Přeměna Slash na hotovost

Malá společnost v Ottawě v Kanadě říká, že vyvinula ekonomický způsob, jak přeměnit obrovské zásoby lesního odpadu v Severní Americe, nazývané lomítko, na uhlíkově neutrální kapalinu pro výrobu energie a chemickou výrobu.

Modulární pyrolýzní systém Advanced Biorefinery je navržen pro použití v lese. Kompletní systém také zahrnuje reaktor a kondenzátor, zde neznázorněné. (kredit: Adam Valenta)

Jeho přístup je postaven na modulárním, rychle sestavitelném pyrolýzním zařízení, které může následovat těžařské společnosti do buše a přímo přeměnit jejich zbytky odřezků na čisté spalující obnovitelné palivo.

Odřezky, také známé jako lesní lomítko, jsou nechtěné větve, vrcholy, pařezy a listí, které jsou odstraněny během těžby dřeva a obvykle spáleny na hromadách po stranách cest.

Je to obrovské množství promarněné energie. Jen ve Spojených státech amerických je podle amerického ministerstva energetiky 16 procent dřeva pocházejícího z těžebních činností pokáceno, neboli 49 milionů tun v roce 2004.

Problém byl v tom, že lesní káceniny jsou objemné materiály s nízkou hustotou, které se obvykle nacházejí ve vzdálených oblastech těžby dřeva, říká Peter Fransham, prezident Advanced Biorefinery. Tato hojná, v podstatě bezplatná surovina je příliš drahá na sběr a přepravu, říká, zvláště pokud je nejbližší rafinérie více než 60 mil daleko.

Netrvá dlouho, než náklady na kamionovou dopravu překročí hodnotu biomasy, říká Fransham, který je také inženýrem a vědeckým pracovníkem. Advanced Biorefinery tedy postavila problém na hlavu. Bereme stroj k biomase na rozdíl od biomasy ke stroji, říká.

Tento stroj je přenosné zařízení na suchou destilaci, které je schopné zpracovat 55 suchých tun lesní řízky denně na směs, která obsahuje 60 procent bio oleje a 40 procent dřevěného uhlí, popela a syntetického plynu.

Zelený bio olej – který neobsahuje oxid siřičitý a polovinu oxidu dusíku než konvenční olej – lze spalovat v kotlích, turbínách a dieselových generátorech k výrobě tepla a elektřiny. Obsahuje také kyselinu octovou, acetol, glyoxal a kyselinu mravenčí, které lze použít na řadě chemických trhů, od potravin po hnojiva.

A samozřejmě náklady na přepravu jsou dramaticky sníženy zpracováním biomasy na místě a její přeměnou na kapalinu s vysokou hustotou, která obsahuje spoustu energie ve zlomku objemu, říká Fransham, který na svém systému pracuje již 18. let.

Když se podíváte na hodnotu po dálnici, [obsah] náklaďáku na dřevní štěpku má hodnotu 1 000 USD, zatímco cisternový náklad s bio olejem má hodnotu kolem 8 000 USD.

Klíčovou inovací za závodem Advanced Biorefinery je jeho modulární a soběstačný design. Systém se skládá ze šesti modulů, každý zhruba osm stop vysoký, osm stop široký a 20 stop dlouhý. Snadno se přepravují kontejnerovým vozem a lze je sešroubovat a zprovoznit do týdne od příjezdu na místo.

To, co mají v jádru, funguje velmi elegantně, říká Rick Whittaker, viceprezident pro investice ve společnosti Technologie udržitelného rozvoje Kanada (SDTC), nezisková nadace, která poskytuje financování v rané fázi pro společnosti zabývající se čistými technologiemi.

SDTC v červenci oznámila, že přispěje financováním pilotního projektu zahrnujícího Advanced Biorefinery a hlavního provozovatele lesů v severním Ontariu. Nyní musí zákazníkovi dokázat, že to funguje. Jsou připraveni to vzít ve větším měřítku, říká Whittaker.

Proces rychlé pyrolýzy, který používají, je známý. Rostlina rychle zahřeje biomasu na 1 000 stupňů F v prostředí s nedostatkem kyslíku, rozbije její molekulární strukturu a produkuje olej spolu s dřevěným uhlím a plynem.

Fransham říká, že mnoho pyrolýzních závodů, včetně těch založených na populárních, ale složitých konstrukcích s fluidním ložem, bylo obtížné rozšířit bez obětování modularity. Rozhodl se navrhnout flexibilnější a jednodušší systém, ve kterém se biomasa téměř okamžitě odpaří horkým ocelovým brokem, který přenáší teplo efektivněji než jiné přístupy.

Aby byl proces energeticky efektivnější, cirkulují ocelové broky pomocí šneků namísto energeticky náročnějších dmychadel stlačeného vzduchu. Vyrobené dřevěné uhlí a plyny se zachycují z horkých par a recyklují se jako palivo pro pohon systému a předsušení řezu, který může obsahovat až 50 procent vody.

Franshamova společnost do toho přišla poměrně brzy a jsou jednou z prvních, kdo o tom mluví a skutečně začal stavět tento druh stroje, říká David Layzell, odborník na bioenergii a rostlinné vědy na Queen’s University v Kingstonu v Ontariu.

Layzell, který také slouží jako generální ředitel a ředitel výzkumu think-tanku pro biomasu Nadace BIOCAP Canada , říká Franshamova raná práce začíná inspirovat ostatní v oboru. Konkurence mezi těmito skupinami, které se snaží, aby to fungovalo, je přesně to, co potřebujeme, říká.

Tato technologie také zaujala vládu Ontaria. Před dvěma lety podnikl ministr přírodních zdrojů provincie rutinní let nad severním Ontariem a byl šokován, když viděl oblaky kouře vycházející ze shluků lesních řezů, které hořely u silnice. Myslel si, že je škoda, že to všechno letí do vzduchu, říká Larry Skinkle, koordinátor biomasy pro lesní sekci ministerstva. Po prozkoumání řady technologií ministerstvo kontaktovalo Franshama a požádalo ho, aby postavil prototyp pro provincii.

Skinkle říká, že vláda, která si uvědomuje, že tato technologie by mohla otevřít nový zdroj příjmů pro bojující lesnický průmysl, a zároveň dosáhnout ekologických cílů, doufá, že demonstrační závod podnítí testování systému v celém průmyslu.

Je to postaveno, říká. Dalším krokem je přenést jej do křoví, aby se prokázala jeho plná přepravitelnost.

Modulární konstrukce usnadňuje přepravu. Údržba a opravy jsou také méně rušivé. Pokud se jeden z modulů poškodí kvůli najetí vysokozdvižného vozíku, mohli bychom tento modul vyjmout, vložit do něj náhradní a během chvilky být opět v provozu, říká Fransham a dodává, že upgrady jednotlivých modulů lze provést bez vyřazení celého závodu z provozu.

Fransham odhaduje, že s 2 000 jeho stroji instalovanými po celém Ontariu by se každý den dalo vyrobit dostatek zelené ropy na zásobování elektrickou energií dva miliony domácností. Ale tržní příležitosti se samozřejmě rozšiřují po celých Spojených státech a Kanadě, stejně jako v lesnických provozech v Číně a Indii, kde by distribuovaná výroba paliv a výroba energie mohla být perfektním řešením pro vzdálené komunity.

Aby bylo možné proniknout na americký trh, sdílí společnost Advanced Biorefinery své duševní vlastnictví s Florencií se sídlem v AL Mezinárodní obnovitelná ropa , která se pokouší založit vlastní demonstrační závod v Massachusetts.

Kanada není dostatečně velký trh, o který by tito lidé šli, říká Whittaker ze společnosti Sustainable Development. Proto je povzbuzujeme, aby poté, co to prokážou, skutečně expandovali do celého světa. Stejně jako trend v distribuované výrobě energie, Whittaker věří, že koncept distribuované výroby biopaliv má podobný potenciál. Má to velký ekonomický smysl.

Queen's Layzell říká, že nejlepší na přeměně odpadu z biomasy, ať už lesních porostů nebo zbytků plodin, na bio olej nebo etanol je to, že získáte mnohem více energie, než do něj vložíte. Pokud pěstování kukuřice na výrobu etanolu produkuje pouze 1,5násobek energetické návratnosti, odhaduje, že využívání lesního odpadu nabízí minimálně čtyřnásobnou návratnost.

Jak společnosti jako Advanced Biorefinery a další začnou zavádět tyto technologie, dojde ke zlepšení energetické účinnosti a dalším přínosům, říká Layzell. Pokud nyní můžete získat čtyřnásobek [energetické návratnosti], můžete být schopni získat šest za 15 let. Existuje příležitost to dokázat, ale jsme opravdu v rané fázi.

skrýt