„Większość zakładów produkujących pellet to małe zakłady, których średnia roczna wydajność wynosi około 9 000 ton. Po problemach z niedoborami peletu w 2013 r., kiedy wyprodukowano jedynie około 29 000 ton, sektor 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 szeroko stosowane w ogrzewaniu gospodarstw domowych, ale również powiązane z lokalnym zanieczyszczeniem powietrza. W ostatnich latach nowe technologie oraz czystsze i wydajniejsze paliwa z biomasy, takie jak pellet, postępują w dobrym tempie. Dr Laura Azocar, badaczka na Uniwersytecie La Frontera, oferuje wgląd w kontekst i obecny stan rynków i technologii związanych z produkcją pelletu w Chile.

WEDŁUG DR AZOCARA wykorzystanie drewna opałowego jako podstawowego źródła energii jest szczególną cechą Chile. Ma to związek z chilijskimi tradycjami i kulturą, a także z obfitością biomasy leśnej, wysokimi kosztami paliw kopalnych oraz mroźnymi i deszczowymi zimami w strefie środkowo-południowej.

Leśny kraj

Aby kontekstualizować to stwierdzenie, należy wspomnieć, że Chile ma obecnie 17,5 miliona hektarów (ha) lasów: 82 procent lasów naturalnych, 17 procent plantacji (głównie sosny i eukaliptusy) oraz 1 procent produkcji mieszanej.

Oznacza to, że pomimo szybkiego rozwoju kraju, przy obecnym dochodzie na mieszkańca wynoszącym 21 000 dolarów rocznie i średniej długości życia wynoszącej 80 lat, pozostaje on krajem słabo rozwiniętym pod względem systemów ogrzewania domów.

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

Bardziej wydajne alternatywy

Wysokie zużycie drewna opałowego jest również powiązane z zanieczyszczeniem powietrza w Chile. 56 procent populacji, czyli blisko 10 milionów ludzi, jest narażonych na roczne stężenie cząstek stałych (PM) wynoszące 20 mg na m3 poniżej 14:00 (PM2,5).

Mniej więcej połowę tej emisji PM2,5 przypisuje się spalaniu drewna opałowego. Jest to spowodowane wieloma czynnikami, takimi jak źle 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 implikuje emisję CO2 równoważną emisji emitowanej przez piece na naftę i gaz płynny.

W ostatnich latach wzrost poziomu edukacji w Chile zaowocował silniejszym społeczeństwem, które zaczęło manifestować żądania związane z ochroną dziedzictwa naturalnego i troską o środowisko.

Wraz z powyższym wykładniczy rozwój badań i wytwarzanie zaawansowanego kapitału ludzkiego umożliwił krajowi stawienie czoła tym wyzwaniom poprzez poszukiwanie nowych technologii i nowych paliw, które zaspokoją istniejące zapotrzebowanie na ogrzewanie domów. Jedną z takich alternatyw jest produkcja pelletu.

Wyłączenie pieca

Zainteresowanie wykorzystaniem pelletu w Chile rozpoczęło się około 2009 roku, kiedy to rozpoczął się import pieców i kotłów na pellet z Europy. Wysokie koszty importu okazały się jednak wyzwaniem, a jego wykorzystanie było powolne.

Aby spopularyzować jego zastosowanie, Ministerstwo Środowiska uruchomiło w 2012 roku program wymiany pieców i kotłów dla sektora mieszkaniowego i przemysłowego. Dzięki programowi wyłączeń w 2012 roku zainstalowano ponad 4 000 jednostek, a liczba ta wzrosła trzykrotnie w porównaniu do włączenie 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 pellet drzewny

Pellet w Chile produkowany jest głównie z sosny kalifornijskiej (Pinus radiata), gatunku pospolitego na plantacjach. W 2017 roku w środkowej i południowej części kraju funkcjonowały 32 wytwórnie pelletu różnej wielkości.

- Większość zakładów produkujących pellet to małe zakłady o średniej rocznej wydajności wynoszącej około 9 000 ton. Po problemach z niedoborami peletu w 2013 r., kiedy wyprodukowano zaledwie około 29 000 ton, sektor 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 ośrodków badawczych i uniwersytetów, które rozwinęły badania w tej dziedzinie.

Na Uniwersytecie La Frontera Centrum Zarządzania Odpadami i Bioenergią, które należy do Jądra Naukowego BIOREN i jest powiązane z Wydziałem Inżynierii Chemicznej, opracowało metodę przesiewową w celu identyfikacji lokalnych źródeł biomasy posiadających potencjał energetyczny.

Łuska orzecha laskowego i słoma pszenna

W wyniku przeprowadzonych badań zidentyfikowano łuski orzechów laskowych jako biomasę o najlepszych właściwościach spalanych. Ponadto słoma pszenna 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 wytwarzającą około 1,8 miliona ton słomy rocznie.

W przypadku łuski orzechów laskowych, choć biomasa ta może być bezpośrednio spalana, badania skupiły się na jej wykorzystaniu do produkcji pelletu. Powodem jest stawienie czoła wyzwaniu wytwarzania paliw stałych z biomasy, które dostosowują się do lokalnej rzeczywistości, gdzie polityka publiczna doprowadziła do zastąpienia pieców opalanych drewnem piecami na pellet, aby uporać się z problemami lokalnego zanieczyszczenia powietrza.

Wyniki są zachęcające, wstępne ustalenia sugerują, że pellety te będą spełniać parametry ustalone dla pelletów pochodzenia drzewnego zgodnie z normą ISO 17225-1 (2014).

W przypadku słomy pszennej przeprowadzono badania toryfikacji, mające na celu poprawę niektórych cech tej biomasy, takich jak m.in. nieregularny rozmiar, mała gęstość nasypowa i niska wartość opałowa.

Toryfikacja, proces termiczny przeprowadzany w umiarkowanych temperaturach w obojętnym środowisku, został zoptymalizowany specjalnie dla tych pozostałości rolniczych. Wstępne wyniki sugerują znaczny wzrost energii zachowanej i wartości opałowej w umiarkowanych warunkach pracy, poniżej 150℃.

Tzw. czarny pellet wyprodukowany w skali pilotażowej z wykorzystaniem tej prażonej biomasy scharakteryzowano zgodnie z europejską normą ISO 17225-1 (2014). Wyniki były pomyślne i osiągnęły wzrost gęstości pozornej z 469 kg na m3 do 568 kg na m3 dzięki wstępnemu procesowi toryfikacji.

Nierozstrzygnięte wyzwania mają na celu znalezienie technologii pozwalających na zmniejszenie zawartości mikroelementów w prażonym peletach ze słomy pszennej w celu uzyskania produktu, który będzie mógł wejść na rynek krajowy, pomagając w walce z problemami środowiskowymi dotykającymi kraj.