“Lielākā daļa granulu ražotņu ir mazas ar vidējo gada jaudu aptuveni 9000 tonnu. Pēc granulu trūkuma problēmām 2013. gadā, kad tika saražots tikai aptuveni 29 000 tonnu, nozare ir uzrādījusi eksponenciālu izaugsmi, 2016. gadā sasniedzot 88 000 tonnu, un tiek prognozēts, ka līdz 2021. gadam tas sasniegs vismaz 290 000 tonnu.

Čīle 23 procentus primārās enerģijas iegūst no biomasas. Tas ietver malku — kurināmo, ko plaši izmanto mājsaimniecības apkurei, bet arī ir saistīts ar vietējo gaisa piesārņojumu. Pēdējos gados jaunās tehnoloģijas un tīrākas un efektīvākas biomasas degvielas, piemēram, granulas, gūst panākumus labā tempā. Dr Laura Azocar, La Frontera universitātes pētniece, sniedz ieskatu kontekstā un pašreizējā tirgū un tehnoloģijās, kas saistītas ar granulu ražošanu Čīlē.

PĒC DR AZOCAR UZŅĒMUMA, malkas kā primārā enerģijas avota izmantošana ir īpaša Čīles iezīme. Tas ir saistīts ar Čīles tradīcijām un kultūru, papildus meža biomasas pārpilnībai, augstajām fosilā kurināmā izmaksām un aukstajām un lietainām ziemām centrālajā-dienvidu zonā.

Meža valsts

Lai kontekstualizētu šo apgalvojumu, jāpiemin, ka Čīlē šobrīd ir 17,5 miljoni hektāru (ha) meža: 82 procenti dabīgo mežu, 17 procenti plantāciju (galvenokārt priedes un eikalipti) un 1 procents jauktas produkcijas.

Tas nozīmēja, ka, neskatoties uz straujo izaugsmi valstī, ar pašreizējiem ienākumiem uz vienu iedzīvotāju USD 21 000 gadā un paredzamo dzīves ilgumu 80 gadi, tā joprojām ir nepietiekami attīstīta māju apkures sistēmu ziņā.

Faktiski no kopējās apkurei patērētās enerģijas 81 procentu veido malka, kas nozīmē, ka aptuveni 1,7 miljoni mājsaimniecību Čīlē pašlaik izmanto šo kurināmo, sasniedzot kopējo gada patēriņu vairāk nekā 11,7 miljonus m³ malkas.

Efektīvākas alternatīvas

Lielais malkas patēriņš ir saistīts arī ar gaisa piesārņojumu Čīlē. 56 procenti iedzīvotāju, tas ir, gandrīz 10 miljoni cilvēku ir pakļauti gada koncentrācijai 20 mg uz m³ daļiņu materiāla (PM), kas ir mazāks par 2,5 m (PM2,5).

Aptuveni puse no šī PM2,5 ir saistīta ar malkas sadedzināšanu/Tas ir saistīts ar vairākiem faktoriem, piemēram, slikti žāvētu malku, zemu krāsns efektivitāti un sliktu māju izolāciju. Turklāt, lai gan malkas sadedzināšana tiek pieņemta kā oglekļa dioksīda (C02) neitrāla, krāšņu zemā efektivitāte ir nozīmējusi C02 emisijas, kas ir līdzvērtīgas petrolejas un sašķidrinātās gāzes krāsnīm.

Pēdējos gados izglītības līmeņa paaugstināšanās Čīlē ir radījusi vairāk iespēju sabiedrībai, kas ir sākusi izpaust prasības, kas saistītas ar dabas mantojuma saglabāšanu un rūpēm par vidi.

Kopā ar iepriekš minēto eksponenciālā pētniecības attīstība un progresīva cilvēkkapitāla radīšana ir ļāvusi valstij stāties pretī šīm problēmām, meklējot jaunas tehnoloģijas un jaunus kurināmos, kas apmierina esošo vajadzību pēc māju apkures. Viena no šīm alternatīvām ir bijusi granulu ražošana.

Plīts slēdzis

Interese par granulu izmantošanu Čīlē tika aizsākta ap 2009. gadu, un šajā laikā sākās granulu krāšņu un katlu imports no Eiropas. Tomēr augstās importa izmaksas izrādījās izaicinājums, un ieviešana bija lēna.

Lai popularizētu tā izmantošanu, Vides ministrija 2012. gadā uzsāka krāšņu un katlu nomaiņas programmu dzīvojamo māju un rūpniecības sektoram.Pateicoties šai izslēgšanas programmai, 2012. gadā tika uzstādīti vairāk nekā 4000 vienību, un kopš tā laika šis skaits ir trīskāršojies. dažu vietējo ierīču ražotāju iekļaušana.

Puse no šīm krāsnīm un katliem atrodas dzīvojamo māju sektorā, 28 procenti valsts iestādēs un aptuveni 22 procenti rūpniecības sektorā.

Ne tikai kokskaidu granulas

Granulas Čīlē ražo galvenokārt no radiata priedes (Pinus radiata), kas ir izplatīta plantāciju suga. 2017. gadā valsts centrālajā un dienvidu daļā bija izvietotas 32 dažāda lieluma granulu ražotnes.

- Lielākā daļa granulu ražotņu ir mazas ar vidējo gada jaudu aptuveni 9000 tonnu. Pēc granulu trūkuma problēmām 2013. gadā, kad tika saražots tikai aptuveni 29 000 tonnu, nozare ir uzrādījusi eksponenciālu izaugsmi, kas 2016. gadā sasniedza 88 000 tonnu, un tiek prognozēts, ka līdz 2020. gadam tas sasniegs vismaz 190 000 tonnu, sacīja Dr Azocar.

Neskatoties uz meža biomasas pārpilnību, šī jaunā “ilgtspējīgā” Čīles sabiedrība ir radījusi uzņēmēju un pētnieku interesi meklēt alternatīvas izejvielas blīvētas biomasas degvielas ražošanai. Ir daudzi nacionālie pētniecības centri un universitātes, kas ir izstrādājuši pētījumus šajā jomā.

La Frontera universitātē Atkritumu un bioenerģijas pārvaldības centrs, kas pieder BIOREN zinātniskajam kodolam un ir saistīts ar Ķīmiskās inženierijas nodaļu, ir izstrādājis skrīninga metodi vietējo biomasas avotu ar enerģijas potenciālu identificēšanai.

Lazdu riekstu miziņa un kviešu salmi

Pētījumā ir konstatēts, ka lazdu riekstu miziņa ir biomasa ar vislabākajām sadedzināšanas īpašībām. Turklāt kviešu salmi ir izcēlušies ar savu augsto pieejamību un ietekmi uz vidi, ko rada ierastā salmu un kūlas dedzināšanas prakse. Kvieši ir galvenā kultūra Čīlē, ko audzē aptuveni 286 000 ha un ik gadu saražo aptuveni 1,8 miljonus tonnu salmu.

Lai gan lazdu riekstu sēnalu gadījumā šo biomasu var tieši sadedzināt, pētījumi ir vērsti uz tās izmantošanu granulu ražošanā. Iemesls ir izaicinājums radīt cieto biomasas kurināmo, kas pielāgojas vietējai realitātei, kur valsts politikas rezultātā malkas krāsnis ir aizstātas ar granulu krāsnīm, lai risinātu vietējā gaisa piesārņojuma problēmas.

Rezultāti ir iepriecinoši, provizoriskie atklājumi liecina, ka šīs granulas atbilstu koksnes izcelsmes granulām noteiktajiem parametriem saskaņā ar ISO 17225-1 (2014).

Attiecībā uz kviešu salmiem ir veikti rūgšanas testi, lai cita starpā uzlabotu dažas šīs biomasas īpašības, piemēram, neregulāru izmēru, zemu tilpuma blīvumu un zemu siltumspēju.

Torrefaction, termiskais process, kas tiek veikts mērenā temperatūrā inertā vidē, tika optimizēts īpaši šim lauksaimniecības atlikumam. Sākotnējie rezultāti liecina par ievērojamu saglabātās enerģijas un siltumspējas pieaugumu mērenos darbības apstākļos zem 150 ℃.

Tā sauktā melnā granula, kas ražota izmēģinājuma mērogā ar šo torreficēto biomasu, tika raksturota saskaņā ar Eiropas standartu ISO 17225-1 (2014). Rezultāti bija labvēlīgi, sasniedzot šķietamā blīvuma pieaugumu no 469 kg uz m³ līdz 568 kg uz m³, pateicoties torrefakcijas priekšapstrādes procesam.

Izskatāmie izaicinājumi ir vērsti uz tehnoloģiju atrašanu mikroelementu satura samazināšanai torrefētu kviešu salmu granulās, lai panāktu produktu, kas varētu nonākt nacionālajā tirgū, palīdzot apkarot valsti skarošās vides problēmas.