wytwarzanych odpadów, ich ponownym wykorzystaniem, przetwarzaniem, odnawianiem produktów i odzyskiem zasobów w procesie produkcji. Ponad połowa przedsiębiorstw w Polsce może rozważyć praktyczne zastosowanie koncepcji gospodarki obiegu zamkniętego. Z badania wynika też, że w rozwiązania z zakresu GOZ obecnie inwestuje 11,5 proc. firm, jednak kolejne 16,7 proc. ma takie plany.

– Proces całkowitej transformacji w kierunku gospodarki obiegu zamkniętego jest z pewnością kosztowny, ale musimy mieć świadomość, że są to działania rozłożone na dłuższy czas, niektóre są bardziej, inne mniej kosztowne. Powinniśmy jednak myśleć o nich nie jako o kosztach, ale długofalowych inwestycjach, bo przecież te działania w efekcie mają przynieść firmom pewne korzyści, związane m.in. z oszczędnościami czy poprawą konkurencyjności – mówi ekspertka.

Jak wskazuje, rozwiązania z obszaru GOZ powinny być na polskim rynku szerzej promowane. Taki był cel konkursu PARP, skierowanego do polskich firm niezależnie od ich wielkości i branży. Zgłoszone do niego rozwiązania musiały być wdrożone od co najmniej sześciu miesięcy przed złożeniem wniosku konkursowego. Uczestnicy mieli też wykazać mierzalne efekty realizowanych działań w zakresie GOZ, korzyści z wdrożenia rozwiązania oraz wpływ rozwiązania na otoczenie przedsiębiorstwa – kontrahentów, klientów i lokalną społeczność.

– Celem była popularyzacja dobrych praktyk, chcieliśmy pokazać przedsiębiorcom, co robią inni w obszarze gospodarki obiegu zamkniętego. Chcieliśmy też pokazać, że można podejmować działania, które służą zarówno środowisku, jak i temu, żeby osiągać w firmie określone efekty biznesowe – mówi przedstawicielka Departamentu Analiz i Strategii PARP. – Dostaliśmy 79 zgłoszeń i to były bardzo ambitne projekty. Powiem szczerze, że mieliśmy duży problem, żeby wyłonić z tej grupy laureatów.

W konkursie nagrodzono 24 rozwiązania z obszaru gospodarki o obiegu zamkniętym – zarówno produkty, jak i modele biznesowe, które pokazują, że osiągnięcie efektów środowiskowych, a jednocześnie korzyści ekonomicznych jest możliwe w niemal każdej branży, niezależnie od wielkości firmy.

– Rozwiązania zgłoszone w konkursie dotyczyły zarówno nowych, innowacyjnych technologii, jak i modeli biznesowych, znanych już w gospodarce, ale zastosowanych w nowych obszarach – mówi Izabela Banaś.

Konkurs był prowadzony w dwóch kategoriach – produkt wdrożony (u uczestnika konkursu lub u jego klienta) oraz wdrożony model gospodarki o obiegu zamkniętym. W pierwszej z nich złożono 35 wniosków, a nagroda główna trafiła do spółki Bioelektra Group za rozwiązanie wysoko efektywnej technologii odzysku surowców i materiałów do wtórnego użycia z odpadów komunalnych.

– Opracowana przez nas technologia polega na sterylizacji odpadów w autoklawach, a następnie automatycznej segregacji na linii sortowniczej – tłumaczy Damian Dytrych, dyrektor handlowy Bioelektra Group. – Odpady poddajemy wysokiej temperaturze, dochodzącej do 150°C, oraz wysokiemu ciśnieniu sięgającemu 5 barów. Proces trwa około 3 godz., a jednorazowo w takim autoklawie jest załadowanych ok. 3 t odpadów. Nad wszystkim czuwa sztuczna inteligencja, która dobiera parametry tak, żeby uzyskać takiej samej jakości frakcje o takich samych właściwościach, żeby cały proces był powtarzalny. Dzięki temu na koniec uzyskujemy odpady suche, ponieważ odparowuje z nich wilgoć. Odpady są też mniejszej objętości, bo pod wpływem ciśnienia ich objętość zmniejsza się do 60 proc. Później frakcja organiczna oddziela się od nieorganicznej, odpady nie wydzielają już też odorów, ponieważ eliminujemy z nich bakterie, wirusy czy pasożyty. Potem jest dość łatwy i bardzo efektywny proces sortowania suchych odpadów oddzielonych od organicznych i nieorganicznych i na koniec odzyskujemy biomasę, szkło, tworzywa sztuczne, metale i paliwa alternatywne.

Wyróżnienia w kategorii „Produkt wdrożony” przyznano 11 laureatom, wśród których są m.in. spółka Hydropolis (za eksperymentalną uprawę wertykalną wraz z systemem kontrolowanych warunków), Hochland Polska (opakowania wielokrotnego użytku), PGE Ekoserwis (mieszanka wypełniająca geoszyby stosowana w procesach rekultywacji terenów pogórniczych), Veolia Południe (wdrożenie i rozwój systemu GOZ w Miasteczku Śląskim oparte na cieple odpadowym z procesów hutniczych), spółka Rebread (cyrkularne pieczywo w modelu „open manufacturing”) oraz Przedsiębiorstwo Wielobranżowe ANMET Andrzej Adamcio wyróżnione za przęsło mostu wykonane z elementów łopat wirnika turbiny wiatrowej.

W drugiej z kategorii, „Wdrożony model gospodarki o obiegu zamkniętym”, zostały złożone 44 wnioski. Nagrodę główną otrzymała firma BASF Polska za zamykanie obiegu tworzyw sztucznych w procesie recyklingu chemicznego – współpracę w całym łańcuchu wartości.

– Dbamy o zamykanie obiegu tworzyw sztucznych, chociażby poprzez projekt ChemCycling, czyli proces recyklingu chemicznego, dzięki któremu możemy dać nowe życie tworzywom, zużytym oponom czy odpadom zmieszanym. Takie odpady są przetwarzane, dzięki czemu otrzymujemy surowiec, którego następnie możemy użyć do produkcji nowych tworzyw sztucznych, zamiast chociażby nafty w krakerze – mówi Rafał Zaremba, regionalny menedżer sprzedaży poliamidów i prekursorów w Europie Północno-Wschodniej w BASF Polska. – Rozwijamy recykling chemiczny jako komplementarny model recyklingu do mechanicznego. Dzięki temu jesteśmy w stanie zmniejszyć ilość odpadów, które mamy w środowisku, a także znacząco zredukować ślad węglowy powstałych produktów. Staramy się też angażować naszych dostawców, klientów, a także organy państwowe, aby szerzyć ideę gospodarki cyrkularnej.

W drugiej kategorii PARP ponownie wyróżnił 11 rozwiązań, a wśród nagrodzonych znalazły się m.in.: spółka STILO Marek Wąsowski (za projekt Figlisto – pierwszą w Polsce internetową wypożyczalnię zabawek dla dzieci działającą w modelu subskrypcyjnym), Drogerie DOT (za system dystrybucji środków czystości i kosmetyków w zamkniętym obiegu plastiku), Zero Waste Design (za przywracanie drugiego życia elementom wyposażenia wnętrz w branży przestrzeni biurowych), New Solutions Group (za metody pracy z tekstyliami z drugiego obiegu i przywracanie ich na rynek), Fakro (za wykorzystanie odpadów profili PVC w procesie recyklingu i ponowne ich zastosowanie jako profili PVC) oraz Lafarge Cement (za odzysk odpadów popłuczyn betonowych z betoniarni w celu ponownego użycia w Cementowni Małogoszcz).

Laureatom konkursu przyznano nagrody finansowe – nagrody główne w wysokości 50 tys. zł oraz wyróżnienia o wartości 20 tys. zł. Łączna pula nagród w konkursie wyniosła 540 tys. zł. Inicjatywa została zrealizowana w ramach projektu „Centrum analiz i pilotaży nowych instrumentów inno_LAB” finansowanego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój. Patronat nad konkursem objęło Ministerstwo Rozwoju i Technologii. 

Źródło: Newseria