“Hầu hết các nhà máy sản xuất viên nén đều nhỏ với công suất trung bình hàng năm khoảng 9 000 tấn.Sau vấn đề thiếu thức ăn viên vào năm 2013 khi chỉ sản xuất được khoảng 29.000 tấn, lĩnh vực này đã cho thấy tốc độ tăng trưởng theo cấp số nhân đạt 88.000 tấn vào năm 2016 và dự kiến ​​đạt ít nhất 290.000 tấn vào năm 2021 ″

Chile thu được 23% năng lượng sơ cấp từ sinh khối.Điều này bao gồm củi, một loại nhiên liệu được sử dụng rộng rãi để sưởi ấm trong nhà nhưng cũng có liên quan đến ô nhiễm không khí cục bộ.Trong những năm gần đây, các công nghệ mới và nhiên liệu sinh khối sạch hơn và hiệu quả hơn, chẳng hạn như thức ăn viên, đang đạt được bước tiến với tốc độ tốt.Tiến sĩ Laura Azocar, một nhà nghiên cứu tại Đại học La Frontera, đưa ra cái nhìn sâu sắc về bối cảnh và hiện trạng của thị trường và công nghệ liên quan đến sản xuất thức ăn viên ở Chile.

THEO DR 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, bên cạnh sự phong phú của sinh khối rừng, chi phí nhiên liệu hóa thạch cao, và mùa đông lạnh và mưa ở khu vực miền Trung-Nam.

Một đất nước rừng

Để bối cảnh hóa tuyên bố này, cần đề cập rằng Chile hiện có 17,5 triệu ha (ha) rừng: 82% rừng tự nhiên, 17% rừng trồng (chủ yếu là thông và bạch đàn) và 1% sản xuất hỗn hợp.

Điều này có nghĩa là bất chấp tốc độ phát triển nhanh chóng của đất nước, với thu nhập bình quân đầu người hiện tại là 21 000 đô la Mỹ mỗi năm và tuổi thọ là 80 năm, nó vẫn là một quốc gia kém phát triển về hệ thống sưởi ấm gia đình.

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

Các lựa chọn thay thế hiệu quả hơn

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

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

Trong những năm gần đây, sự gia tăng trình độ học vấn ở Chile đã dẫn đến một xã hội được trao quyền nhiều hơn, bắt đầu xuất hiện những yêu 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 thế hệ vốn nhân lực tiên tiến đã cho phép 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 hiện có về sưởi ấm trong gia đình.Một trong những giải pháp thay thế này là sản xuất thức ăn viên.

Tắt bếp

Sự quan tâm đến việc sử dụng thức ăn viên ở Chile được bắt đầu vào khoảng năm 2009, trong thời gian bắt đầu nhập khẩu bếp và nồi hơi từ châu Âu.Tuy nhiên, chi phí nhập khẩu cao đã chứng tỏ một thách thức và việc hấp thụ rất chậm.

Để phổ biến việc sử dụng nó, Bộ Môi trường đã phát động chương trình thay thế bếp và nồi hơi vào năm 2012 cho các khu vực dân dụng và công nghiệp, Nhờ chương trình chuyển đổi này, hơn 4.000 thiết bị đã được lắp đặt trong năm 2012, con số đã tăng gấp ba lần so với sự kết hợp của một số nhà sản xuất thiết bị địa phương.

Một nửa số bếp và nồi hơi này được tìm thấy trong khu dân cư, 28 phần trăm trong các cơ sở công cộng và khoảng 22 phần trăm trong khu vực công nghiệp.

Không chỉ viên nén gỗ

Viên nén ở Chile được sản xuất chủ yếu từ thông bức xạ (Pinus radiata), một loài trồng phổ biến.Trong năm 2017, có 32 nhà máy sản xuất viên nén với các quy mô khác nhau được phân phối tại khu vực miền Trung và miền Nam của cả nước.

- Hầu hết các nhà máy sản xuất viên nén có quy mô nhỏ với công suất trung bình hàng năm khoảng 9 000 tấn.Tiến sĩ Azocar cho biết sau vấn đề thiếu hụt thức ăn viên vào năm 2013 khi chỉ sản xuất được khoảng 29.000 tấn, lĩnh vực này đã cho thấy mức tăng trưởng theo cấp số nhân đạt 88.000 tấn vào năm 2016 và dự kiến ​​đạt ít nhất 190.000 tấn vào năm 2020.

Bất chấp sự phong phú của sinh khối rừng, xã hội Chile “bền vững” mới này đã tạo ra sự quan tâm của các doanh nhân và nhà nghiên cứu trong việc tìm kiếm các nguyên liệu thô thay thế để sản xuất nhiên liệu sinh khối đậm đặc.Có rất nhiều Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia và các 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, thuộc Tổ chức Hạt nhân 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 địa phương có tiềm năng về năng lượng.

Vỏ hạt phỉ và rơm lúa mì

Nghiên cứu đã xác định vỏ cây phỉ là sinh khối có các đặc tính tốt nhất để đốt.Ngoài ra, rơm lúa mì nổi bật vì tính sẵn có cao và tác động đến môi trường do thói quen đốt rơm và rạ thông thường gây ra.Lúa mì là một loại cây trồng chính ở Chile, được trồng trên khoảng 286 000 ha và tạo ra khoảng 1,8 triệu tấn rơm rạ hàng năm.

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

Kết quả thu được rất đáng khích lệ, những phát hiện sơ bộ cho thấy những viên nén này sẽ tuân thủ các thông số được thiết lập cho viên nén có nguồn gốc từ gỗ theo ISO 17225-1 (2014).

Trong trường hợp rơm rạ lúa mì, các thử nghiệm nung chảy đã được thực hiện để cải thiện một số đặc điểm của sinh khối này như kích thước không đều, mật độ khối thấp và nhiệt trị thấp, trong số những đặc điểm khác.

Quá trình tạo xoắn, một quá trình nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ vừa phải trong môi trường trơ, được tối ưu hóa đặc biệt cho phụ phẩm nông nghiệp này.Kết quả ban đầu cho thấy sự gia tăng đáng kể năng lượng giữ lại và nhiệt trị ở điều kiện vận hành vừa phải dưới 150 ℃.

Cái gọi là viên nén màu đen được sản xuất ở quy mô thử nghiệm với sinh khối đã được cô đặc này được đặc trưng theo tiêu chuẩn Châu Âu ISO 17225-1 (2014).Kết quả là tốt, đạt được sự gia tăng mật độ rõ ràng từ 469 kg / m³ lên 568 kg / m³ nhờ vào quy trình xử lý trước khi nung chảy.

Những thách thức đang chờ giải quyết là nhằm tìm ra công nghệ để giảm hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong viên rơm ủ từ lúa mì để đạt được một sản phẩm có thể thâm nhập vào thị trường quốc gia, giúp chống lại các vấn đề môi trường ảnh hưởng đến đất nước.