“Hầu hết các nhà máy viên nén đều nhỏ với công suất trung bình hàng năm khoảng 9.000 tấn. Sau vấn đề thiếu hụt viên nén vào năm 2013 khi chỉ sản xuất được khoảng 29.000 tấn, ngành này đã cho thấy sự tăng trưởng theo cấp số nhân đạt 88.000 tấn vào năm 2016 và dự kiến ​​sẽ đạt ít nhất 290.000 tấn vào năm 2021″

Chile thu được 23 phần trăm năng lượng sơ cấp từ sinh khối. Điều này bao gồm củi, một loại nhiên liệu được sử dụng rộng rãi trong hệ thống sưởi ấm gia đình nhưng cũng liên quan đến ô nhiễm không khí tại địa phương. Trong những năm gần đây, các công nghệ mới và nhiên liệu sinh khối sạch hơn và hiệu quả hơn, chẳng hạn như viên nén, đang đạt được tiến triển tốt. Tiến sĩ Laura Azocar, một nhà nghiên cứu tại Đại học La Frontera, cung cấp thông tin chi tiết về bối cảnh và tình trạng hiện tại của thị trường và công nghệ liên quan đến sản xuất viên nén ở Chile.

THEO TIẾN SĨ AZOCAR, việc sử dụng củi làm nguồn năng lượng chính là một đặc điểm riêng của Chile. Điều này liên quan đến truyền thống và văn hóa của Chile, ngoài ra còn có sự phong phú của sinh khối rừng, chi phí nhiên liệu hóa thạch cao và mùa đông lạnh và mưa nhiều ở vùng trung nam.

Một vùng đất rừng

Để hiểu rõ hơn về tuyên bố này, cần phải đề cập rằng Chile hiện có 17,5 triệu ha rừng: 82 phần trăm là rừng tự nhiên, 17 phần trăm là rừng trồng (chủ yếu là thông và bạch đàn) và 1 phần trăm là sản xuất hỗn hợp.

Điều này có nghĩa là mặc dù đất nước này đang tăng trưởng nhanh chóng, với thu nhập bình quân đầu người hiện tại là 21.000 đô la Mỹ mỗi năm và tuổi thọ trung bình là 80 tuổi, nhưng hệ thống sưởi ấm gia đình vẫn chưa phát triển.

Trên thực tế, trong tổng lượng năng lượng tiêu thụ để sưởi ấm, 81 phần trăm đến từ củi, điều này có nghĩa là hiện có khoảng 1,7 triệu hộ gia đình ở Chile sử dụng loại nhiên liệu này, đạt tổng lượng tiêu thụ hàng năm là hơn 11,7 triệu m³ gỗ.

Các giải pháp thay thế hiệu quả hơn

Việc tiêu thụ nhiều củi cũng liên quan đến ô nhiễm không khí ở Chile. 56 phần trăm dân số, tức là gần 10 triệu người tiếp xúc với nồng độ hàng năm là 20 mg trên m³ vật liệu dạng hạt (PM) nhỏ hơn 2,5 pm (PM2.5).

Khoảng một nửa lượng PM2.5 này là do đốt củi/Điều này là do một số yếu tố như củi khô kém, hiệu suất bếp thấp và cách nhiệt kém của ngôi nhà. Ngoài ra, mặc dù quá trình đốt củi được cho là trung tính với carbon dioxide (C02), nhưng hiệu suất thấp của bếp đã ngụ ý lượng khí thải C02 tương đương với lượng khí thải từ bếp dầu hỏa và bếp gas hóa lỏng.

Trong những năm gần đây, trình độ giáo dục ở Chile ngày càng được nâng cao đã tạo nên một xã hội có năng lực hơn và bắt đầu thể hiện những nhu cầu liên quan đến việc bảo tồn di sản thiên nhiên và chăm sóc môi trường.

Cùng với những điều trên, sự phát triển theo cấp số nhân của nghiên cứu và việc tạo ra nguồn nhân lực tiên tiến đã giúp đất nước đối mặt với những thách thức này thông qua việc tìm kiếm các công nghệ mới và nhiên liệu mới để giải quyết nhu cầu sưởi ấm gia đình hiện tại. Một trong những giải pháp thay thế này là sản xuất viên nén.

Tắt bếp

Sự quan tâm đến việc sử dụng viên nén ở Chile bắt đầu vào khoảng năm 2009, thời điểm bắt đầu nhập khẩu bếp lò và nồi hơi viên nén từ Châu Âu. Tuy nhiên, chi phí nhập khẩu cao đã trở thành một thách thức và việc tiếp nhận diễn ra chậm.

Để phổ biến việc sử dụng, Bộ Môi trường đã phát động chương trình thay thế bếp và nồi hơi vào năm 2012 cho các khu dân cư và công nghiệp. Nhờ chương trình chuyển đổi này, hơn 4.000 đơn vị đã được lắp đặt vào năm 2012, con số này đã tăng gấp ba lần sau khi một số nhà sản xuất thiết bị gia dụng địa phương tham gia.

Một nửa số bếp và nồi hơi này nằm trong khu dân cư, 28 phần trăm trong các cơ quan công cộng và khoảng 22 phần trăm trong khu công nghiệp.

Không chỉ là viên gỗ

Viên nén ở Chile chủ yếu được sản xuất từ ​​thông radiata (Pinus radiata), một loài cây trồng phổ biến. Năm 2017, có 32 nhà máy viên nén có kích thước khác nhau phân bố ở các khu vực miền Trung và miền Nam của đất nước.

- Hầu hết các nhà máy viên nén đều nhỏ với công suất trung bình hàng năm khoảng 9.000 tấn. Sau vấn đề thiếu hụt viên nén vào năm 2013 khi chỉ sản xuất được khoảng 29.000 tấn, ngành này đã cho thấy sự tăng trưởng theo cấp số nhân đạt 88.000 tấn vào năm 2016 và dự kiến ​​sẽ đạt ít nhất 190.000 tấn vào năm 2020, Tiến sĩ Azocar cho biết.

Mặc dù có nhiều sinh khối rừng, xã hội Chile “bền vững” mới này đã tạo ra sự quan tâm từ phía các doanh nhân và nhà nghiên cứu trong việc tìm kiếm nguyên liệu thô thay thế để sản xuất nhiên liệu sinh khối cô đặc. Có nhiều Trung tâm nghiên cứu quốc gia và trường đại học đã phát triển nghiên cứu trong lĩnh vực này.

Tại Đại học La Frontera, Trung tâm Quản lý Chất thải và Năng lượng sinh học, trực thuộc Trung tâm Khoa học BIOREN và liên kết với Khoa Kỹ thuật Hóa học, đã phát triển một phương pháp sàng lọc để xác định các nguồn sinh khối tại địa phương có tiềm năng năng lượng.

Vỏ hạt phỉ và rơm lúa mì

Nghiên cứu đã xác định vỏ hạt phỉ là sinh khối có đặc điểm tốt nhất để đốt cháy. Ngoài ra, rơm lúa mì nổi bật vì tính khả dụng cao và tác động môi trường do việc đốt rơm rạ và gốc rạ thông thường gây ra. Lúa mì là cây trồng chính ở Chile, được trồng trên diện tích khoảng 286.000 ha và tạo ra khoảng 1,8 triệu tấn rơm mỗi năm.

Trong trường hợp vỏ hạt phỉ, mặc dù sinh khối này có thể được đốt trực tiếp, nghiên cứu đã tập trung vào việc sử dụng nó để sản xuất viên nén. Lý do nằm ở việc đối mặt với thách thức tạo ra nhiên liệu sinh khối rắn thích ứng với thực tế tại địa phương, nơi các chính sách công đã dẫn đến việc thay thế bếp củi bằng bếp viên nén, để giải quyết các vấn đề ô nhiễm không khí tại địa phương.

Kết quả thu được rất khả quan, những phát hiện ban đầu cho thấy những viên nén này sẽ tuân thủ các thông số được thiết lập cho viên nén có nguồn gốc từ gỗ theo tiêu chuẩn ISO 17225-1 (2014).

Trong trường hợp rơm lúa mì, các thử nghiệm đốt đã được tiến hành nhằm cải thiện một số đặc điểm của loại sinh khối này như kích thước không đều, khối lượng riêng thấp và giá trị nhiệt lượng thấp, cùng một số đặc điểm khác.

Torrefaction, một quá trình nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ vừa phải trong môi trường trơ, đã được tối ưu hóa cụ thể cho chất thải nông nghiệp này. Kết quả ban đầu cho thấy sự gia tăng đáng kể năng lượng được giữ lại và giá trị nhiệt lượng ở điều kiện hoạt động vừa phải dưới 150℃.

Viên đen được sản xuất trên quy mô thí điểm với sinh khối đã được đốt này được đặc trưng theo tiêu chuẩn Châu Âu ISO 17225-1 (2014). Kết quả rất khả quan, đạt được mức tăng mật độ biểu kiến ​​từ 469 kg/m³ lên 568 kg/m³ nhờ quy trình xử lý trước bằng đốt.

Những thách thức đang chờ giải quyết là tìm ra công nghệ giúp giảm hàm lượng vi lượng trong viên rơm lúa mì rang để tạo ra sản phẩm có thể thâm nhập thị trường trong nước, góp phần giải quyết các vấn đề môi trường đang ảnh hưởng đến đất nước.