„Większość zakładów produkujących pellet jest mała, a ich średnia roczna wydajność wynosi około 9 000 ton. Po problemach z niedoborem pelletu w 2013 r., kiedy wyprodukowano tylko około 29 000 ton, sektor ten wykazał wykładniczy wzrost, osiągając 88 000 ton w 2016 r. i przewiduje się, że do 2021 r. osiągnie co najmniej 290 000 ton”.

Chile pozyskuje 23 procent swojej energii pierwotnej z biomasy. Obejmuje to drewno opałowe, paliwo powszechnie stosowane w ogrzewaniu domów, ale również powiązane z lokalnym zanieczyszczeniem powietrza. W ostatnich latach nowe technologie oraz czystsze i bardziej wydajne paliwa z biomasy, takie jak pelety, robią postępy w dobrym tempie. Dr Laura Azocar, badaczka z University of La Frontera, oferuje wgląd w kontekst i obecny stan rynków i technologii związanych z produkcją peletu w Chile.

WEDŁUG DR AZOCARA, wykorzystanie drewna opałowego jako podstawowego źródła energii jest szczególną cechą Chile. Jest to związane z tradycjami i kulturą Chile, oprócz obfitości biomasy leśnej, wysokich kosztów paliw kopalnych oraz zimnych i deszczowych zim w strefie środkowo-południowej.

Kraj leśny

Dla lepszego zobrazowania tego stwierdzenia należy wspomnieć, że w Chile znajduje się obecnie 17,5 miliona hektarów (ha) lasów: 82 procent stanowią lasy naturalne, 17 procent stanowią plantacje (głównie sosny i eukaliptusy), a 1 procent stanowią uprawy mieszane.

Oznacza to, że pomimo szybkiego wzrostu gospodarczego kraju, z obecnym dochodem na mieszkańca wynoszącym 21 000 USD rocznie i średnią długością życia wynoszącą 80 lat, nadal jest to kraj słabo rozwinięty pod względem systemów ogrzewania domów.

W rzeczywistości 81 procent całkowitej energii zużywanej na ogrzewanie pochodzi z drewna opałowego, co oznacza, że ​​obecnie około 1,7 miliona gospodarstw domowych w Chile korzysta z tego paliwa, co daje łączne roczne zużycie ponad 11,7 miliona m³ drewna.

Bardziej efektywne alternatywy

Duże zużycie drewna opałowego wiąże się również z zanieczyszczeniem powietrza w Chile. 56 procent populacji, czyli blisko 10 milionów osób, jest narażonych na roczne stężenia 20 mg na m³ cząstek stałych (PM) mniejszych niż 2,5 pm (PM2,5).

Około połowa PM2,5 jest przypisywana spalaniu drewna opałowego/Jest to spowodowane wieloma czynnikami, takimi jak słabo wysuszone drewno, niska wydajność pieca i słaba izolacja domów. Ponadto, chociaż zakłada się, że spalanie drewna opałowego jest neutralne pod względem dwutlenku węgla (C02), niska wydajność pieców oznacza emisję C02 równą emisji z pieców na naftę i gaz płynny.

W ostatnich latach wzrost poziomu edukacji w Chile doprowadził do wykształcenia się bardziej świadomego społeczeństwa, które zaczęło dostrzegać potrzeby związane z ochroną dziedzictwa naturalnego i troską o środowisko.

Wraz z powyższym wykładniczy rozwój badań i generowanie zaawansowanego kapitału ludzkiego pozwoliły krajowi stawić czoła tym wyzwaniom poprzez poszukiwanie nowych technologii i nowych paliw, które odpowiadają na istniejące zapotrzebowanie na ogrzewanie domów. Jedną z tych alternatyw była produkcja peletów.

Wyłącznik pieca

Zainteresowanie wykorzystaniem peletów w Chile zaczęło się około 2009 r., kiedy to rozpoczęto import pieców i kotłów na pelet z Europy. Jednak wysoki koszt importu okazał się wyzwaniem, a jego wykorzystanie było powolne.

Aby spopularyzować jego stosowanie, Ministerstwo Środowiska uruchomiło w 2012 r. program wymiany pieców i kotłów w sektorze mieszkaniowym i przemysłowym. Dzięki temu programowi w 2012 r. zainstalowano ponad 4000 jednostek, a liczba ta potroiła się od czasu włączenia do programu niektórych lokalnych producentów sprzętu AGD.

Połowa tych pieców i kotłów znajduje się w sektorze mieszkaniowym, 28 procent w instytucjach publicznych i około 22 procent w sektorze przemysłowym.

Nie tylko pelety drzewne

Pellet w Chile jest produkowany głównie z sosny radiata (Pinus radiata), popularnego gatunku plantacyjnego. W 2017 r. w centralnych i południowych rejonach kraju znajdowało się 32 zakładów produkujących pellet o różnych rozmiarach.

- Większość zakładów produkujących pellet jest mała, a ich średnia roczna wydajność wynosi około 9 000 ton. Po problemach z niedoborem pelletu w 2013 r., kiedy wyprodukowano tylko około 29 000 ton, sektor ten wykazał wykładniczy wzrost, osiągając 88 000 ton w 2016 r. i przewiduje się, że do 2020 r. osiągnie co najmniej 190 000 ton, powiedział dr Azocar.

Pomimo obfitości biomasy leśnej, to nowe „zrównoważone” chilijskie społeczeństwo wzbudziło zainteresowanie przedsiębiorców i badaczy poszukiwaniem alternatywnych surowców do produkcji zagęszczonych paliw z biomasy. Istnieje wiele krajowych centrów badawczych i uniwersytetów, które rozwinęły badania w tej dziedzinie.

Na Uniwersytecie La Frontera, w Centrum Zarządzania Odpadami i Bioenergią, które jest częścią ośrodka naukowego BIOREN i jest powiązane z Wydziałem Inżynierii Chemicznej, opracowano metodę przesiewową służącą do identyfikacji lokalnych źródeł biomasy o potencjale energetycznym.

Łupiny orzechów laskowych i słoma pszeniczna

Badanie wykazało, że łupiny orzechów laskowych są biomasą o najlepszych właściwościach do spalania. Ponadto słoma pszeniczna wyróżnia się wysoką dostępnością i wpływem na środowisko wynikającym ze zwykłej praktyki spalania słomy i ścierniska. Pszenica jest główną uprawą w Chile, uprawianą na powierzchni około 286 000 ha i generującą około 1,8 miliona ton słomy rocznie.

W przypadku łupin orzechów laskowych, chociaż ta biomasa mogłaby być bezpośrednio spalana, badania skupiły się na jej wykorzystaniu do produkcji peletu. Powód leży w stawieniu czoła wyzwaniu wytwarzania stałych paliw z biomasy, które dostosowują się do lokalnej rzeczywistości, gdzie polityka publiczna doprowadziła do zastąpienia pieców opalanych drewnem piecami opalanymi peletem, aby poradzić sobie z problemami lokalnego zanieczyszczenia powietrza.

Wyniki są zachęcające, wstępne ustalenia wskazują, że pelety te spełniają parametry ustalone dla peletów pochodzenia drzewnego zgodnie z normą ISO 17225-1 (2014).

W przypadku słomy pszennej przeprowadzono testy torrefakcji w celu poprawy niektórych cech tej biomasy, takich jak nieregularny rozmiar, niska gęstość nasypowa i niska wartość kaloryczna.

Torrefakcja, proces termiczny przeprowadzany w umiarkowanych temperaturach w środowisku obojętnym, została zoptymalizowana specjalnie dla tych pozostałości rolniczych. Wstępne wyniki sugerują znaczny wzrost zatrzymanej energii i wartości opałowej w umiarkowanych warunkach pracy poniżej 150℃.

Tak zwany czarny pellet wyprodukowany na skalę pilotażową z tej torrefiowanej biomasy został scharakteryzowany zgodnie z europejską normą ISO 17225-1 (2014). Wyniki były pomyślne, osiągając wzrost gęstości pozornej z 469 kg na m³ do 568 kg na m³ dzięki procesowi wstępnej obróbki torrefakcyjnej.

Oczekujące wyzwania mają na celu znalezienie technologii umożliwiających redukcję zawartości mikroelementów w pelecie z prażonej słomy pszennej, aby uzyskać produkt, który będzie mógł wejść na rynek krajowy, pomagając w walce z problemami środowiskowymi dotykającymi kraj.