«Большинство заводов по производству пеллет небольшие, со средней годовой производительностью около 9 000 тонн. После проблем с нехваткой пеллет в 2013 году, когда было произведено всего около 29 000 тонн, этот сектор продемонстрировал экспоненциальный рост, достигнув 88 000 тонн в 2016 году и, по прогнозам, достигнет как минимум 290 000 тонн к 2021 году».

Чили получает 23 процента своей первичной энергии из биомассы. Сюда входят дрова – топливо, широко используемое для отопления домов, но также связанное с местным загрязнением воздуха. В последние годы быстрыми темпами развиваются новые технологии, а также более чистое и эффективное топливо из биомассы, такое как пеллеты. Доктор Лаура Азокар, исследователь из Университета Ла-Фронтера, предлагает понимание контекста и текущего состояния рынков и технологий, связанных с производством пеллет в Чили.

По словам доктора Азокара, использование дров в качестве основного источника энергии является особенностью Чили. Это связано с чилийскими традициями и культурой, а также с обилием лесной биомассы, высокой стоимостью ископаемого топлива, а также холодными и дождливыми зимами в центрально-южной зоне.

Лесная страна

Чтобы контекстуализировать это заявление, следует упомянуть, что в Чили в настоящее время имеется 17,5 миллионов гектаров (га) лесов: 82 процента естественных лесов, 17 процентов плантаций (в основном сосны и эвкалипты) и 1 процент смешанного производства.

Это означает, что, несмотря на быстрый рост страны, с текущим доходом на душу населения в 21 000 долларов США в год и ожидаемой продолжительностью жизни 80 лет, она остается слаборазвитой страной с точки зрения систем отопления домов.

Фактически, 81 процент всей энергии, потребляемой для отопления, приходится на дрова, а это означает, что около 1,7 миллиона домохозяйств в Чили в настоящее время используют это топливо, достигая общего годового потребления более 11,7 миллиона м³ древесины.

Более эффективные альтернативы

Высокое потребление дров также связано с загрязнением воздуха в Чили. 56 процентов населения, то есть около 10 миллионов человек, подвергаются воздействию ежегодных концентраций 20 мг на м³ твердых частиц (PM) менее 2,5 pm (PM2,5).

Примерно половина этого количества PM2,5 приходится на сжигание дров. Это связано с рядом факторов, таких как плохо высушенная древесина, низкая эффективность печей и плохая изоляция домов. Кроме того, хотя сжигание дров считается нейтральным по отношению к диоксиду углерода (C02), низкая эффективность печей предполагает выбросы CO2, эквивалентные выбросам печей, работающих на керосине и сжиженном газе.

В последние годы повышение уровня образования в Чили привело к расширению прав и возможностей общества, которое начало проявлять требования, связанные с сохранением природного наследия и заботой об окружающей среде.

Наряду с вышесказанным, экспоненциальное развитие исследований и создание передового человеческого капитала позволили стране решить эти проблемы посредством поиска новых технологий и новых видов топлива, которые удовлетворяют существующую потребность в отоплении домов. Одной из таких альтернатив стало производство пеллет.

Выключить плиту

Интерес к использованию пеллет в Чили возник примерно в 2009 году, когда начался импорт печей и котлов на пеллетах из Европы. Однако высокая стоимость импорта оказалась проблемой, и внедрение было медленным.

Чтобы популяризировать его использование, Министерство окружающей среды запустило в 2012 году программу замены печей и котлов в жилом и промышленном секторах. объединение некоторых местных производителей бытовой техники.

Половина этих печей и котлов находится в жилом секторе, 28 процентов — в государственных учреждениях и около 22 процентов — в промышленном секторе.

Не только древесные пеллеты

Пеллеты в Чили производятся в основном из сосны лучистой (Pinus radiata), распространенной на плантациях породы. В 2017 году в центральном и южном регионах страны действовало 32 завода по производству пеллет разной мощности.

- Большинство заводов по производству окатышей небольшие, со средней годовой мощностью около 9 000 тонн. После проблем с нехваткой пеллет в 2013 году, когда было произведено всего около 29 000 тонн, этот сектор продемонстрировал экспоненциальный рост, достигнув 88 000 тонн в 2016 году и, по прогнозам, к 2020 году достигнет как минимум 190 000 тонн, сказал д-р Азокар.

Несмотря на обилие лесной биомассы, это новое «устойчивое» чилийское общество вызвало интерес со стороны предпринимателей и исследователей к поиску альтернативного сырья для производства топлива из уплотненной биомассы. Существует множество национальных исследовательских центров и университетов, которые проводят исследования в этой области.

В Университете Ла Фронтера Центр управления отходами и биоэнергетикой, принадлежащий научному ядру BIOREN и связанный с кафедрой химической инженерии, разработал метод скрининга для идентификации местных источников биомассы с энергетическим потенциалом.

Шелуха фундука и пшеничная солома

Исследование выявило, что шелуха фундука является биомассой с лучшими характеристиками для сжигания. Кроме того, пшеничная солома отличается своей доступностью и воздействием на окружающую среду, вызванным обычным сжиганием соломы и стерни. Пшеница является основной культурой в Чили, ее выращивают на площади около 286 000 га и ежегодно производят около 1,8 миллиона тонн соломы.

В случае с шелухой фундука, хотя эту биомассу можно сжигать напрямую, исследования были сосредоточены на ее использовании для производства пеллет. Причина заключается в решении проблемы производства твердого топлива из биомассы, которое адаптируется к местной реальности, где государственная политика привела к замене дровяных печей на печи на пеллетах, чтобы решить проблемы местного загрязнения воздуха.

Результаты обнадеживают: предварительные данные позволяют предположить, что эти пеллеты будут соответствовать параметрам, установленным для пеллет древесного происхождения согласно стандарту ISO 17225-1 (2014).

В случае пшеничной соломы были проведены испытания на высушивание с целью улучшения некоторых характеристик этой биомассы, таких как неравномерный размер, низкая объемная плотность и низкая теплотворная способность, среди других.

Торрефикация, термический процесс, проводимый при умеренных температурах в инертной среде, был оптимизирован специально для этих сельскохозяйственных отходов. Первоначальные результаты предполагают значительное увеличение сохраняемой энергии и теплотворной способности при умеренных условиях эксплуатации ниже 150 ℃.

Так называемые черные пеллеты, произведенные в пилотном масштабе из этой выжженной биомассы, были охарактеризованы в соответствии с европейским стандартом ISO 17225-1 (2014). Результаты были благоприятными: благодаря процессу предварительной обработки торрефикацией кажущаяся плотность увеличилась с 469 кг на м³ до 568 кг на м³.

Ожидаемые задачи направлены на поиск технологий по снижению содержания микроэлементов в гранулах из торрефицированной пшеничной соломы с целью получения продукта, который может выйти на национальный рынок, помогая бороться с экологическими проблемами, затрагивающими страну.