Szósty wykład otwarty z serii Konteksty Transformacji Energetycznej dotyczył przyszłości paliw alternatywnych i syntetycznych w kontekście dekarbonizacji energetyki. Dziekan Wydziału Energetyki i Paliw AGH - prof. dr hab. inż. Monika Motak omówiła nowoczesne technologie przekształcania CO_₂ w paliwa, takie jak metanol czy dimetylowy eter, z wykorzystaniem zielonej energii i katalizatorów. Przedstawiła podział biopaliw, rolę biometanu i RDF, a także rosnące znaczenie paliw syntetycznych w transporcie, zwłaszcza lotnictwie. Podkreśliła, że choć rozwiązania te są ekologiczne i perspektywiczne, nadal wymagają dużych inwestycji i rozwoju technologicznego.

Paliwa syntetyczne to paliwa uzyskiwane na drodze syntezy chemicznej (najczęściej organicznej), mogące zastąpić benzynę lub olej napędowy. Produkowane są z różnych surowców – gazu ziemnego (GTL), węgla (CTL), biomasy, a także z biometanu. Paliwa alternatywne to szersza kategoria, obejmująca m.in. wodór, biopaliwa, biogaz, oleje roślinne, propan, chemicznie zmagazynowaną energię (np. w bateriach), a także paliwa z odpadów – jak RDF. Główne zalety tych paliw to ich ekologiczność oraz możliwość wpisania się w gospodarkę obiegu zamkniętego, mimo że są droższe i wymagają dużych inwestycji.

Biopaliwa dzieli się na trzy generacje: pierwsza powstaje z roślin jadalnych (np. kukurydzy, rzepaku), co może wpływać na ceny żywności. Druga generacja korzysta z odpadów rolniczych i roślin nieprzeznaczonych do spożycia, zwiększając efektywność i ograniczając konkurencję z sektorem spożywczym. Trzecia generacja bazuje na algach, które są bardzo wydajne, lecz technologia ta pozostaje w fazie pilotażowej.

Istotnym źródłem paliw są także biogazownie, produkujące biometan z odpadów organicznych i zwierzęcych – w Polsce działa ich ponad 400, choć większość to małe instalacje. Biometan uznawany jest za paliwo zeroemisyjne, bo emitowany CO_₂ pochodzi z krótkiego obiegu w przyrodzie.

Paliwem alternatywnym jest również RDF – paliwo z odpadów komunalnych i przemysłowych o wysokiej wartości opałowej. Trafia głównie do cementowni, pomagając im obniżać emisje CO_₂. W Polsce funkcjonuje kilkanaście instalacji RDF, a budowane są kolejne, choć może pojawić się problem nadprodukcji, jeśli nie zaangażuje się sektor energetyczny. Z kolei paliwa syntetyczne, jak dimetylowy eter, metanol czy syntetyczny diesel, mogą być produkowane z biomasy, gazu syntezowego czy nawet z dwutlenku węgla i wodoru, przy użyciu energii odnawialnej. Kluczową technologią jest tu m.in. synteza Fischera-Tropscha. Choć ich spalanie generuje CO_₂, to uznaje się je za zeroemisyjne, gdyż powstają z odzyskanego wcześniej węgla lub metanu.

W kontekście lotnictwa Unia Europejska od stycznia 2024 r. wprowadziła obowiązek domieszkowania paliwa lotniczego 2% syntetycznego, a do 2035 r. poziom ten ma wzrosnąć do 20%. To stwarza duże zapotrzebowanie na rozwój produkcji paliw syntetycznych, do czego zaangażowały się m.in. AGH, Politechnika Warszawska i Orlen.

Polska wciąż zmaga się z wysokimi emisjami CO₂, co wymaga zarówno ograniczenia zużycia energii, jak i rozwijania technologii jej pochłaniania lub przekształcania. Jednym z kierunków jest chemiczne wykorzystanie CO_₂ – m.in. poprzez metanizację i suchy reforming metanu, który pozwala otrzymać wartościowy gaz syntezowy do dalszej produkcji paliw, takich jak metanol czy dimetylowy eter. Wyzwania technologiczne obejmują m.in. brak tanich i trwałych katalizatorów oraz konieczność stosowania zielonego wodoru. Przykładem wdrożenia jest Islandia, gdzie w elektrowni geotermalnej produkuje się metanol z CO_₂. Choć technologie te są obiecujące i wspierają dekarbonizację, nadal są kosztowne i wymagają dalszych badań oraz inwestycji.

Zachęcamy do wysłuchania wykładu a także dyskusji  nad przyszłością paliw syntetycznych w transformacji energetycznej.