Doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D. se zabývá tepelnou energetikou v širších souvislostech; především materiálovým a energetickým využití biomasy a odpadů, tuhých alternativních paliv, bioodpadů a biomasy. Dále se věnuje studiu chemismů procesů spalování, zplyňování a pyrolýzy; studiu procesů čištění redukčních plynů a spalin, a také výrobou a charakterizací biocharu. V současnosti je vedoucím Ústavu energetiky na VŠCHT Praha, předsedou České asociace pro pyrolýzu a zplyňování, vědeckým pracovníkem na ÚCHP AV ČR a předsedou sekce výroba a legislativa biocharu v rámci V4 Biochar Platformy a člen redakční rady třech mezinárodních časopisů a časopisu Paliva.
Národní centrum pro energetiku II bylo pokračováním Center kompetence I a II a Národního centra pro energetiku I, ani v jednom však VŠCHT nebyla zapojena. Jak se Vám podařilo připojit do již běžící spolupráce?
Když jsem nastoupil na plný úvazek na Ústav energetiky, tak jsem si dal závazek, že se staneme součástí Národního centra kompetence II (NCK II) v oblasti nejaderné energetiky a teplárenství a kontaktoval jsem partnery, aby nás přizvali ke spolupráci i v rámci připravovaného NCK II. Hlavní motivací tudíž bylo, aby Ústav energetiky VŠCHT Praha byl součástí velkého centra, které cíleným způsobem ovlivňuje budoucnost české nejaderné energetiky a teplárenství. Podařilo se to v rámci jednoho výzkumného úkolu, který se týká dekarbonizace, cirkulární ekonomiky, zvyšování účinnosti přeměn spojených s obnovitelnými zdroji energie a akumulace energie. Oficiální název výzkumného úkolu je Nové progresivní technologie pro energetiku. Na VŠCHT jsou zapojeny do řešení výzkumného úkolu dva týmy, můj a paní doc. Doušové.
Jakou má Národní centrum pro energetiku II strukturu?
Naše centrum je rozděleno do několika výzkumných úkolů, uceleně pokrývajících jednotlivé segmenty moderní nejaderné energetiky a teplárenství. Jak jsem uvedl, jsme zapojeni do výzkumného úkolu, který koordinují partneři z ČVUT. Konkrétní název sub-úkolu je Alternativní paliva a dekarbonizační technologie pro energetiku. Vedoucím je prof. Jan Hrdlička z ČVUT v Praze.
S jakými partnery v rámci výzkumného úkolu spolupracujete?
V našem výzkumném úkolu je šest partnerů, úkol koordinuje již zmíněné ČVUT v Praze, dále se účastní VŠB v Ostravě, ČEZ, Ventos a Veolia. Za VŠCHT jsou do výzkumného úkolu zapojeny dva ústavy, Ústav energetiky (218) a Ústav chemie pevných látek (108).
Tento projekt navazuje na již běžící projekty předaplikačního výzkumu, jako je například projekt Nízkoemisní technologie energetického využití biomasy a alternativních paliv (akronym LETEBAF), který je také subvencován od Technologické agentury ČR, a to z programu THÉTA. Do projektu LETEBAF je zapojen i další Ústav energetiky v ČR působící na VUT v Brně.
Na Ústavu chemie pevných látek se zabývají primárně vývojem a testováním sorbentů na bázi rozličných přírodních anorganických materiálů pro sorpci oxidu uhličitého a/nebo legislativně sledovaných těžkých kovů a metaloidů. Moje skupina je v prvé řadě zapojena do výzkumného úkolu zabývajícího se technickými a legislativními omezeními možnosti využití tuhých alternativních paliv a odpadní biomasy v českých teplárnách a elektrárnách a akumulací tepla v provozech centrálního zásobování tepla. Například v letošním roce Ústav energetiky VŠCHT uzavřel memorandum o spolupráci s ENERGIE Holding a.s., který je součástí koncernu ENETIQA a.s. Součástí holdingu je více jak 15 městských výtopen a tepláren a spalovna komunálního odpadu ve městě Liberec. Prvním bodem spolupráce je vypracování Analýzy možností nových zdrojů pro centrální zásobování tepla Louny, Litoměřice a Mimoň.
Kromě výše uvedených výzkumných úkolů motivovaných dohodou Green Deal 2050 / nezařazením zdrojů pod EU ETS (Evropský systém emisního obchodován), je moje skupina orientovaná na predikci a v některých případech i na návrhy evropské legislativy týkající se teplárenství a procesů zplyňování a pyrolýzy.
Kdo se z Vašeho týmu chemiků zabývá právními předpisy?
Já osobně se legislativě věnuji dlouhou dobu. V energetice či teplárenství nelze plánovat bez detailní znalosti současné a budoucí legislativy, a tudíž i provádět smysluplný aplikovaný výzkum 1, 2.Například náš ústav se stal loni členem Evropské platformy pro udržitelný fosfor, díky níž máme i možnost přímo připomínkovat legislativní předpisy v naší zájmové oblasti výroby hnojiv nebo pomocných půdních látek pomocí tepelných procesů, popř. přímo připravovat podklady pro úpravu legislativních předpisů tak, aby výroba některých hnojiv nebo pomocných půdních látek byla správně nastavena z pohledu např. obsahu mikroplastů či organických mikropolutantů, jako jsou např. PAU, PCB, PCDD/F, PFAS .
Obdobně chceme v rámci energetiky a teplárenství posoudit, jestli právní předpisy, které se nastavují v EU, budou akceptovatelné i pro strukturu výroby elektrické energie a tepla v ČR. Struktura zdrojů pro výrobu elektrické energie a užitného tepla není v Evropě stejná, některé státy mají větší podíl uhlí (typicky Polsko) jiné státy, jako třeba Německo, jsou více zaměřeny na obnovitelné zdroje. V Nizozemí a v Dánsku kladou větší důraz na využití popelovin, zatímco Francie má větší podíl jaderné energetiky.
Podíl na takovýchto zákonech zní spíše jako politická záležitost. Kdo by vaše výsledky dokázal na celoevropském měřítku prosazovat dál?
Pokud se například tvoří podkladové materiály pro velké spalovací zdroje nebo pro zdroje spalující odpady, tak se aktualizuje dokument, který se jmenuje Referenční dokument o nejlepších dostupných technikách (BREF) vycházejících z BAT (Best Available Techniques, nejlepší dostupné techniky). Právní rámec pak zastřešuje pro naše zájmové téma zejména Směrnice 2010/75/EU o průmyslových emisích. Implementaci pak zajišťují primárně jednotlivá prováděcí rozhodnutí: Prováděcí rozhodnutí Komise (EU) 2021/2326 a Prováděcí rozhodnutí komise (EU) 2019/2010. Z výše uvedeného je zřejmé, že cestou pro transformaci znalostí do legislativy EU v oblasti energetiky a teplárenství je publikování přehledných článků v renovovaných mezinárodních časopisech a připomínkování tvorby budoucího dokumentu BREF.
Jaké další projekty ve Vaší skupině řešíte?
Velmi zajímavé průmyslové téma je například pyrolýza čistírenských kalů, díky níž dochází ke značnému zmenšení objemu a hmoty tohoto odpadu, jeho úplné hygienizaci a stabilizaci, a dále k destrukci mikroplastů a organických mikropolutantů přítomných v kalu. Produktem technologické linky zpracovávající čistírenský kal je užitné teplo a pevný karbonizační produkt, tzv. biochar (biouhel).
Téma řešíme ve spolupráci s firmou HST Hydrosystémy s.r.o. v rámci několikaleté spolupráce. První instalace je na ČOV Bohuslavice – Trutnov. V rámci spolupráce jsme s firmou prošli celým procesem stavby zařízení, její kolaudace, certifikace biouhlu v ČR a jeho následného vyjmutí z katalogu odpadů. Jedná se tudíž o konkrétní implementaci cirkulární ekonomie v praxi.
Vloni na uvedené téma u nás obhájil Dr. Moško svou disertační práci Modern Methods for Material and Energy Recovery from Sewage Sludge, na které pracoval v double-degree programu s Ghent University 3, 4, 5.
Seznam citované literatury:
1. Sikarwar, V.S., Pfeifer, C., Ronsse, F., Pohořelý, M., Meers, E., Kaviti, A.K., Jeremiáš, M. Progress in in-situ CO2-sorption for enhanced hydrogen production. Progress in Energy and Combustion Science. 2022, 91, 101008. DOI: 10.1016/j.pecs.2022.101008. (WoS, IF 29,394 /2020/, Q1*/D1).
2. Hušek, M., Moško, J., Pohořelý, M. Sewage sludge treatment methods and P-recovery possibilities: Current state-of-the-art. Journal of Environmental Management. 2022, 315, 115090. DOI: 10.1016/j.jenvman.2022.115090. (WoS, IF 6.789 /2020/ Q1).
3. Moško, J., Jeremiáš, M., Skoblia, S., Beňo, Z., Sikarwar, V.S., Hušek, M., Wang, H., Pohořelý, M. Residual moisture in the sewage sludge feed significantly affects the pyrolysis process: Simulation of continuous process in a batch reactor. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2022, 161, 105387. DOI: 10.1016/j.jaap.2021.105387. (WoS, IF 5,541 /2020/, Q1).
4. Moško, J., Pohořelý, M., Cajthaml, T., Jeremiáš, M., Robles-Aguilar, A.A., Skoblia, S., Beňo, Z., Innemanová, P., Linhartová, L., Michalíková, K., Meers, E. Effect of pyrolysis temperature on removal of organic pollutants present in anaerobically stabilized sewage sludge. Chemosphere. 2021, 265, 129082. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.129082. (WoS, IF 5,778 /2019/, Q1).
5. Moško, J., Pohořelý, M., Skoblia, S., Fajgar., R., Straka, P., Soukup, K., Beňo, Z., Farták, J., Bičáková, O., Jeremiáš, M., Šyc, M., Meers, E. Structural and chemical changes of sludge derived pyrolysis char prepared under different process temperatures. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2021, 156, 105085. DOI:doi.org/10.1016/j.jaap.2021.105085 (WoS, IF 3,905 /2019/, Q1).