Jak se z bukového dřeva vyrábí surovina pro pneumatiky a oděvy

Všechno začíná kmenem stromu. Ten se z místního lesa dopraví do Leuny, kde se oloupe, rozseká a nakonec zmizí ve velkém průmyslovém závodě. To, co z něj na druhém konci vychází, má na první pohled s kusem dřeva už jen málo společného: chemické suroviny, které se dosud vyráběly převážně z fosilních surovin.

Právě to je myšlenka, která stojí za novou biorafinerií finské skupiny UPM v chemickém parku Leuna. Podle vlastních údajů společnost investovala 1,37 miliardy eur. S plánovanou roční kapacitou 220 000 tun je podle UPM největším zařízením svého druhu na světě. 

„Jedná se o zařízení typu ‚first-of-its-kind‘,“ říká viceprezident společnosti UPM Harald Dialer. Má tím na mysli zařízení, které v této podobě dosud nikde jinde neexistuje. Jedná se o první zařízení na světě, „které vyrábí chemikálie ze dřeva a biomasy“. 

Proč chemický průmysl vůbec potřebuje uhlík?

Za tímto projektem stojí problém, který nelze vyřešit pouze větším počtem větrných turbín a solárních elektráren. Auta mohou jezdit na obnovitelnou elektřinu, domy se jí mohou vytápět. Mnoho produktů chemického průmyslu však potřebuje uhlík jako součást svých molekul. Dnes pochází tento uhlík stále převážně z fosilních zdrojů. Společnost UPM ho chce místo toho získávat z obnovitelné biomasy.

Dialer tím spojuje několik cílů. „Myslím, že tím dosáhneme hned tří cílů najednou.“ Kromě nahrazení fosilních surovin a příspěvku k ochraně klimatu jde také o hospodářský růst a menší závislost na dovozech. Poslední roky prý ukázaly, jak jsou Německo a Evropa závislé na fosilních surovinách z jiných částí světa. 

Půl milionu metrů krychlových dřeva ročně

Nová surovina však musí odněkud pocházet. Podle údajů společnosti UPM bude zařízení ročně potřebovat přibližně 500 000 metrů krychlových dřeva, pokud dosáhne plánovaného objemu výroby. Má pocházet z okruhu přibližně 150 až 200 kilometrů kolem Leuny.

Využívá se především buk z prořezávek a zbytkový materiál z pil. Při prořezávce se z lesního porostu odstraňují jednotlivé stromy. „K žádnému kácení nedochází,“ zdůrazňuje Dialer. Společnost UPM tedy využívá certifikovanou dřevní biomasu, která by podle údajů společnosti byla jinak z větší části spálena. 

Po dodání jsou kmeny odkorněny a zpracovány na dřevní štěpku o velikosti přibližně dvou centimetrů. Pomocí přibližně 500 metrů dlouhého dopravního pásu se dostávají hlouběji do zařízení. Tam jsou namočeny a dále zpracovány. Podle vedoucího provozu Matthiase Schleichera má dřevo mezitím konzistenci podobnou mleté kávě.

Od dřevěných štěpků k chemické surovině

Od tohoto okamžiku se to komplikuje. Dřevo se skládá převážně z celulózy, hemicelulózy a ligninu. Tyto složky se v několika krocích od sebe oddělí. Z celulózy a hemicelulózy vznikají cukerné roztoky, které lze následně dále zpracovávat. Lignin lze zase využít pro speciální chemikálie a nové druhy plniv.

Z cukrů vznikají mimo jiné takzvané glykoly – chemické základní látky, které jsou potřebné například pro plasty a textilie. Rozhodující přitom není to, že spotřebitelé později dostanou do rukou zcela nový produkt. Spíše se má změnit surovina na začátku výrobního řetězce: dřevo místo ropy.

Pro výrobce to nesmí znamenat žádné nevýhody. Zejména u automobilových pneumatik jsou požadavky vysoké. Skládají se z mnoha různých materiálů a mají zásadní význam pro bezpečnost. Jak bylo vysvětleno ve videoprezentaci při slavnostním otevření, obnovitelné suroviny pro výrobu pneumatik přicházejí v úvahu pouze tehdy, pokud dosahují stejného výkonu jako fosilní materiály, jsou k dispozici ve stálé kvalitě a lze je ekonomicky využít. 

Pro tento závod neexistoval žádný návod

To, že to technicky funguje v laboratoři, je jedna věc. Vytvořit z toho nepřetržitě fungující průmyslový závod, to je něco jiného. Pro biorafinerii tohoto druhu a velikosti neexistoval žádný vzor ani návod k uvedení do provozu, říká Dialer. Různé mechanické, biotechnologické a chemické procesy musí spolupracovat tak, aby nakonec spolehlivě vznikaly velké objemy ve stálé kvalitě. 

Schleicher, provozní ředitel nového závodu, srovnává úroveň vývoje s petrochemií 60. a 70. let. Zpracování fosilních surovin bylo po desetiletí optimalizováno. U nové technologie je naopak ještě mnoho co se učit. V budoucnu by se také daly ještě lépe využít vedlejší produkty výrobního procesu.

Slavnostní otevření proto neznamená, že závod již pracuje na plný výkon. Výroba speciálních chemikálií a cukrů na bázi ligninu probíhá stabilně, další oblasti se v současné době rozbíhají. Plné výrobní kapacity chce společnost UPM dosáhnout v roce 2027. 

Technika sama o sobě nestačí

Poté čeká další zkouška: musí se najít dostatek zákazníků, kteří budou nové suroviny kupovat. Roční kapacita 220 000 tun zní impozantně, ale v kontextu celosvětové poptávky chemického průmyslu se jeví relativně malá. 

„Samozřejmě to musí být v odpovídajícím měřítku,“ říká Dialer. Jen u PET lahví jde o miliony tun materiálu. Sto tisíc tun je však i tak významný příspěvek. Zařízení může ukázat, že fosilní suroviny lze ve větším měřítku nahradit. 

I Svaz chemického průmyslu vidí v této investici „záblesk naděje“ v obtížném období pro toto odvětví. Průmyslové využití obnovitelných surovin otevírá nové ekonomické perspektivy, vysvětlila Nora Schmidt-Kesseler, generální ředitelka Svazu chemického průmyslu (VCI). Zda z toho však vyplynou další investice, závisí na tom, zda budou podniky schopny vyrábět dlouhodobě konkurenceschopně.

To ví i společnost UPM. Šéf koncernu Massimo Reynaudo poukazuje na to, že finská společnost se již desítky let snaží získávat ze dřeva stále nové produkty – od dřevěných výrobků přes papír až po biopaliva. Nyní k nim přibývají chemikálie. Leuna by pro koncern neměla být konečnou stanicí, ale výchozím bodem pro nové obchodní odvětví.

Nikdo v Leuně neočekává, že by díky tomu fosilní chemie v krátkodobém horizontu zmizela. Schleicher vnímá novou technologii prozatím jako doplněk. Má ukázat, že část surovin, které se dosud získávaly z ropy, lze vyrábět i jiným způsobem.

Po miliardové investici a slavnostním otevření teprve začíná ta rozhodující část: zařízení musí spolehlivě fungovat, jeho produkty si musí najít odběratele – a nakonec se musí i vyplatit.