Zamiana slasha na gotówkę

Mała firma w Ottawie w Kanadzie twierdzi, że opracowała ekonomiczny sposób na przekształcenie ogromnej ilości odpadów leśnych w Ameryce Północnej, zwanych slash, w neutralny pod względem emisji CO2 płyn do wytwarzania energii i produkcji chemicznej.

Modułowy system pirolizy Advanced Biorefinery jest przeznaczony do użytku w lesie. Kompletny system zawiera również reaktor i skraplacz, nie pokazane tutaj. (Źródło: Adam Valenta)

Jego podejście opiera się na modułowej, szybkiej w montażu instalacji do pirolizy, która może podążać za firmami zajmującymi się wyrębem lasu i bezpośrednio przetwarzać resztki ścinków w czysto spalające się paliwo odnawialne.

Skrawki, znane również jako cięcie lasu, to niechciane gałęzie, wierzchołki, pniaki i liście, które są usuwane podczas wyrębu i zwykle spalane w stosach po bokach dróg.

To ogromna ilość zmarnowanej energii. Według Departamentu Energii USA w samych Stanach Zjednoczonych 16 procent drewna powstałego w wyniku wyrębu zostało uszczuplone, czyli 49 milionów ton w 2004 roku.

Problem polega na tym, że wycinki leśne to masywny materiał o niskiej gęstości, zwykle znajdujący się w odległych obszarach pozyskiwania drewna, mówi Peter Fransham, prezes Advanced Biorefinery. Mówi, że ten obfity, zasadniczo wolny surowiec jest zbyt drogi, aby go zbierać i transportować, zwłaszcza jeśli najbliższa rafineria jest oddalona o ponad 60 mil.

Nie trwa długo, zanim koszt transportu ciężarówką przekroczy wartość biomasy, mówi Fransham, który jest również inżynierem i naukowcem. Tak więc Advanced Biorefinery postawiła problem na głowie. Przenosimy maszynę do biomasy, w przeciwieństwie do biomasy do maszyny, mówi.

Ta maszyna to przenośna instalacja do suchej destylacji, która jest w stanie przetworzyć 55 ton suchych cieków leśnych dziennie na mieszankę, która zawiera 60 procent biooleju i 40 procent węgla drzewnego, popiołu i gazu syntetycznego.

Zielony bioolej – który nie zawiera dwutlenku siarki i połowy tlenku azotu w konwencjonalnym oleju – może być spalany w kotłach, turbinach i generatorach diesla w celu wytwarzania ciepła i energii. Zawiera również kwas octowy, acetol, glioksal i kwas mrówkowy, które można stosować na wielu rynkach chemicznych, od żywności po nawozy.

I oczywiście koszty transportu są drastycznie obniżone dzięki przetwarzaniu biomasy na miejscu i przekształcaniu jej w ciecz o dużej gęstości, która pakuje dużo energii w ułamek objętości, mówi Fransham, który pracuje nad swoim systemem od 18 lat. lat.

Jeśli spojrzysz na wartość idącą wzdłuż autostrady, [zawartość] ciężarówki na zrębki drzewne ma wartość 1000 dolarów, podczas gdy cysterna z bioolejem ma wartość około 8000 dolarów.

Kluczową innowacją stojącą za zakładem Advanced Biorefinery jest jego modułowa i samowystarczalna konstrukcja. System składa się z sześciu modułów, z których każdy ma około ośmiu stóp wysokości, osiem stóp szerokości i 20 stóp długości. Można je łatwo transportować ciężarówką kontenerową i można je połączyć i uruchomić w ciągu tygodnia od przybycia na miejsce.

To, co mają u podstaw, działa bardzo elegancko, mówi Rick Whittaker, wiceprezes ds. inwestycji w Technologia Zrównoważonego Rozwoju Kanada (SDTC), fundacji non-profit, która zapewnia finansowanie na wczesnym etapie firmom zajmującym się czystymi technologiami.

SDTC ogłosiło w lipcu, że wniesie wkład finansowy w projekt pilotażowy z udziałem Advanced Biorefinery i dużego operatora lasów w północnym Ontario. Teraz muszą udowodnić klientowi, że to działa. Są gotowi na większą skalę, mówi Whittaker.

Stosowany przez nich proces szybkiej pirolizy jest znajomy. Roślina szybko podgrzewa biomasę do 1000 stopni Celsjusza w środowisku ubogim w tlen, niszcząc jej strukturę molekularną i wytwarzając ropę wraz z węglem drzewnym i gazem.

Fransham mówi, że wiele instalacji do pirolizy, w tym te oparte na popularnych, ale złożonych konstrukcjach ze złożem fluidalnym, było trudnych do rozbudowy bez poświęcania modułowości. Postanowił zaprojektować bardziej elastyczny i prostszy system, w którym biomasa jest niemal natychmiast odparowywana za pomocą gorącego śrutu stalowego, który przenosi ciepło wydajniej niż inne podejścia.

Aby proces był bardziej energooszczędny, śrut stalowy jest cyrkulowany za pomocą ślimaków zamiast bardziej energochłonnych dmuchaw sprężonego powietrza. Wytwarzany węgiel drzewny i gazy są wychwytywane z gorących oparów i poddawane recyklingowi jako paliwo do zasilania systemu i wstępnego suszenia frakcji, która może zawierać do 50 procent wody.

Firma Franshama weszła w to dość wcześnie i jest jedną z pierwszych, która o tym mówi i faktycznie zaczęła budować tego rodzaju maszyny, mówi David Layzell, ekspert w dziedzinie bioenergii i nauk roślinnych z Queen's University w Kingston w Ontario.

Layzell, który pełni również funkcję dyrektora generalnego i dyrektora ds. badań w think-tanku ds. biomasy Fundacja BIOCAP Kanada , mówi, że wczesna praca Franshama zaczyna inspirować innych w tej dziedzinie. Konkurencja między tymi grupami, które starają się, aby to zadziałało, jest dokładnie tym, czego potrzebujemy, mówi.

Technologia wzbudziła również zainteresowanie rządu Ontario. Dwa lata temu minister zasobów naturalnych prowincji odbył rutynowy lot nad północnym Ontario i był zszokowany, widząc pióropusze dymu wydobywające się z skupisk wycinka lasu spalanego na poboczu drogi. Pomyślał, że to wstyd, że to wszystko unosi się w powietrzu, mówi Larry Skinkle, koordynator ds. biomasy w sekcji leśnej ministerstwa. Po zbadaniu szeregu technologii ministerstwo skontaktowało się z Franshamem i poprosiło go o zbudowanie prototypu dla prowincji.

Skinkle mówi, że rząd, uznając, że technologia może odblokować nowy strumień przychodów dla borykającego się z problemami przemysłu leśnego, jednocześnie osiągając cele środowiskowe, ma nadzieję, że zakład demonstracyjny pobudzi ogólnoprzemysłowe testy systemu.

Został zbudowany, mówi. Następnym krokiem jest przetransportowanie go do buszu, aby zademonstrować jego pełną przenośność.

Modułowa konstrukcja ułatwia transport. Również konserwacja i naprawy są mniej uciążliwe. Jeśli jeden z modułów ulegnie uszkodzeniu z powodu wjechania na niego wózka widłowego, możemy go wyjąć, włożyć zamiennik i błyskawicznie przywrócić do pracy, mówi Fransham, dodając, że można dokonać aktualizacji poszczególnych modułów bez wyłączenie z eksploatacji całego zakładu.

Fransham szacuje, że przy 2000 jego maszyn zainstalowanych w Ontario każdego dnia można by wyprodukować wystarczającą ilość zielonego oleju, aby dostarczyć energię elektryczną do dwóch milionów domów. Jednak możliwości rynkowe obejmują oczywiście Stany Zjednoczone i Kanadę, a także działalność leśną w Chinach i Indiach, gdzie rozproszona produkcja paliw i wytwarzanie energii może być idealnym rozwiązaniem dla odległych społeczności.

Aby wejść na rynek amerykański, Advanced Biorefinery dzieli swoją własność intelektualną z Florence, AL-based Międzynarodowy olej odnawialny , który próbuje założyć własną fabrykę demonstracyjną w Massachusetts.

Kanada nie jest wystarczająco dużym rynkiem, aby ci faceci mogli za nim podążać, mówi Whittaker z działu zrównoważonego rozwoju. Dlatego zachęcamy ich, gdy już to udowodnią, do naprawdę globalnej ekspansji. Podobnie jak trend w wytwarzaniu energii rozproszonej, Whittaker wierzy, że koncepcja rozproszonej produkcji biopaliw ma podobny potencjał. Ma to duży sens ekonomiczny.

Layzell z Queen's mówi, że najlepszą częścią przekształcania odpadów biomasy, czy to z odpadów leśnych, czy resztek pożniwnych, w bio olej lub etanol jest to, że uzyskuje się znacznie więcej energii niż wkładasz. Jeśli uprawa kukurydzy do produkcji etanolu daje tylko 1,5 razy większy zwrot energii, szacuje, że wykorzystanie odpadów leśnych daje co najmniej czterokrotny zwrot.

Gdy firmy takie jak Advanced Biorefinery i inne zaczną wdrażać te technologie, nastąpią ulepszenia w zakresie efektywności energetycznej i inne korzyści, mówi Layzell. Jeśli możesz teraz uzyskać czterokrotność zwrotu energii, być może uda ci się uzyskać sześć w ciągu 15 lat. Jest okazja, aby to udowodnić, ale naprawdę jesteśmy na wczesnym etapie.

ukryć