– De flesta pelletsverken är små med en genomsnittlig årskapacitet på cirka 9 000 ton. Efter problem med pelletsbrist 2013 då endast cirka 29 000 ton producerades, har sektorn visat en exponentiell tillväxt och nådde 88 000 ton 2016 och beräknas nå minst 290 000 ton 2021″

Chile får 23 procent av sin primärenergi från biomassa. Detta inkluderar ved, ett bränsle som används i stor utsträckning för uppvärmning av hushåll men också kopplat till lokala luftföroreningar. Under de senaste åren har ny teknik och renare och effektivare biobränslen, som pellets, tagit fart i god takt. Dr Laura Azocar, forskare vid University of La Frontera, ger insikt i sammanhanget och det aktuella läget för marknader och teknologier relaterade till pelletsproduktion i Chile.

ENLIGT DR AZOCAR är användningen av ved som primär energikälla en speciell egenskap i Chile. Detta är relaterat till chilenska traditioner och kultur, förutom det överflöd av skogsbiomassa, de höga kostnaderna för fossila bränslen och kalla och regniga vintrar i den centrala-södra zonen.

Ett skogsland

För att kontextualisera detta påstående bör det nämnas att Chile för närvarande har 17,5 miljoner hektar (ha) skog: 82 procent naturskog, 17 procent plantager (främst tallar och eukalyptus) och 1 procent blandad produktion.

Detta har inneburit att trots den snabba tillväxten i landet, med en nuvarande inkomst per capita på 21 000 USD per år och en förväntad livslängd på 80 år, är det fortfarande underutvecklat när det gäller uppvärmningssystem för hem.

Faktum är att av den totala energi som förbrukas för uppvärmning kommer 81 procent från ved, vilket innebär att cirka 1,7 miljoner hushåll i Chile för närvarande använder detta bränsle, vilket når en total årlig förbrukning på över 11,7 miljoner m³ ved.

Effektivare alternativ

Den höga förbrukningen av ved är också kopplad till luftföroreningar i Chile. 56 procent av befolkningen, det vill säga nära 10 miljoner människor, utsätts för årliga koncentrationer på 20 mg per m³ partikelformigt material (PM) mindre än 2,5 pm (PM2,5).

Ungefär hälften av detta PM2,5 hänförs till förbränning av ved/Detta beror på ett antal faktorer som dåligt torkat ved, låg kamineffektivitet och dålig isolering av bostäder. Dessutom, även om förbränning av ved antas vara koldioxidneutral (C02), har kaminernas låga verkningsgrad inneburit ett C02-utsläpp motsvarande det som släpps ut från fotogen- och gaskaminer.

De senaste åren har den ökade utbildningsnivån i Chile resulterat i ett mer bemyndigat samhälle som har börjat manifestera krav relaterade till bevarande av naturarv och omsorg om miljön.

Tillsammans med ovanstående har en exponentiell utveckling av forskning och generering av avancerat humankapital gjort det möjligt för landet att möta dessa utmaningar genom sökandet efter ny teknik och nya bränslen som tillgodoser det befintliga behovet av uppvärmning av hem. Ett av dessa alternativ har varit tillverkning av pellets.

Spisbrytare ur

Intresset för användning av pellets i Chile startade omkring 2009, då importen av pelletskaminer och pannor från Europa började. De höga kostnaderna för import visade sig dock vara en utmaning och upptaget var långsamt.

För att popularisera dess användning lanserade miljöministeriet ett program för att byta kaminer och pannor 2012 för bostads- och industrisektorerna.Tack vare detta utkopplingsprogram installerades över 4 000 enheter 2012, ett antal som sedan dess har tredubblats med inkorporering av vissa lokala vitvarutillverkare.

Hälften av dessa kaminer och pannor finns i bostadssektorn, 28 procent i offentliga institutioner och cirka 22 procent i industrisektorn.

Inte bara träpellets

Pellets i Chile produceras huvudsakligen av radiatatall (Pinus radiata), en vanlig plantageart. Under 2017 fanns det 32 ​​pelletsanläggningar av varierande storlek fördelade i de mellersta och södra delarna av landet.

– De flesta pelletsverken är små med en genomsnittlig årskapacitet på cirka 9 000 ton. Efter problem med pelletsbrist 2013 då endast cirka 29 000 ton producerades, har sektorn visat en exponentiell tillväxt och nådde 88 000 ton 2016 och förväntas nå minst 190 000 ton år 2020, säger Dr Azocar.

Trots överflöd av skogsbiomassa har detta nya "hållbara" chilenska samhälle skapat intresse från entreprenörer och forskare för att leta efter alternativa råvaror för produktion av förtätade biobränslen. Det finns många nationella forskningscentra och universitet som har utvecklat forskning inom detta område.

Vid universitetet i La Frontera har Waste and Bioenergy Management Center, som tillhör BIOREN Scientific Nucleus och är knuten till avdelningen för kemiteknik, utvecklat en screeningmetod för identifiering av lokala biomassakällor med energipotential.

Hasselnötsskal och vetehalm

Studien har identifierat hasselnötskal som den biomassa med de bästa egenskaperna att förbränna. Dessutom har vetehalm stuckit ut för sin höga tillgänglighet och den miljöpåverkan som genereras av den vanliga metoden med halm- och stubbbränning. Vete är en viktig gröda i Chile, odlas på cirka 286 000 ha och genererar cirka 1,8 miljoner ton halm årligen.

När det gäller hasselnötsskal, även om denna biomassa kan förbrännas direkt, har forskningen fokuserat på dess användning för pelletsproduktion. Anledningen ligger i att möta utmaningen att generera fasta biobränslen som anpassar sig till den lokala verkligheten, där offentlig politik har lett till att vedkaminer har ersatts med pelletskaminer, för att hantera problemen med lokala luftföroreningar.

Resultaten har varit uppmuntrande, preliminära fynd tyder på att dessa pellets skulle överensstämma med de parametrar som fastställts för pellets av vedartat ursprung enligt ISO 17225-1 (2014).

När det gäller vetehalm har torrefaktionstester utförts för att förbättra vissa egenskaper hos denna biomassa, såsom oregelbunden storlek, låg bulkdensitet och lågt värmevärde, bland annat.

Torrefaction, en termisk process som utförs vid måttliga temperaturer under en inert miljö, optimerades specifikt för denna jordbruksrester. De initiala resultaten tyder på en signifikant ökning av den kvarhållna energin och värmevärdet vid måttliga driftsförhållanden under 150 ℃.

Den så kallade svarta pelleten som producerats i pilotskala med denna torrifierade biomassa karakteriserades enligt den europeiska standarden ISO 17225-1 (2014). Resultaten var gynnsamma och nådde en ökning av skenbar densitet från 469 kg per m³ till 568 kg per m³ tack vare torrefaktionsförbehandlingsprocessen.

De väntande utmaningarna syftar till att hitta tekniker för att minska innehållet av mikroelement i torrifierade vetehalmpellets för att uppnå en produkt som kan komma in på den nationella marknaden och hjälpa till att bekämpa de miljöproblem som påverkar landet.