Polacy mogą mieć w rękach technologię, która pomoże ograniczyć emisje jednego z najgroźniejszych gazów cieplarnianych. Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzyli reaktor, który potrafi neutralizować metan nawet w śladowych stężeniach.
Zespół z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego opracował technologię, która potrafi przetwarzać metan nawet w bardzo niskich stężeniach. To wynalazek o globalnym potencjale, który może zmienić sposób, w jaki walczymy z jednym z najgroźniejszych gazów cieplarnianych.
- Czytaj także: 3,5 biliona złotych na transformację. Eksperci wskazują, gdzie Polska ma największą szansę
„Metan jest wyjątkowo trudny do zniszczenia”
Metan ogrzewa naszą planetę nawet kilkadziesiąt razy silniej niż CO₂, a jego emisje wciąż rosną. Uwalnia się z kopalń węgla, gospodarstw hodowlanych (obór), składowisk odpadów oraz różnych instalacji przemysłowych – często niezauważony i niewykorzystany. Liczby? Około połowy emisji metanu pochodzi z działalności człowieka. Globalnie rolnictwo generuje prawie 48 proc. emisji, głównie przez hodowlę bydła i obornik. Sektor paliw kopalnych – około 33 proc. Reszta to wysypiska śmieci i emisje naturalne. Choć metan jest chemicznie prosty, właśnie ta prostota czyni go wyjątkowo odpornym na rozkład.
Świat przez lata skupiał się na dwutlenku węgla, nie zauważając drugiego a właściwie pierwszego winowajcy klimatycznego – metanu (CH₄). To niewidoczny, bezwonny gaz, który w atmosferze utrzymuje się krócej niż CO₂, ale w tym czasie potrafi zatrzymać wielokrotnie więcej ciepła. Według danych NOAA stężenie metanu w atmosferze przekroczyło 1945 ppb i nadal szybko rośnie – to najwyższy poziom w historii pomiarów. W ciągu ostatnich dwóch dekad emisje metanu wzrosły gwałtownie, zwłaszcza w krajach z rozbudowanym górnictwem i rolnictwem.
Prof. dr hab. Joanna Profic-Paczkowska z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego mówi wprost: – Metan jest piękny, bo ma piękną symetrię – jest jak kula. I właśnie przez tę wysoką symetrię wyjątkowo trudny do zniszczenia – tłumaczy naukowczyni pytana przez SmogLab.
Polska technologia:Od krakowskiego laboratorium do światowej rewolucji
W krakowskim laboratorium powstało urządzenie wyjątkowe w skali świata – modułowy reaktor katalityczny projektu VAMPiRE (Ventilation Air Methane Processing with Innovative Reactor for Energy recovery) w ramach projektu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Zarządza nim spółka CTiPT.
Nie jest to wielka fabryka, lecz system, który można rozbudowywać jak konstrukcję z klocków. Każdy moduł dopala część metanu, a dodając kolejne, zwiększa się skalę działania. To proste i idealnie dopasowane do realnych warunków kopalń oraz zakładów przemysłowych.
Co ważne, katalityczne dopalanie metanu nie tylko go unieszkodliwia, ale też pozwala odzyskać energię. Ciepło wytwarzane podczas reakcji jest przekształcane w chłód za pomocą absorpcyjnej chłodziarki. Powstała schłodzona woda może służyć do klimatyzacji podziemnych wyrobisk kopalni, rozwiązując jednocześnie problem emisji i wysoki temperatur w głębokich zakładach. Dzięki temu technologia staje się podwójnie opłacalna: zmniejsza wpływ na klimat i przynosi konkretne korzyści operacyjne.
– Zamiast jednej ogromnej instalacji można zbudować elastyczny układ – reaktor dopasowany do potrzeb konkretnego miejsca. Wystarczy dołożyć nowy moduł, by przetwarzać większe ilości gazu – tłumaczy badaczka.
Rozwiązanie testowano w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” w Mikołowie, gdzie działało przez dłuższy czas w rzeczywistych, podziemnych warunkach. Wyniki były obiecujące: system skutecznie utlenia metan nawet przy stężeniu poniżej 0,5 proc. – tam, gdzie inne technologie zawodzą.
Metan, czyli mało znany kolos
W Polsce najwięcej metanu uwalnia się z kopalń węgla – wciąż setki milionów metrów sześciennych rocznie. Na pierwszy rzut oka 0,3 proc. metanu w powietrzu wentylacyjnym wydaje się niewielką ilością. Ale gdy przemnożyć to przez miliony metrów sześciennych powietrza wentylacyjnego i czas, skala robi wrażenie. Każdy procent emisji mniej to tysiące ton metanu, którego nie trzeba wypuszczać wprost do atmosfery.
– To jeden z tych przypadków, kiedy „mało” wcale nie znaczy „nieistotnie”. Metan w niskim stężeniu jest trudny technologicznie, ale jego wpływ na klimat jest ogromny – podkreśla prof. Joanna Profic-Paczkowska.
Świat próbuje ujarzmić metan
Na całym świecie inżynierowie szukają sposobów, by przekształcać metan w coś pożytecznego. W Australii naukowcy opracowali fotokatalizator, który z pomocą światła słonecznego zamienia metan w etylen – cenny surowiec do produkcji tworzyw sztucznych. Inni badacze eksperymentują z zeolitami z dodatkiem miedzi, które wychwytują metan bezpośrednio z powietrza i przekształcają go w prąd.
Rosną też możliwości monitoringu. Satelity oraz liczne projekty wykrywają już największe wycieki gazu, zwłaszcza z pól naftowych i gazowych. Tylko w 2025 roku zarejestrowano ponad 4400 dużych smug emisji, m.in. nad Teksasem, Turkmenistanem i Iranem. Każdy z takich „megawycieków” może wpływać na klimat w podobnym stopniu jak średnia elektrownia węglowa.
W krajach takich jak Chiny, Kanada czy Australia trwają prace nad odzyskiwaniem metanu z kopalń i biogazowni. W Stanach Zjednoczonych firmy przesyłowe wprowadzają automatyczne czujniki wycieków w rurociągach, bo każdy kilogram zatrzymanego metanu to nie tylko mniej emisji, ale też oszczędność energii. Już teraz w Kalifornii i Indiach biogaz z odpadów i gnojowicy napędza autobusy miejskie – realny przykład, że z problemu można zrobić źródło zysków.
Pomoże również rolnikom?
Polski reaktor VAMPiRE może znaleźć zastosowanie także w rolnictwie. W oborach i budynkach inwentarskich metan uwalnia się w bardzo niskich stężeniach wraz z powietrzem wentylacyjnym, podobnie jak w kopalnianej wentylacji. Nad zbiornikami gnojowicy czy w miejscach przechowywania obornika stężenia są często zbyt niskie dla tradycyjnych metod, ale wystarczająco wysokie, by modułowy reaktor katalityczny mógł go skutecznie utlenić do dwutlenku węgla i wody.
Dzięki elastycznej, „lego-podobnej” konstrukcji system dałoby się dopasować do wentylacji obory lub zamontować nad miejscem składowania nawozu, oczyszczając powietrze bez potrzeby budowy wielkiej instalacji. Odzyskane ciepło można dodatkowo wykorzystać do produkcji chłodu lub ogrzewania obiektów gospodarskich. To szansa na realne obniżenie emisji z hodowli, jednego z największych źródeł metanu w rolnictwie.
Polska nauka na światowym poziomie
Polski reaktor VAMPiRE to krok w tym samym kierunku, tylko zamiast spalać gaz w dużych ilościach, działa tam, gdzie inne systemy nie mogą się sprawdzić. Dla Polski, kraju z rozbudowanym górnictwem, to technologia mogąca ograniczyć emisje przy niewielkim ryzyku.
– Patenty mamy w Polsce, pracujemy nad komercjalizacją. Świat jeszcze nie wie o tej technologii, ale jestem przekonana, że będzie o niej głośno. Wystarczy, że trafi w dobre ręce – mówi prof. Profic-Paczkowska. Jej słowa dobrze oddają stan polskiej nauki: ogromny potencjał, który często grzęźnie na etapie wdrożeń.
– Mamy genialnych naukowców, ale słabsze mechanizmy przejścia od laboratorium do przemysłu. Artykuł naukowy nie oczyści powietrza. Oczyszcza je dopiero wdrożona technologia.
Od krakowskiego laboratorium do światowej rewolucji
Choć reaktor VAMPiRE to nowość, sama kataliza – nauka o przyspieszaniu reakcji chemicznych – już wielokrotnie zmieniała świat. Samochodowe katalizatory, wprowadzone w latach 70., niemal zlikwidowały problem zanieczyszczenia powietrza w miastach.
– To największe osiągnięcie chemii stosowanej w ochronie środowiska ubiegłego wieku. Dobrze zaprojektowana chemia potrafi zdziałać cuda – podkreśla nasza rozmówczyni.
Jeśli polski reaktor trafi do przemysłu, może znaleźć zastosowanie nie tylko w kopalniach, ale też w zakładach przetwórstwa odpadów czy rolnictwie. Dzięki odzyskowi energii w postaci chłodu technologia staje się szczególnie atrakcyjna dla głębokich kopalń, gdzie problem wysokich temperatur jest równie palący jak emisje metanu. I choć droga od pomysłu do rynku bywa długa, globalna skala problemu sprawia, że innowacje w tej dziedzinie stają się pilną potrzebą.
Bo – jak mówi prof. Joanna Profic-Paczkowska: – Metan jest cząsteczką piękną, elegancką i uporządkowaną. Ale w przyrodzie to, co piękne, bywa też niebezpieczne. Naszą rolą jest zrozumieć tę logikę natury i nauczyć się ją wykorzystywać dla dobra ludzi i środowiska.
- Czytaj także: Tak wojna Trumpa uderza w gospodarkę Europy. USA zyskują
–
Zdjęcie tytułowe: Joanna Urbaniec
