„Dauguma granulių gamyklų yra nedidelės, jų vidutinis metinis pajėgumas yra apie 9 000 tonų. Po granulių trūkumo problemų 2013 m., kai buvo pagaminta tik apie 29 000 tonų, sektorius išaugo eksponentiškai ir 2016 m. pasiekė 88 000 tonų, o iki 2021 m. prognozuojama, kad jis pasieks mažiausiai 290 000 tonų.

23 procentus pirminės energijos Čilė gauna iš biomasės. Tai apima malkas – kurą, kuris plačiai naudojamas namų šildymui, bet taip pat susijęs su vietine oro tarša. Pastaraisiais metais naujos technologijos ir švaresnis bei efektyvesnis biomasės kuras, pavyzdžiui, granulės, sparčiai žengia į priekį. Dr. Laura Azocar, La Fronteros universiteto mokslininkė, siūlo įžvalgą apie Čilėje esančių rinkų ir technologijų, susijusių su granulių gamyba, kontekstą ir dabartinę būklę.

DR. AZOCAR teigimu, malkų, kaip pirminio energijos šaltinio, naudojimas yra ypatingas Čilės bruožas. Tai susiję su Čilės tradicijomis ir kultūra, be miško biomasės gausos, didelės iškastinio kuro kainos, šaltos ir lietingos žiemos vidurinėje-pietinėje zonoje.

Miško šalis

Kontekstualizuojant šį teiginį, reikėtų paminėti, kad Čilėje šiuo metu yra 17,5 milijono hektarų (ha) miško: 82 procentai natūralaus miško, 17 procentų plantacijų (daugiausia pušų ir eukaliptų) ir 1 procentą mišrios produkcijos.

Tai reiškė, kad nepaisant spartaus šalies augimo, kai dabartinės pajamos vienam gyventojui yra 21 000 JAV dolerių per metus, o gyvenimo trukmė - 80 metų, ji tebėra nepakankamai išvystyta namų šildymo sistemų požiūriu.

Tiesą sakant, 81 procentas visos šildymui sunaudojamos energijos gaunama iš malkų, o tai reiškia, kad šiuo metu Čilėje šį kurą naudoja apie 1,7 mln. namų ūkių, kurių bendras metinis suvartojimas viršija 11,7 mln. m³ medienos.

Veiksmingesnės alternatyvos

Didelis malkų suvartojimas taip pat susijęs su oro tarša Čilėje. 56 procentai gyventojų, ty beveik 10 milijonų žmonių, patiria metinę 20 mg/m³ kietųjų dalelių (PM) koncentraciją, mažesnę nei 2,5 pm (PM2,5).

Maždaug pusė šio PM2,5 yra priskiriama malkų kūrenimui. Taip yra dėl daugelio veiksnių, tokių kaip blogai išdžiovinta mediena, mažas krosnelės efektyvumas ir prasta namų izoliacija. Be to, nors malkų deginimas laikomas neutraliu anglies dioksido (C02) atžvilgiu, mažas krosnelių efektyvumas reiškia, kad CO2 emisija yra lygiavertei žibalinių ir suskystintų dujų krosnių išmetamų teršalų kiekiui.

Pastaraisiais metais kilęs išsilavinimo lygis Čilėje lėmė daugiau galių turinčią visuomenę, kuri pradėjo reikšti reikalavimus, susijusius su gamtos paveldo išsaugojimu ir aplinkos priežiūra.

Kartu su tuo, kas išdėstyta pirmiau, eksponentinė mokslinių tyrimų plėtra ir pažangaus žmogiškojo kapitalo generavimas leido šaliai susidoroti su šiais iššūkiais ieškant naujų technologijų ir naujo kuro, kuris patenkintų esamą namų šildymo poreikį. Viena iš šių alternatyvų buvo granulių gamyba.

Viryklės jungiklis

Susidomėjimas granulių naudojimu Čilėje buvo pradėtas apie 2009 m., tuo metu prasidėjo granulinių krosnių ir katilų importas iš Europos. Tačiau didelės importo kainos pasirodė esąs iššūkis, o įsisavinimas buvo lėtas.

Siekdama populiarinti jo naudojimą, Aplinkos ministerija 2012 m. pradėjo krosnių ir katilų keitimo programą, skirtą gyvenamajam ir pramonės sektoriui. Šios išjungimo programos dėka 2012 m. buvo įrengta daugiau nei 4 000 vnt. kai kurių vietinių prietaisų gamintojų įtraukimas.

Pusė šių krosnių ir katilų yra gyvenamajame sektoriuje, 28 procentai – viešosiose įstaigose ir apie 22 procentai – pramonės sektoriuje.

Ne tik medienos granulės

Granulės Čilėje daugiausia gaminamos iš radiata pušies (Pinus radiata), įprastos plantacijų rūšies. 2017 metais centrinėje ir pietinėje šalies dalyse buvo išskirstytos 32 įvairaus dydžio granulių gamyklos.

- Dauguma granulių gamyklų yra mažos, jų vidutinis metinis pajėgumas yra apie 9 000 tonų. Po granulių trūkumo problemų 2013 m., kai buvo pagaminta tik apie 29 000 tonų, sektorius išaugo eksponentiškai ir 2016 m. pasiekė 88 000 tonų, o prognozuojama, kad iki 2020 m. jis pasieks mažiausiai 190 000 tonų, sakė dr. Azocar.

Nepaisant miško biomasės gausos, ši nauja „tvari“ Čilės visuomenė paskatino verslininkus ir tyrėjus ieškoti alternatyvių žaliavų tankinto biomasės kurui gaminti. Yra daug nacionalinių tyrimų centrų ir universitetų, kurie atliko tyrimus šioje srityje.

La Fronteros universitete Atliekų ir bioenergijos valdymo centras, priklausantis BIOREN moksliniam branduoliui ir susijęs su Chemijos inžinerijos katedra, sukūrė atrankos metodą vietiniams energetinį potencialą turintiems biomasės šaltiniams nustatyti.

Lazdyno riešutų lukštai ir kviečių šiaudai

Tyrime nustatyta, kad lazdyno riešutų lukštas yra biomasė, kurios savybės yra geriausios deginti. Be to, kviečių šiaudai išsiskyrė dideliu prieinamumu ir poveikiu aplinkai, kurį sukelia įprasta šiaudų ir ražienų deginimo praktika. Kviečiai yra pagrindinė kultūra Čilėje, auginama maždaug 286 000 ha ir kasmet sukuriama apie 1,8 mln. tonų šiaudų.

Nors lazdyno riešutų lukštų biomasė gali būti tiesiogiai deginama, moksliniai tyrimai buvo skirti jos naudojimui granulių gamybai. Priežastis slypi iššūkis gaminti kietąjį biomasės kurą, kuris prisitaikytų prie vietos realybės, kai valstybės politika paskatino malkines krosnis pakeisti granulinėmis krosnelėmis, kad būtų sprendžiamos vietinės oro taršos problemos.

Rezultatai teikia vilčių, preliminarios išvados rodo, kad šios granulės atitiktų parametrus, nustatytus sumedėjusios kilmės granulėms pagal ISO 17225-1 (2014).

Siekiant pagerinti kai kurias šios biomasės savybes, pvz., netaisyklingą dydį, mažą tūrinį tankį ir mažą kaloringumą, buvo atlikti kviečių šiaudų deginimo bandymai.

Torrefakcija, terminis procesas, atliekamas esant vidutinei temperatūrai inertinėje aplinkoje, buvo optimizuotas specialiai šiai žemės ūkio liekanai. Pradiniai rezultatai rodo, kad esant vidutinėms darbo sąlygoms, žemesnėms nei 150 ℃, žymiai padidės sulaikoma energija ir šilumingumas.

Vadinamoji juodoji granulė, pagaminta bandomuoju mastu iš šios torrefikuotos biomasės, buvo apibūdinta pagal Europos standartą ISO 17225-1 (2014). Rezultatai buvo palankūs, o tariamasis tankis padidėjo nuo 469 kg/m³ iki 568 kg/m³ dėl pirminio apdorojimo kaitinant.

Laukiančiais iššūkiais siekiama rasti technologijas, kaip sumažinti mikroelementų kiekį torrefikuotų kviečių šiaudų granulėse, kad būtų pasiektas produktas, galintis patekti į nacionalinę rinką, padedantis kovoti su šalį liečiančiomis aplinkosaugos problemomis.