Początki wykorzystania plazmy w procesach technologicznych sięgają pierwszych lat XX wieku. Z jej przemysłowym zastosowaniem mamy do czynienia bardzo często w sytuacjach, kiedy nawet sobie tego nie uświadamiamy. Przykładowo – w Nowej Wsi Legnickiej od wielu lat funkcjonuje zakład, w którym właśnie plazma używana jest do obróbki metali.
Wykorzystanie plazmy do utylizacji odpadów niebezpiecznych to technologia znana i sukcesywnie wdrażana przez firmy na całym świecie od ponad 40 lat. Jednak dopiero ostatnia dekada przyniosła rozwiązania, które umożliwiają eksploatowanie instalacji w sposób bezpieczny i efektywny pod względem ekonomicznym. Dzięki temu konwencjonalne instalacje termicznego przetwarzania odpadów zaczęły odchodzić do lamusa.
Skala światowa
Szacuje się, że na świecie funkcjonuje na świecie ok. 20 zakładów wykorzystujących do zgazowania odpadów plazmową technologię firmy Westinghouse. Większość stanowią instalacje przeznaczone do niszczenia odpadów niebezpiecznych (amunicji, azbestu, odpadów medycznych itp.), a część z nich służy do zeszkliwienia w wysokiej temperaturze odpadów wtórnych z klasycznych spalarni rusztowych.
Warto podkreślić, że technologia, na wykorzystanie której zdecydował się inwestor, nie jest jedyną oferowaną przez międzynarodowych dostawców. Mimo że instalacje z zakresu termicznego przekształcania odpadów pracujące w oparciu o plazmotrony stanowią w skali światowej zdecydowaną mniejszość, wspomnianych 20 zakładów bazujących na technologii firmy Westinghouse to nie jedyne tego typu instalacje.
Firmy dostarczające na rynek technologię plazmowego zgazowania odpadów:
- Alter NRG/Westinghouse (Proces Zgazowania Plazmowego);
- Integrated Environmental Technologies;
- InEnTec (Stapiarka Wzbogacona Plazmą, PEM);
- Plasco Energy Group (Zgazowanie łukiem Plazmowym);
- ScanArc Plasma Technologies (PyroArc);
- Advanced Plasma Power (APP);
- Solena;
- Geoplasma;
- InEnTec.
Na świecie pracuje kilkaset przedsiębiorstw różnej wielkości zajmujących się obróbką odpadów z wykorzystaniem technologii opartej na energii elektrycznej i wysokiej temperaturze generowanej przez plazmotrony łukowe.
Polska
Na terenie Polski funkcjonują na razie małe instalacje służące do zgazowania odpadów, w których źródłem energii cieplnej są plazmotrony. Przykładem takiego rozwiązania jest instalacja firmy Eko Hybres z Rogoźnicy.

Realizowanych jest obecnie kilka inwestycji z zakresu budowy instalacji do termicznej utylizacji odpadów. Większość z nich dotyczy jednak odpadów komunalnych, a procesy projektowe zaczęły się kilka lat temu, dlatego zdecydowano o wyborze technologii, która w tamtym okresie wymagała niższych nakładów inwestycyjnych.
Analiza wartości kosztów poniesionych np. podczas budowy spalarni odpadów w Krakowie oraz jej docelowej wydajności (dane zostały oficjalnie upublicznione) pozwala stwierdzić, że są one już porównywalne z wydatkami niezbędnymi do realizacji zakładu, w którym źródło energii cieplnej stanowią plazmotrony. To, co różnicuje obie technologie, nie przekracza 20% wartości całej inwestycji.
Najdroższym elementem instalacji od lat pozostają układy oczyszczania: w wypadku spalarni rusztowych – spalin, a w wypadku zgazowania plazmowego – surowego gazu syntezowego.
Niemcy
Niemcy zdecydowanie szybciej od Polski zdecydowali się na wprowadzenie do gospodarki odpadami systemów ich termicznej utylizacji. Gdy realizowali główne projekty z tego zakresu, rynek nie oferował jeszcze instalacji do plazmowego zgazowania odpadów, których ekonomiczna efektywność mogłaby zachęcić do implementowania tej właśnie technologii.
Obecnie na terenie wszystkich 16 landów Republiki Federalnej Niemiec pracuje ok. 75 spalarni rusztowych, których łączna wydajność przekracza zapotrzebowanie całego kraju o ponad 20%. W zdecydowanej większości są to instalacje nowe, jeszcze niezamortyzowane. Dopóki to nie nastąpi, żaden decydent nie zdecyduje się na uruchomienie nowego procesu inwestycyjnego, którego realizacja przy tak nasyconym rynku byłaby równoważna z odciążeniem instalacji mogących (ze względu na zbyt małą ilość odpadów na rynku) pracować z pełną wydajnością. Jednak z rozmów prowadzonych z niemieckimi specjalistami zajmującymi się termiczną utylizacją odpadów można wnioskować, że w dziedzinie przetwarzania odpadów nadchodzi nowa epoka, której kierunek zdecydowanie wyznaczany będzie przez plazmę.
Metoda eksperymentalna?
W Europie, również w Polsce, funkcjonują instalacje – różnej wielkości i o różnej wydajności – bazujące na know-how innych dostawców, choć trzeba przyznać, że w rankingu instalacji zajmujących się termicznym przetwarzaniem odpadów liczba jednostek wykorzystujących energię wytwarzaną przez plazmotrony nie plasuje tej technologii na czołowym miejscu.
Jak już wspomniano, dopiero ostatnia dekada umożliwiła eksploatację instalacji plazmowych w sposób efektywny pod względem ekonomicznym. Nie ulega jednak wątpliwości, że technologia oparta na energii elektrycznej i wysokiej temperaturze generowanej przez plazmotrony łukowe stanowi naturalny etap rozwoju termicznej utylizacji odpadów. Wydaje się zatem, że metoda ta – jako bezpieczniejsza i efektywniejsza od innych – stopniowo będzie wypierała metody dotychczas wykorzystywane.
Zdecydowana większość urządzeń stanowiących elementy linii technologicznej to rozwiązania znane, przetestowane i stosowane w przemyśle energetycznym, chemicznym i petrochemicznym od bardzo dawna. Wśród komponentów technologicznej struktury zakładu wyróżnić można m.in.
- urządzenia do transportu wewnątrzzakładowego;
- rozdrabniacze, młyny, podajniki;
- osuszacze;
- filtry i elektrofiltry;
- urządzenia schładzające i wymienniki ciepła;
- turbiny gazowe i parowe.
Jedynymi elementami o charakterze innowacyjnym (w skali Polski) są palniki plazmowe wraz z układem zasilania, choć i w tym wypadku jest to sformułowanie trochę na wyrost. Urządzenia te są bowiem używane i doskonalone od ponad 30 lat. Nie można ich zatem określić mianem niesprawdzonych i niepewnych.
To nie jest nowa technologia. Pierwsze zastosowanie palników plazmowych było związane z konkursem na opracowanie metody recyklingu drogich materiałów używanych przy produkcji wahadłowców i statków kosmicznych, ogłoszonym w 1977 r. przez Amerykańską Agencję Kosmiczną NASA. Zwycięska firma Westinghouse Plasma Corporation zaproponowała przetworzenie tych odpadów właśnie za pomocą plazmy.
Od tego czasu technologia stale się rozwija. Pięć lat temu pojawiła się na rynku jej najnowsza, bardzo efektywna energetycznie, czwarta generacja, która umożliwia sprzedaż nawet do 80% energii wytworzonej przez zakład.

