W "Naszym Dzienniku" ukazał się (
obszerny wywiad z prof. D. Nazimkiem z UMCS, w którym polemizuje on z negatywną oceną przez "Gazetę Wyborczą" jego pomysłu produkcji "ekologicznych" paliw z gazów spalinowych, a ściślej zawartego w gazach dwutlenku węgla. Prof. Nazimek nie uzyskawszy poparcia w środowisku naukowym, ucieka się do lobbingu prasowego, podając nieprawdziwe informacje ubrane w naukową frazeologię.
Nie będę ustosunkowywał się do wyliczania kosztu 1 dm^3 wyprodukowanego paliwa, bo prof. Nazimiek nie podaje, o jakie paliwo chodzi. Chciałbym jednak ustosunkować się co do możliwości zmniejszenia emisji CO2.
Proponowana metoda nie tylko, biorąc pod uwagę cały proponowany przez prof. Nazimka cykl produkcyjny, nie zmniejszy, ale wręcz zwiększy ilość emitowanego CO2 na jednostkę wyprodukowanej energii.
Z elementarnych praw chemii wynika, że energia nie może powstawać z niczego. Mówiąc w sposób spopularyzowany, można stwierdzić, że zarówno woda jak i CO2 są na najniższym poziomie energetycznym, co oznacza, że w ich reakcji nie może "powstać" energia.
Przekształcenie ich z powrotem w nośniki energii wymaga dostarczenia energii z zewnątrz. Z wypowiedzi prof. Nazimka wynika, że tym źródłem energii jest lampa lub inny elektryczny generator promieniowania ultrafioletowego.
Oznacza to, że zakładając nawet 100-proc. wydajność wykorzystania energii, aby powstał z dwutlenku węgla i wody metanol, ilość energii włożonej w postaci promieniowania ultrafioletowego musi być co najmniej taka sama, jak ilość energii chemicznej zawartej w metanolu. A to oznacza, że nawet przy tak wyidealizowanym procesie nie następuje zmniejszenie emisji dwutlenku węgla. W rzeczywistości jest znacznie gorzej.
Średnia wydajność wytwarzania elektryczności w polskich elektrowniach wynosi około 35 proc. Oznacza to, że na jedną jednostkę wyprodukowanej energii elektrycznej zużywa się około 3 jednostki energii zawartej w węglu. Z tego wynika, że do otrzymania ilości energii elektrycznej, niezbędnej do wygenerowania promieniowania ultrafioletowego (znowu zakładając, że energia elektryczna w 100 proc. daje się przetworzyć na energię promieniowania ultrafioletowego) niezbędne jest spalenie ponad trzykrotnie większej ilości węgla lub innego paliwa, a to oznacza, że usunięcie 1 jednostki dwutlenku węgla ze spalin, prowadzić będzie do wytworzenia trzykrotnie większej ilości dwutlenku węgla w innym miejscu, tj. przy wytwarzaniu prądu elektrycznego.
W rzeczywistości ten stosunek będzie nawet jeszcze mniej korzystny, bowiem pozostałe procesy będą także przebiegać z wydajnością mniejszą od 100 proc.
Metody tej nie można uważać za alternatywę dla sekwestracji dwutlenku węgla, bo nią nie jest. Usunięcie jednej jednostki dwutlenku węgla z gazów spalinowych wymagać będzie zużycia elektryczności, wytworzenie której będzie związane, w warunkach polskich, z emisją ponad trzykrotnie większej ilości dwutlenku węgla. To wynika z zasady zachowania energii obowiązującej od 1842 roku.
O tej zasadzie prof. Nazimek jako chemik musiał słyszeć w czasie studiów na UMCS, na wykładach prof. J. Ościka z Chemii Fizycznej.
Nie ma w przyrodzie samorództwa energii. Dlatego poważni badacze zrezygnowali z budowy perpetuum mobile.
Prof. Nazimek w "Naszym Dzienniku" stwierdził, że wyprzedził Amerykanów z MIT, którzy budują wg. prof. Nazimka skomplikowany układ sztucznej komórki. W rzeczywistości to wymienieni przez prof. Nazimka Amerykanie, a także badacze w innych ośrodkach przed kilkunastu laty rozpoczęli prace na znalezieniem fotokatalizatora zdolnego do przekształcenia CO2 w związki organiczne, ale pod wpływem promieniowania widzialnego (słonecznego). Natomiast badania z wysokoenergetycznymi, sztucznymi źródłami promieniowania, z przyczyn podanych przeze mnie, w poważnych ośrodkach nie są traktowane jako posiadające wartość aplikacyjną do rozwiązania problemu wytwarzania biomasy w warunkach sztucznych.
Fotokatalityczne zdolności ditlenku tytanu są znane w literaturze fachowej od lat. W tej sytuacji wyrażona obawa przez prof. Nazimka, że pomysł syntezy metanolu z CO2 i wody pod wpływem promieniowania ultrafioletowego z użyciem katalizatora ditlenku tytanu zostanie skopiowany przez konkurencję, jest niczym innym jak dowartościowywaniem pomysłu, bo ci co pracują nad fotokatalizacją znają tą metodę od lat.
Proces taki został opisany przez naukowców z Węgier (Solymosi F. i współpracownicy) w 1994 r. międzynarodowym czasopiśmie Catalysis Letters, no. 2 , s. 61-65, także przez Chabra i współpracowników w 1995 r. w międzynarodowym czasopiśmie Langmuir, no.11, s. 3307-3311, którzy szczegółowo przeanalizowali wytwarzanie metanolu z użyciem katalizatora ditlenku tytanu i działanie ultrafioletu. Natomiast Japończyk Hirosh Kurakata w 1996 roku opisał w międzynarodowym czasopiśmie Chemical Communication, także sposób wytwarzania etanolu z CO2 i wody pod wpływem promieniowania ultrafioletem z udziałem katalizatora opartego na ditlenku tytanu.
Tak więc proces, o którym mówi prof. Nazimek, znany jest od co najmniej 20 lat. Nie doczekał się wdrożenia, jak wiele innych procesów, przede wszystkim dlatego, że produkowane metanol i etanol wymagały włożenia ponad trzykrotnie większej ilości energii od tej, jaką następnie można było odzyskać z metanu lub produktów wytworzonych z metanolu i z tego względu nie nadaje się do produkcji nośników energii.
To jest podobnie jak z produkcją złota z wody morskiej. Można, tylko jakim kosztem?
Nie chce mi się wierzyć, że prof. Nazimek zajmujący się katalizą od lat nie znał tych prac, opublikowanych w dostępnych czasopismach. Streszczenie tych prac znajduje się także w Chemical Abstracts, które znajdują się m.in. w bibliotece Wydziału Chemii UMCS.
W Polsce wieloletnie badania nad fotokatalitycznymi właściwościami ditlenku tytanu prowadzą m.in. prof. Antoni W. Morawski z Politechniki Szczecińskiej, prof. J. Hubka z Politechniki Gdańskiej. Badając fotokatalityczne właściwości TiO2 (a ten katalizator prof. Nazimek stosuje) stwierdzili, że należy skierować badania na wykorzystanie promieniowania widzialnego, co umożliwiłoby wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. I gdyby w takim procesie uzyskano zadawalającą wydajność, wtedy można byłoby mówić o realnym wykorzystaniu fotokatalizy. Niestety reakcje z udziałem fotokatalizatora ditlenku tytanu pod wpływem promieniowania słonecznego są mało wydajne.
Dlatego to trwają intensywne badania nad odtworzeniem procesów zachodzących w komórkach roślin, po to, aby promieniowanie słoneczne, jeden z największych rezerwatorów energii odnawialnej wykorzystać do produkcji biomasy przetwarzalnej m.in. na biopaliwa.
Nie jest to błądzenie, jak twierdzi prof. Nazimek, ale świadomy wybór czołowych ośrodków pracujących nad fotokatalizą.
Należy bowiem pamiętać, że do Ziemi w ciągu roku w formie promieniowania słonecznego dociera 7500 razy więcej energii słonecznej (86000 TW) w stosunku do energii pierwotnej zużytej przez całą ludzkość.
Pracuje się w świecie także nad fotolizą wody, procesem fotokatalitycznym z wykorzystaniem promieniowania słonecznego, pozwalającym na rozszczepienie cząsteczki wody na wodór i tlen. Gdyby ten proces udało się zrealizować z przyzwoitą wydajnością, to problem zaopatrzenia nowej cywilizacji w energię zostałby rozwiązany.
Nikt poważny natomiast nie rozważa przekształcania na skalę przemysłową energii prądu elektrycznego najpierw w promieniowanie UV, którego energia następnie wykorzystywana byłaby do syntezy metanolu, jak to proponuje prof. Nazimek. (...)
Zdecydowałem się napisać dlatego, że intensywna propaganda uprawiana w środkach masowego przekazu wywiera nacisk na sfinansowanie przedsięwzięcia, które można porównać do budowy perpetuum mobile. Rzecz w tym, że w poważnych ośrodkach naukowych nikt już dzisiaj nie podejmuje się zbudowania perpetuum mobile.
Prof. dr hab. Lucjan Pawłowski
Dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej
