”Suurin osa pellettitehtaista on pieniä, ja niiden keskimääräinen vuosikapasiteetti on noin 9 000 tonnia. Vuoden 2013 pellettipulaongelmien jälkeen, jolloin tuotettiin vain noin 29 000 tonnia, ala on osoittanut räjähdysmäistä kasvua, joka oli 88 000 tonnia vuonna 2016, ja sen ennustetaan saavuttavan vähintään 290 000 tonnia vuoteen 2021 mennessä.

Chile saa 23 prosenttia primäärienergiastaan ​​biomassasta. Tämä sisältää polttopuun, joka on laajalti kotitalouksien lämmityksessä käytetty polttoaine, mutta joka liittyy myös paikalliseen ilmansaasteeseen. Viime vuosina uudet teknologiat sekä puhtaammat ja tehokkaammat biopolttoaineet, kuten pelletit, ovat edistyneet hyvää vauhtia. Tohtori Laura Azocar, La Fronteran yliopiston tutkija, tarjoaa katsauksen Chilen pellettituotantoon liittyvien markkinoiden ja teknologioiden kontekstiin ja nykytilanteeseen.

DR AZOCARIN MUKAAN polttopuun käyttö ensisijaisena energialähteenä on Chilen erityispiirre. Tämä liittyy chileläisiin perinteisiin ja kulttuuriin, metsäbiomassan runsauden, fossiilisten polttoaineiden korkeiden hintojen ja kylmien ja sateisten talvien lisäksi keski-eteläisellä vyöhykkeellä.

Metsäinen maa

Tämän lausunnon kontekstualisoimiseksi on mainittava, että Chilessä on tällä hetkellä 17,5 miljoonaa hehtaaria (ha) metsää: 82 prosenttia luonnonmetsiä, 17 prosenttia viljelmiä (pääasiassa mäntyjä ja eukalyptusta) ja 1 prosentti sekatuotantoa.

Tämä on merkinnyt sitä, että huolimatta maan kokemasta nopeasta kasvusta, jonka nykyiset tulot asukasta kohti ovat US$21 000 vuodessa ja elinajanodote 80 vuotta, se on edelleen alikehittynyt kodin lämmitysjärjestelmien osalta.

Itse asiassa lämmitykseen käytetystä kokonaisenergiasta 81 prosenttia tulee polttopuusta, mikä tarkoittaa, että Chilessä tällä hetkellä noin 1,7 miljoonaa kotitaloutta käyttää tätä polttoainetta ja saavuttaa vuosittaisen kokonaiskulutuksen yli 11,7 miljoonalla m³:lla.

Tehokkaampia vaihtoehtoja

Polttopuun korkea kulutus liittyy myös ilmansaasteisiin Chilessä. 56 prosenttia väestöstä eli lähes 10 miljoonaa ihmistä altistuu vuotuisille pitoisuuksille, jotka ovat 20 mg/m³ hiukkasmateriaalia (PM), joka on alle 2,5 pm (PM2,5).

Noin puolet tästä PM2,5-hiukkasesta johtuu polttopuiden poltosta/Tämä johtuu useista tekijöistä, kuten huonosti kuivattu puu, alhainen liesiteho ja kodin huono eristys. Lisäksi vaikka polttopuun polton oletetaan olevan hiilidioksidineutraalia (C02), liesien alhainen hyötysuhde on johtanut kerosiini- ja nestekaasuuunien hiilidioksidipäästöjä vastaavaan määrään.

Chilen koulutustason nousu on viime vuosina johtanut voimaantuneempaan yhteiskuntaan, joka on alkanut esittää luonnonperinnön säilyttämiseen ja ympäristöstä huolehtimiseen liittyviä vaatimuksia.

Yhdessä edellä mainitun kanssa tutkimuksen eksponentiaalinen kehitys ja kehittyneen inhimillisen pääoman syntyminen on mahdollistanut maan kohdata nämä haasteet etsimällä uusia teknologioita ja uusia polttoaineita, jotka vastaavat olemassa olevaan kodin lämmityksen tarpeeseen. Yksi näistä vaihtoehdoista on ollut pellettien valmistus.

Lieden kytkin pois

Kiinnostus pellettien käyttöön Chilessä sai alkunsa vuoden 2009 tienoilla, jolloin pellettiuunien ja -kattiloiden tuonti Euroopasta alkoi. Korkeat tuontikustannukset osoittautuivat kuitenkin haasteeksi, ja käyttöönotto oli hidasta.

Sen käytön popularisoimiseksi ympäristöministeriö käynnisti vuonna 2012 liesien ja kattiloiden vaihto-ohjelman asuin- ja teollisuussektorille. Tämän poistoohjelman ansiosta vuonna 2012 asennettiin yli 4 000 yksikköä, ja määrä on sittemmin kolminkertaistunut. joidenkin paikallisten laitevalmistajien yhtiöittäminen.

Puolet näistä uuneista ja kattiloista löytyy asuinsektorilta, 28 prosenttia julkisista laitoksista ja noin 22 prosenttia teollisuudesta.

Ei vain puupellettejä

Chilessä pellettejä valmistetaan pääasiassa radiata-mäntystä (Pinus radiata), joka on yleinen istutuslaji. Vuonna 2017 maan keski- ja eteläosissa oli 32 erikokoista pellettitehdasta.

- Suurin osa pellettitehtaista on pieniä, ja niiden keskimääräinen vuosikapasiteetti on noin 9 000 tonnia. Vuoden 2013 pellettipulaongelmien jälkeen, jolloin tuotettiin vain noin 29 000 tonnia, ala on osoittanut räjähdysmäistä kasvua saavuttaen 88 000 tonnia vuonna 2016, ja sen ennustetaan saavuttavan vähintään 190 000 tonnia vuoteen 2020 mennessä, tohtori Azocar sanoi.

Metsäbiomassan runsaudesta huolimatta tämä uusi "kestävä" Chilen yhteiskunta on herättänyt yrittäjissä ja tutkijoissa kiinnostusta etsiä vaihtoehtoisia raaka-aineita tiivistetyn biomassapolttoaineen tuotantoon. On olemassa lukuisia kansallisia tutkimuskeskuksia ja yliopistoja, jotka ovat kehittäneet tutkimusta tällä alalla.

La Fronteran yliopistossa BIOREN Scientific Nucleusiin kuuluva ja kemiantekniikan osastoon liittyvä Waste and Bioenergy Management Center on kehittänyt seulontamenetelmän paikallisten energiapotentiaalisten biomassalähteiden tunnistamiseksi.

Hasselpähkinäkuori ja vehnän olki

Tutkimuksessa on tunnistettu hasselpähkinän kuori biomassaksi, jolla on parhaat polttoominaisuudet. Lisäksi vehnän olki on eronnut korkeasta saatavuudestaan ​​ja tavanomaisen olki- ja sängenpolton aiheuttamista ympäristövaikutuksista. Vehnä on tärkein sato Chilessä, sitä viljellään noin 286 000 hehtaarilla ja siitä syntyy vuosittain noin 1,8 miljoonaa tonnia olkia.

Vaikka hasselpähkinän kuorien tapauksessa tämä biomassa voitaisiin polttaa suoraan, tutkimus on keskittynyt sen käyttöön pellettien valmistuksessa. Syynä on haaste tuottaa kiinteitä biomassapolttoaineita, jotka mukautuvat paikalliseen todellisuuteen, jossa julkinen politiikka on johtanut puuuunien korvaamiseen pellettiuunilla paikallisten ilmansaasteiden ongelmien ratkaisemiseksi.

Tulokset ovat olleet rohkaisevia, alustavien havaintojen mukaan nämä pelletit täyttäisivät ISO 17225-1 (2014) puuperäisille pelleteille asetetut parametrit.

Vehnän oljen osalta on tehty torrefiointikokeita tämän biomassan joidenkin ominaisuuksien, kuten epäsäännöllisen koon, pienen irtotiheyden ja alhaisen lämpöarvon, parantamiseksi.

Torrefaatio, lämpöprosessi, joka suoritetaan kohtuullisissa lämpötiloissa inertissä ympäristössä, optimoitiin erityisesti tätä maatalousjäännöstä varten. Alustavat tulokset viittaavat siihen, että säilytetty energia ja lämpöarvo kasvavat merkittävästi kohtuullisissa käyttöolosuhteissa alle 150 ℃.

Tällä torrefioidulla biomassalla pilottimittakaavassa valmistettu ns. musta pelletti karakterisoitiin eurooppalaisen standardin ISO 17225-1 (2014) mukaisesti. Tulokset olivat suotuisat, ja niiden näennäinen tiheys nousi 469 kg:sta/m³ 568 kg:aan/m³ paahtamisen esikäsittelyn ansiosta.

Vireillä olevien haasteiden tavoitteena on löytää teknologioita, joilla torrefioidun vehnän olkipellettien hivenainepitoisuutta vähennetään, jotta saataisiin aikaan tuote, joka pääsee kansallisille markkinoille ja auttaa torjumaan maata vaikuttavia ympäristöongelmia.