Z kalu jsme udělali registrovaný výrobek podobný keramzitu, říká expert na vodní hospodářství

I z kalu, který vzejde z čistírny odpadních vod a dnes nejčastěji končí na poli, jde udělat dále využitelný výrobek. Společnost HST Hydrosystémy přišla na to, jak čistit odpadní vody tak, aby se dařilo držet pod kontrolou výdaje za likvidaci kalů. Využívá pyrolýzu, kdy výstupem je karbochar, což je výrobek podobný keramzitu do květináčů.

Zbavovat se kalů je s ohledem na zpřísňující se legislativu i společenský posun myšlení čím dál těžší a nákladnější. „Řešením je pyrolýza kalů, díky které jsme schopni tento odpad přeměnit ve výrobek,“ říká Jaroslav Fuka, oblastní ředitel společnosti HST Hydrosystémy.

Nakládání s kaly se věnujete už dlouho, nicméně teď už to vypadá, že legislativa se zpřísní tak, že celé odvětví dozná změn. Je to tak?

Celá myšlenka, že se s kalem musí „něco dělat“, vznikla v podstatě na základě legislativy už za doby mého působení ve SWECO Hydroprojekt. Dříve se kaly hodně využívaly na zemědělskou půdu, byl to velice lukrativní byznys pro firmy podnikající v oblasti odpadů. Pak se ale podmínky zpřísnily. V roce 2016 vyšla vyhláška, která stanovila, že se kaly musí před aplikací na zemědělskou půdu hygienizovat. Původně měla platit od roku 2020, nově od roku 2023. A už zase probíhají boje o její odložení, protože modernizace stojí nějaké peníze. I poté, co vyhláška platit začne, protože dříve či později je to nevyhnutelné, tak některé provozy budou dál pokračovat, ovšem budou dostávat pokuty. Některé „VaK“ (vodovody a kanalizace, pozn. aut.) na impuls v podobě vyhlášky zareagovaly včas, což souvisí i s možností získání dotace, která se nemusí opakovat. Například ČOV Trutnov pokryla dotace čtvrtinu investice. Věci se dávají do pohybu.

Legislativa se zpřísňuje kvůli horšícímu se složení kalů tvořených odpadními vodami z domácností?

Je to tak. V kalech je teď spousta látek, které v nich předtím nebyly. Jsou v nich mikropolutanty, mikroplasty, drogy, hormony a další škodlivé látky. Hlavním problémem jsou léky. Výzkum České zemědělské univerzity v Praze třeba ukázal, že z devadesáti zkoumaných škodlivých látek se v kalech našly všechny. V Evropské unii se prosazuje princip předběžné opatrnosti, z čehož vyplývá, že možností, jak dávat kaly legálně na zemědělskou půdu, bude ubývat. Ačkoli existují zastánci tohoto přístupu, je pravdou, že aplikace kalů na půdu představuje zanedbatelný podíl z hlediska dodání organiky na půdu a její význam se silně přeceňuje. Ze statistik vyplývá, že podíl kalů činí pouze okolo 0,3 procenta celkové potřeby vnosu organické hmoty na půdu. V minulosti se totiž hledaly metody, jak se kalů co nejlevněji zbavit, a výsledkem bylo v podstatě jejich vylití na pole. Nyní je nutné hledat nové způsoby, jak je likvidovat.

Které to jsou?

Nejčastějším způsobem je kompostování. Problém je, že kompost nikdo moc z ekonomických důvodů nechce. Do kompostu se dá dát jen určité množství kalu (dnes 40 procent), přičemž potřebujete obrovské množství biomasy, jako je listí nebo štěpka. A štěpka je dnes pomalu strategická surovina, která se bude vyvažovat zlatem.

Ve většině vyspělých evropských zemích se řeší likvidace odvodněného kalu spalováním, na což je potřeba zařízení určené pro spalování odpadů. U nás je takových spaloven asi pět a silně v tomto ohledu zaostáváme za západními zeměmi. Je jasné, že cestou plošného budování spaloven už se v Česku nevydáme. Trochu jiné je to ve Španělsku, kde mají moře, tam to je takové „volnější“. Zkrátka je důležité si uvědomit, že jsou i národní specifika, ale čím více se díváme směrem na východ, tím větší je tendence dávat kaly na půdu. A to je cesta, kterou bychom se ubírat neměli. Amerika ani Austrálie to přitom tolik neřeší. Možná i kvůli menší hustotě osídlení se k tomu vždy stavěli trochu pragmatičtěji.

Podle vás je nejlepším řešením sušení kalů. Kolik máte rozjetých projektů?

Z těch několika metod, jak se dají kaly hygienizovat, to lze smysluplně a trvale dělat pouze sušením, které se postupně prosazuje. Jsou na to vypsány i dotační tituly z EU. Jde to však pomalu. Spousta podniků vodovodů a kanalizací vyčkává, jestli se to nějak „nevyřeší“, někteří mají alternativní možnosti hygienizace, například kaly odebírá cementárna. Ale to jsou spíše výjimky.

Ti, kteří mají horší podmínky, u větších měst nebo kalových center, se snaží na změny adaptovat a pořizují si sušárnu. Proces od projektu přes stavbu až po kolaudaci trvá třeba čtyři roky. Není tedy překvapením, že zatím jsou v provozu jen tři nízkoteplotní pásové sušárny v Karlových Varech, v Trutnově a v Přerově. Teď se uvádí do provozu i první solární sušárna v Mariánských Lázních.

Zmíněný pilotní projekt v Trutnově je jediný projekt, který má sušárnu i pyrolyzér. Připravuje se také projekt na sušárnu a pyrolyzér v Táboře, ten je zhruba 2,5x větší než Trutnov. Další projekty tohoto typu chystají v Severomoravských vodovodech a kanalizacích Ostrava, takže se to pomalu rozjíždí. Problém je, že nákladná je samotná technologie i proces sušení. Řada provozů využívá čím dál dražší plyn a odpařit z kalu vodu, aby se usušil na zhruba 90 procent pro další termické využití, vyžaduje velké množství energie, tedy peněz. Na druhou stranu kal se už vnímá i jako zdroj energie, podobně jako biomasa. A je to dobrý zdroj. Jeho výhřevnost je po usušení podobná hnědému uhlí. V Evropě nastoupil silný trend cirkulární ekonomiky, takže se do budoucna vyplatí kaly sušit a termicky zpracovat, i když doposud byly považovány za odpad.

A v tom nastal zásadní průlom?

Z pohledu hygienizace je dostatečné sušení. Takový kal lze spálit, případně odvézt na pole. Pokud je ale v režimu odpadu, stojí to peníze a další výdaje se pojí s převozem. V Trutnově ovšem máme pilotní a zatím jedinou „koncovku“ pro pyrolýzu v Česku, na které se postupně zkoumal materiál, který z pyrolýzy vycházel. Jsou na to navázány i nějaké výzkumné projekty vysokých škol a granty. A zjistilo se, že produkt má tak dobré vlastnosti, že se dá zaregistrovat u Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského. Orgánu, který je oprávněn registrovat třeba hnojiva.

Jak pyrolýza funguje?

Materiál se zahřeje na 600 °C, takže z něj vysublimuje veškerý volatilní materiál, tedy organika, která má ve vyhnilém kalu podíl zhruba 65 až 70 procent, vznikne pyrolýzní plyn a ten se ihned spálí. „Ogrilovaný produkt“, který z toho vypadne, jsme nazvali karbochar. Karbochar z ČOV Trutnov splňuje bezpečně limity těžkých kovů i zkoušku toxicity a byl zaregistrován jako pomocná půdní látka u Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského pod číslem 5422.

Na západ od nás podobný produkt nemají?

Německá firma Pyreg, která vyrábí pyrolýzní zařízení, má čtyři jednotky v Německu, další jsou v USA a ve Švédsku. U tamních úřadů se jim ale materiál vzešlý z pyrolýzy nepodařilo do dnešní doby registrovat. Naši registraci teď využívají jako podpůrný argument. U nás to podle nezávislých rozborů vyhlášky splňuje, karbochar je pomocná půdní látka s některými vlastnostmi hnojiva. Je to v podstatě plnivo, na kterém vyrostou užitečné bakterie a které nasakuje vodu a zase ji pouští zpět. Představte si třeba obdobu drobnějšího „keramzitu“, umělého kameniva, které se dává do květinových truhlíků. Materiál máme k dispozici zhruba rok, přičemž další výzkum na brněnském pracovišti ÚKZÚZ, kde jej testují na různých plodinách. A už je v běhu i příprava pro komerční využití, což je nepředstavitelné, když původním cílem byla hygienizace kalu a snaha úsporně se zbavit odpadu. Udělat z toho výrobek je o hodně vyšší „level“.

Bude možné karbochar prodávat v celé Unii?

Mělo by to jít, ale každá země má svůj vlastní úřad, který na problematiku dohlíží, tak uvidíme. Teď nám zbývá poslední krok – povolení krajského úřadu o ukončení cyklu odpadu na čistírně, a tedy použití karbocharu jako výrobku-pomocné půdní látky. V tom okamžiku veškerý karbochar, který se v Trutnově vyrobí, bude možné pokládat za výrobek a lze ho podle situace uplatnit na trhu. Každá čistírna, která bude chtít karbochar v Česku produkovat, si jej bude muset registrovat znovu, protože bude mít jiné složení kalu. Ale registrace už bude v takovém případě daleko jednodušší.

Jak se materiál liší od již běžnějšího „biocharu“?

Biochar je dlouhodoběji fungující platforma, která se zabývá pyrolyzovanou nebo zplyňovanou biomasou, jedná se třeba o štěpku. Kubík v Německu prodáte za víc než tisíc eur. To je materiál, který se dává do krmiv zvířatům, na zemědělskou či lesní půdu, ke stromům. Ale to nikdy nebyl odpad, takže u karbocharu bude cena níže, to je jasné. Existují však i další příznivé efekty pyrolýzy než tento produkt. Technologie je totiž unikátní v tom, že je emisně negativní. To jsou tuny CO2, které ušetříte a můžete je časem prodávat na vznikajícím trhu.

Myslíte něco jako emisní povolenky?

Emisní povolenky to právě nejsou. Emisní povolenku si koupíte, abyste mohli vůbec vyrábět. Tady se jedná o tržiště, kde firmy, které musejí mít certifikaci prostřednictvím nezávislých institucí, nabízejí ušetřené tuny CO2. V Trutnově je to teoreticky okolo 300 ušetřených tun CO2 ročně. Jedním z autorizovaných organizátorů, kde se prodávají kredity CORC (Carbon Removal Credits), jejichž cena se aktuálně pohybuje okolo 150 eur za tunu (asi 3,5 tisíce korun), je Puro.earth. Pokud firma nedotáhne svou CO2 stopu na minimum, protože nemá jak, tak jí nezbyde než si koupit „odpustky“, aby mohla říci, že je uhlíkově neutrální.

Dalším benefitem je, že pyrolyzér produkuje více než polovinu tepla potřebného pro vytápění sušárny, přičemž teplo je teď strašně drahé, i to je zásadní. Abych to shrnul, kalová koncovka ve formě sušárny a pyrolyzéru investorovi vyřeší veškerý problém s likvidací kalu, a to i vzhledem k budoucím legislativním požadavkům. A navíc je to emisně negativní technologie.

Na jakou investici je potřeba se připravit?

V Trutnově byla investice 58 milionů korun bez velkých stavebních úprav. Z této částky čtvrtinu pokryla dotace. U projektu, který se teď chystá v Táboře a je daleko větší, se odhaduje cena na 250 milionů korun. Dotační tituly jsou v běhu, s pyrolýzou se v nich počítá. V rámci veřejné podpory může být dotace maximálně do 25 procent. Soukromý subjekt by dostal víc, ale to v byznysu čistíren nikdo není. A abych to uvedl do kontextu, likvidace kalů ročně stojí jednotky až desítky milionů korun s tím, že ceny za ni se postupně zvyšují.

Představuje pyrolýza nepříjemnosti pro obyvatele dané lokality? Vychází z koncovky například zápach?

Pyrolýza pro místní nepředstavuje žádné riziko. Pyrolyzér je velice malý zdroj emisí, o mnoho řádů menší než blízká elektrárna v Poříčí. Má celý kontejner čištění, který obsahuje zásaditou pračku vzduchu pro odstranění kyselých složek, takzvaný scrubber, a filtr s aktivním uhlím, kde se odstraní některé těžké kovy. Výstupní emise z komína se průběžně monitorují. Vlastní pyrolýza probíhá v podtlaku, a tedy zcela bez zápachu. Ani při samotném procesu sušení nedochází k projevům zápachu jednak díky mírnému podtlaku a hlavně odsávání vzduchu ze sušárny přes kyselou pračku vzduchu.