Производство пеллет: Бизнес на пеллетах: сырье, оборудование, окупаемость и рентабельность

Производство пеллет — Оборудование для бизнеса G2R

Цель проекта

Организация бизнеса по производству топливных гранул – пеллет.

Производимая продукция

Пеллеты (топливные гранулы)— биотопливо, получаемое из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартного размера. Актуально для владельцев домов, не имеющих газопровода.

Преимущества данного бизнеса

1. Низкий уровень риска
2. Безотходность производства (нет издержек)
3. Быстрые сроки окупаемости проекта
4. Высокий уровнем рентабельности

Начальные вложения

Линия оборудования (из Китая) 1 – 2 млн.р. + 1 млн. р. (коммерческие расходы).

Себестоимость продукции за т.:

2.5 тыс.р.

Розничная цена за т.

6.5. тыс.р.

Рентабельность бизнеса

50% – 80%

Срок окупаемости

3-6 месяцев.

Технологический процесс производства

Сырье → дробилка → сушилка → пресс-гранулятор → топливные гранулы → ленточный конвейер для подачи сырья после сушки к прессам → шнековый конвейер.

Для запуска и осуществления контроля работы данного оборудования, потребуется 3-5 специалистов. Но, следует помнить, что количество наемных рабочих всегда зависит от размера вашего производства. Больше производительность – больше оборудования – больше работников.

Коммерческое предложение по поставке пеллетного мини-завода

Скачать PDF файл

Коммерческое предложение по станку для производства пеллет

Скачать PDF файл

Коммерческое предложение по поставке пеллетных теплогенераторов

Скачать PDF файл

Если вы загорелись идеей организации бизнеса по производству топливных пеллет, мы сможем привезти вам оборудование с любыми техническими характеристиками, а так же любой комплектации: как целую линию оборудования, так и отдельные производственные станки. Оставляйте заявку, будем рады помочь вам!

Рассчитать цену с доставкой Найти похожее оборудование

Производство пеллет — BG holztechnik

Пеллеты – это современный альтернативный вид топлива. Древесные топливные гранулы являются прессованными отходами определенной формы (цилиндр). В некоторых европейских странах их активно используют как топливо, например, для автоматизированной котельной небольшого и промышленного уровня. Размер изделий: диаметр — 6мм-10мм, длина – 5мм-70мм (зависит от сырья).

Экологичность топлива из пеллет обеспечивается отсутствием химических добавок. Это своего рода дрова для топки, но которым придали улучшенную форму для перевозки, хранения и использования. Связывающим веществом стал древесный лигнин – он склеивает частички при высокой температуре. Хвойные и лиственные породы древесины считаются наилучшим сырьем для производства пеллет

. Разрешается использовать древесные отходы лесозаготовки и лесопереработки. Топливные гранулы различаются по цвету (зависит от сырья).

Производство пеллет состоит из нескольких этапов:

I этап – крупное дробление. Измельчение коры, опилок, щеп до порошкового состояния для последующей сушки;

II этап — сушка полуфабриката. Сушилки выпускают барабанного и ленточного типа;

III этап — мелкое дробление до размера 1.5мм-4мм. Обычно для этого использую молотковые мельницы;

IV этап — водоподготовка для доведения пересушенного сырья до нужной влажности;

V этап — прессование. Оборудование для производства пеллет, прессы, выпускают разных конструкций, с плоской или цилиндрической матрицей;

VI этап – охлаждение пеллеты. Оборудование охлаждает готовый продукт, который нагрелся после прессовки до 70°С-90°С;

VII этап – просеивание и упаковка. Некондиционные гранулы заново подвергаются обработке.

Пеллеты — это элементы натурального круговорота СО² в природе и относятся к возобновляемым источникам топлива. При их сгорании выделяется столько СО², сколько дерево впитало при жизни.

Компания BG Holztechnik осуществляет поставки необходимого оборудования для производства пеллет.

Непрерывное производство – от порошка до пеллет

Компактная система пеллетирования для непрерывных процессов

Ключевые факты:

• Тенденция к лекарственным формам, состоящим из множества частиц, не ослабевает. Для изготовления микропеллет существуют различные способы
• В новой системе пеллетирования «все в одной системе» три процесса, включая грануляцию, экструзию и сферонизацию, выполняются в одной установке и фактически образуют единый непрерывный технологический процесс.
• Система отличается высокой производительностью и закрытым режимом работы.

Пеллеты получают все большее распространение. Они позволяют создавать разнообразные лекарственные формы для перорального применения: благодаря использованию качественных пеллет обеспечивается широкий спектр лекарственных форм. Кроме того, в одной таблетке или капсуле могут содержаться пеллеты с различными профилями высвобождения активных веществ.

Таблетки из пеллет с активным веществом (MUPS) состоят из множества микрокапсул с активным веществом, размер которых варьирует от 100 до 2000 мкм. Доза препарата распределяется между различными подразделениями, что дает определенные преимущества по сравнению с обычными таблетками: например, вариабельность времени нахождения в желудке до высвобождения в тонкий кишечник. Риск при неправильном приеме препарата также снижается вследствие его распределения среди множества мелких частиц: если
пациент неправильно раскусывает таблетку постепенного действия и, следовательно, принимает высокую разовую дозу – это может вызвать серьезные побочные эффекты. Если же активное вещество распределено по многим микрокапсулам, эта опасность значительно снижается. Таким образом можно избежать опасных токсических эффектов.

При нанесении оболочки из лака на пеллеты с активным веществом высвобождение активного вещества из полученных таким образом микрокапсул начинается лишь в кишечном тракте. Высвобождение активного вещества из гранул зависит от значения рН в желудке, а также от проницаемости слоев лака для активного вещества. Биодоступность активного вещества может быть улучшена с помощью концепции MUPS и связанных с ней возможностей программируемого высвобождения активного вещества.

Описанные выше пеллеты с активным веществом далее могут быть «объединены» в разные лекарственные формы: капсулы, таблетки. Кроме того, ими заполняют саше или пластиковые трубочки для приема внутрь с жидкостью. Из них также может быть сделан сок, который применяется в течение одной-двух недель. Специально разработанные для детей мини–пеллеты, содержащие, к примеру, горький на вкус лекарственный препарат с маскировкой вкуса, могут быть заключены в специальные «соломинки» для приема вместе с жидкостью. Возможно объединение в одной лекарственной форме несовместимых при прямом контакте веществ, которые содержатся в разных микрокапсулах с непроницаемой оболочкой, предотвращающей их химическое взаимодействие.

«Пеллеты могут быть изготовле­ны с помощью технологии псевдо­ожиженного слоя, на протяжении многих лет хорошо зарекомендо­вавшей себя в фармацевтической промышленности, например, с ис­пользованием модуля Wurster или метода экструзии/сферонизации. Кроме того, существуют инноваци­онные варианты этих технологий, например, MicroPX™ и ProCell, с помощью которых можно достичь специальных свойств ядер пеллет. Чем более правильной сфериче­ской формой и гладкой поверхно­стью обладают пеллеты с активным веществом, тем более качествен­ным и более воспроизводимым становится их покрытие функцио­нальными лаками, обеспечиваю­щее требуемое высвобождение ак­тивного вещества», – поясняет Норберт Пёллингер, руководитель отдела развития технологий компании Glatt Pharmaceutical Services.

Выбор оптимального способа производства

Ядра активного вещества в пеллетах основаны на двух основных принципах: нейтральные пусковые пеллеты, покрытые активным веществом, и матрицы пеллет. Для производства пеллет, покрытых активным веществом, препарат растворяют или диспергируют в соответствующей жидкости и с помощью технологии псевдоожиженного слоя напыляют на нейтральные пусковые пеллеты, которые состоят, например, из сахара или целлюлозы. Чувствительные к влаге активные вещества также могут быть закреплены в виде порошка
на нейтральной пусковой пеллете: здесь речь идет о порошковом покрытии в псевдоожиженном слое.

В случае матричных пеллет действующее фармацевтическое вещество находится в однородной матрице активного и вспомогательного вещества. Такие матрицы можно изготавливать различными способами: например, с помощью так называемого прямого пеллетирования, при котором могут применяться специальные технологии псевдоожиженного слоя, для работы как в периодическом, так и в непрерывном режиме. В этом случае составляющие порошкообразного состава – активный фармацевтический ингредиент и вспомогательные вещества – увлажняют (например, методом влажной грануляции), затем пропускают через экструдер (при этом образуется экструдат в форме сосисок). На следующем этапе экструдат обкатывается до сферической формы в сферонизаторе.

Из различных методов пеллетирования профессионал может выбрать оптимальную для своего продукта технологию производства, чтобы достичь требуемого фармацевтического качества. Существуют как периодические, так и непрерывные процессы. Нанесение активных веществ на нейтральные пусковые пеллеты методом распыления снизу в псевдоожиженном слое (метод Вурстера) – это также периодический процесс, как и метод послойного нанесения порошкового покрытия «сухая порошковая технология». Для производства матричных пеллет активного вещества применяются периодические и непрерывные процессы. «Основными различиями являются размер пеллет и содержание активного вещества: если путем непре­рывного процесса пеллетирования в псевдоожиженном слое получают пеллеты размером примерно от 150 до 400 мкм и концентрацией активного вещества до 100 %, то с помощью барабанных экструдеров производятся гранулы размером >700 мкм и с концентрацией актив­ного вещества до 60 %», – поясняет Норберт Пёллингер.

Непрерывная экструзия: 3 этапа в одной установке

Компания Glatt из Бинцена дополнила ассортимент своей продукции системой пеллетирования для непрерывной экструзии, которая отличается высокой гибкостью. Непрерывный технологический процесс экструзии для получения матричных пеллет состоит из трех этапов: влажной грануляции, экструзии и сферонизации. До сих пор эти 3 этапа технологического процесса выполнялись в периодическом режиме тремя различными установками.

В новой системе пеллетирования «все в одном», три процесса выполняются в одной установке и фактически образуют единый непрерывный технологический процесс. Смесь порошка активного и вспомогательного вещества постоянно увлажняется в грануляторе Midshear и подается для экструзии непосредственно в расположенный под ним барабанный экструдер. После экструзии, экструдат поступает либо непосредственно в сушилку с псевдоожиженным слоем непрерывного действия, либо дальше обрабатывается в сферонизаторе.

«В этой компактной системе ис­пользуются два каскадных сферо­низатора для выполнения непре­рывного процесса экструзии и сфе­ронизации», – так поясняет Аксель Фризе, руководитель отдела маркетинга компании Glatt, особенность процесса. Этап экструзии можно настроить в зависимости от требуемого качества получаемых после экструзии пеллет: посредством матриц с разными размерами отверстий, через которые продавливается формируемая масса, можно регулировать не только размер получаемых пеллет, но и их плотность. Требуемая длина «сосисок», производимых экструдером, может задаваться, с одной стороны, составом и влажностью экструдируемой массы; длинные экструдаты – «спагетти» разделяются на «сосиски» определенного размера, из которых затем получают требуемые сферические гранулы. С другой стороны, требуемая длина экструдата может обеспечиваться двумя ножами, смещенными на 180°, которые при выходе экструдата из экструдера разрезают его на куски определенной длины.

Кроме того, для новой системы пеллетирования производитель выбрал модульный принцип, т. е. по мере необходимости система может быть гибко расширена. Таким образом, в систему можно встроить устройство дозирования порошка, непрерывно подающее порошковую смесь во влажный гранулятор Midshear. «Непрерывная сушка после экструзии или сферо­низации может быть выполнена в модуле MODCOS–Dryer новой си­стемы MultiLab® или в более круп­ном непрерывном модуле псевдоо­жиженного слоя серии GPCG 10», – утверждает Аксель Фризе.

Технология производства пеллет: как делают, оборудование

Пеллеты – это наиболее востребованный вид биотоплива, которое имеет вид небольших гранул. Изготавливаются такие гранулы из отходов сельскохозяйственной и деревообрабатывающей промышленности, благодаря чему их себестоимость достаточно низка. Кроме этого технология производства пеллет крайне проста и не требует особых затрат.

0.1. Пеллеты из лузги риса

В качестве исходного сырья для производства пеллет могут использоваться следующие материалы:

• Щепки;
• Опилки;
• Стружка и другие отходы деревообрабатывающей промышленности;
• Солома;
• Скорлупа орехов;
• Жмых винограда и других культур;
• Лузга подсолнечника и другие отходы сельскохозяйственной промышленности;
• Торф и так далее.

Стоит отметить, что такое сырье имеет низкую стоимость. Кроме этого производство пеллет выполняет роль утилизации отходов, что в свою очередь избавляет предприятия от дополнительных растрат на вывоз мусора.

Благодаря высокой теплотворной способности топливные гранулы пользуются большим спросом среди отопительных предприятий. Кроме этого твердотопливные котлы имеют наиболее высокий уровень КПД, а также низкую стоимость начальной установки оборудования. Это делает такое топливо наиболее выгодным для отопления домов. Поэтому пеллеты нашли применение не только в промышленных отопительных станциях, но и в частных домах для топки каминов и котлов.

1. Технология изготовления пеллет

Топливные гранулы уже достаточно давно имеются на Российском рынке, благодаря чему многие слышали о таком топливе, однако, далеко не все знают, как делают пеллеты. Это достаточно простой процесс, который не требует больших энергетических затрат. Кроме этого, для топки специальной печи используется тоже сырье, к примеру, опилки, из которых и делаются пеллеты.

Итак, линия по производству пеллет состоит из следующих элементов:

• Устройство для крупного дробления сырья;
• Специальная сушилка;
• Аппарат для мелкого дробления сырья;
• Увлажнитель;
• Гранулятор пеллет;
• Устройство для охлаждения и фасовки готовой продукции.

Стоит отметить, что оборудование для изготовления топливных гранул может быть мобильным и промышленным. Мобильные установки для изготовления пеллет, как правило, оснащены дизельным мотором. Они имеют компактные размеры, а также могут быть перевезены в любое удобное место. Конечно, обратная сторона медали заключается в том, что такое оборудование не может «похвастаться» высокой производительностью, и подходит больше не для предприятия, а для частного использования. Отдельного внимания достойны промышленные линии для изготовления топливных гранул.

1.1. Промышленные линии по производству пеллет

Промышленные линии для изготовления пеллет состоят из тех же элементов, что и мобильные, только они имеют гораздо большие размеры. Технология изготовления топливных гранул также одинакова как для мобильных установок, так и для промышленных линий. Более того, независимо от того, какое исходное сырье используется, производственный процесс полностью идентичен. Поэтому в качестве примера будет описана технология производства пеллет из опилок. Итак, технология изготовления топлива разделяется на несколько этапов. Первым из них является процесс крупного дробления сырья.

1.2. Крупное дробление

Мелкие древесные отходы, к примеру, опилки и стружка, доставляются при помощи специальной техники на специальный механизированный склад (так называемый подвижный пол). Далее подвижные стокеры, которые действуют благодаря гидравлическим приводам, выполняют возвратно-поступательные движения, загребая сырье и доставляя его в устройство для крупного дробления. Здесь сырье измельчается до нужных размеров и перемешивается.

В этот же момент часть опилок подается в бункер. Эти опилки необходимы для топки теплогенератора, который в свою очередь вступает в действие на втором этапе. При помощи шнека опилки подаются в камеру сгорания. Продукты горения из теплогенератора подаются в смеситель, куда под воздействием низкого давления, создаваемого дымососом, подается холодный атмосферный воздух и поставляемое на сушку измельченное сырье.

В первую очередь продукты горения перемешиваются с воздухом. При этом устройство автоматически регулирует пропорции смешивания. Это в свою очередь позволяет поддерживать необходимый уровень температуры теплоносителя. И только после этого теплоноситель перемешивается с только поступившим, еще влажным сырьем. Далее сырье подается в барабанную сушилку.

1.3. Барабанная сушилка

Это установка для производства пеллет, в которой сырье захватывается лопастями. Они поднимают сырье наверх, после чего оно проходит сквозь поток теплоносителя, при этом продвигаясь к выходу. Сразу за выходом располагается специальное устройство под название уловитель. Оно необходимо для улавливания камней, а также для сортировки сырья в случае, если это не было сделано изначально.

Просушенное сырье всасывается в так называемый циклон. Делается это путем разряжения воздуха при помощи дымососа. Сам циклон имеет принцип действия сепаратора – в результате центробежной силы опилки, которые имеют большую плотность и вес, оседают и остаются внизу. В этот момент более легкий отработанный теплоноситель выходит в дымоход.

Специальный шлюзовой затвор перемещает определенные дозы высушенных и нагретых опилок из циклона в распределитель потока, после чего они попадают в устройство мелкого дробления.

1.4. Молотковая дробилка

В момент перемещения сырья из сушилки в молотковую мельницу часть опилок поступает в теплогенератор. Оставшаяся часть поступает в дробилку. Здесь происходит окончательное дробление сырья. После такого измельчения опилки больше похожи на муку, и с этого момента именно так принято называть сырье. Далее мука подается в циклоны, в которых происходит отделение сырья от воздуха.

После этого мука попадает в шнековый транспортер, затем в наклонный шнековый транспортер, далее в бункер гранулятора. Внутри бункера гранулятора имеется аппарат, который препятствует образованию комков и слеживание муки.

Из бункера мука попадает в смеситель, в котором сырье смешивается с паром либо водой. Делается это при помощи процесса кондиционирования. Здесь влажность муки доводиться до необходимого уровня, который требуется для прессования. Далее увлажненный полуфабрикат попадает в пресс-гранулятор.

2. Пеллеты из соломы и лузги риса: Видео

2.1. Пресс для производства пеллет

Внутри пресса мука располагается между вращающейся матрицей и прессующими вальцами. Благодаря этому сырье продавливается в радиальные отверстия, которые имеются на матрице. Таким образом, происходит формирование гранул. Делается это при огромном давлении.

Далее выдавленные из радиальных отверстий гранулы обламываются неподвижным ножом. Готовые пеллеты падают вниз и через рукав выходят из гранулятора.

На выходе из пресс-гранулятора гранулы имеют высокую температуру. Кроме этого они являются весьма хрупкими. Для охлаждения и придания большей прочности пеллеты попадаются в устройство для охлаждения. В колонне для охлаждения вентилятор всасывает воздух через слой пеллет. Таким образом, происходит одновременное охлаждение гранул и отсасывание неспрессованной муки в циклон.

В результате охлаждения уровень влажности пеллет падает, что влечет за собой некоторые физико-химические изменения, обеспечивающие гранулам более высокую прочность, а также требуемую влажность и температуру.

После этого происходит отсеивание пеллет от крошки и фасовка готовой продукции в мешки. Как можно заметить вся технология гранулирования пеллет происходит без дополнительных расходных материалов. Кроме этого низкая стоимость топливных гранул объясняется высокой производительностью подобных установок, при низких энергетических затратах.

Топливные пеллеты в Нижнем Новгороде, собственное производство

УЗНАТЬ ЦЕНЫ И ВАРИАНТЫ ДОСТАВКИ МОЖНО ПО ТЕЛЕФОНУ +7(951)914-44-10.Доставка или самовывоз с нашего склада:
Нижний Новгород, ул. Невзоровых д. 89 пом. П2 (схема проезда)

ООО Фирма «Рабиш» является производителем топливных пеллет с 2009 года, когда был построен и введен в эксплуатацию свой первый собственный завод по производству твердого топлива. Уже к сезону 2009-2010 мы вышли на максимальную производственную мощность в 2000 тонн в год.

Вся продукция производится по нормативным документам и стандартам промышленного топлива европейского качества , что подтверждено сертификатом качества. Компания достигла желаемого результата — это стабильная бесперебойная работа линии.

Производство продукции обеспечивается:

• использованием натурального сырья без каких либо химических примесей (в основе хвойные породы древесины),
• применением современных технологий и оборудования,
• автоматизированным производством,
• постоянным контролем сырья и готовой продукции,
• а также квалифицированным персоналом.

Сырье — отходы древесного производства, поступают на завод из экологически чистых районов севера Нижегородской области.

Главные достоинства нашей компании:

• качественные пеллеты, благодаря использованию собственного натурального сырья и сырья лучших поставщиков;
• большие производственные мощности, до 250 тонн ежемесячно;
• разнообразие объемов и видов упаковок, под заказ покупателя;
• европейский стандарт качества продукции, подтвержденный сертификатом качества;
• оптимальное соотношение цена/качество;
• любые виды оплаты продукции;
• возможность размещения предварительных заказов;
• система скидок в зависимости от объемов;
• использование наших складов для хранения купленных пеллет клиента.

Какая у нас упаковка

Услуги компании

Компания имеет свой автопарк с грузоподъемностью автомобилей от 4-х до 20т. Мы всегда организуем для Вас доставку заказываемого у нас товара в любую точку нашей области. Так же возможна доставка и в другие регионы России.
УЗНАТЬ ЦЕНЫ И ВАРИАНТЫ ДОСТАВКИ МОЖНО ПО ТЕЛЕФОНУ +7(951)914-44-10.Доставка или самовывоз с нашего склада:
Нижний Новгород, ул. Невзоровых д. 89 пом. П2 (схема проезда)

Опытное производство пеллет из гидролизного лигнина в Архангельской области

В конце 205 года в Онеге стартовало инновационное предприятие в области альтернативной энергетики — завод по производству пеллет из гидролизного лигнина. Уникальность биотоплива в том, что сырьем для его производства стали исключительно промышленные отходы, лежащие на земле еще с прошлого века.

В Архангельской области сдан в эксплуатацию первый в России завод по производству пеллет из лигнина. Производство налажено ОАО «Бионет» cовместно со специалистами немецкой компании Alligno на базе бывшего Онежского гидролизного завода. Выбор места неслучаен — за время существования в советские годы гидролизной промышленности в Онеге были накоплены значительные запасы лигнина, которые позволят заводу производить по 150 тысяч тонн пеллет в год на протяжении 10–15 лет. Новый завод строился с 2013 года. Общий объем инвестиций в производство составил порядка 40 миллионов евро, из которых 10 миллионов — акционерные инвестиции Газпромбанка, еще 30 миллионов евро было привлечено банком дополнительно в рамках проектного финансирования.

Пеллеты из лигнина по своему назначению аналогичны традиционным древесным пеллетам — они используются в качестве топлива в промышленных котельных для выработки тепла или электроэнергии. Уникальность новых пеллет в инновационной технологии переработки гидролизного лигнина, которая позволяет получать экспортный продукт с высокой добавленной стоимостью и уникальными физическими свойствами.

Теплотворная способность пеллет из лигнина почти на четверть превышает теплотворную способность обычных древесных гранул. Новые пеллеты обладают высокой плотностью, водонепроницаемы и не подвержены самовозгоранию. Это существенно упрощает их хранение и транспортировку.

По мнению ряда отраслевых экономистов, производство пеллет ориентировано в первую очередь на европейские рынки, где проводится политика по снижению доли ископаемого сырья, подкрепляемая программами государственного субсидирования для предприятий, использующих биотопливо. В «Бионете» пока не раскрывают покупателей, уточняя лишь, что сейчас активный интерес к новому продукту проявляют компании из Италии, Германии и Словении.

Помимо экономической составляющей проекта, важна и его социальная значимость для региона.

«При полной загрузке завода создается порядка двухсот рабочих мест. Местные бюджеты получат дополнительные доходы в виде налогов. Попутно с деятельностью завода возможно улучшение инженерно-коммунальной инфраструктуры, а также обеспечение благоприятных условий для жизни работников завода и их семей», — рассказал генеральный директор ОАО «Бионет» Игорь Черемнов.

Как отметил министр ТЭК и ЖКХ Архангельской области Игорь Годзиш, производство биотоплива позволяет решить не только проблему, связанную с отвалами лигнина и снизить их негативное воздействие на регион, но и создать инновационный экспортный продукт.

Для Газпромбанка это далеко не первая инвестиция в реальный сектор экономики. Свою заинтересованность в ОАО «Бионет» в Газпромбанке объяснили тем, что исторически отрасль энергетики является одной из ключевых компетенций Газпромбанка в области прямых инвестиций. «Мы уже давно пристально следим за рынком биоэнергетики в России и находимся в постоянном поиске интересных возможностей для инвестирования», — сообщил Сергей Грищенко, заместитель начальника департамента прямых инвестиций Газпромбанка и председатель совета директоров «Бионета». По его словам, высокий уровень реализации проекта позволил привлечь финансирование со стороны немецкого экспортно-кредитного агентства Hermes, что в общем снизило общую стоимость финансирования.

Производство пеллет

Основным сырьем для производства пеллет служат опилки и стружка. В данном случае речь идет лишь об отходах деревообрабатывающих предприятий, таких как лесопилки или строгальные цеха.

Полученные стружки в сухом состоянии прессуют под высоким давлением, при этом не добавляют клей или другие химические вяжущие элементы.

На качество конечного продукта (пеллеты) в большей степени влияет качество используемой стружки. Поэтому так важно тщательно выбирать и подготавливать опилки, а затем осуществлять постоянный контроль на протяжении всего производственного процесса вплоть до выхода готовых пеллет.

Производство 1 тонны пеллет

Для изготовления 1 тонны древесных пеллет в среднем необходимо 6-8 м3 стружки. Умение правильно гомогенизировать древесину – это целое искусство. Нужно это сделать так, чтобы потом пресс смог бесперебойно производить пеллеты с идентичными характеристиками. В первую очередь это касается размеров стружки и влажности древесины. Нужно иметь ввиду, что для разных видов древесины подходят разные характеристики прессовальной установки. Например, для древесины твердых пород (дуб, бук) используют большую силу прессования, чем при использовании хвойных или мягких пород.

Для обеспечения постоянно высокого качества пеллет, обладающей регулированной остаточной влажностью, ее необходимо предварительно высушить в барабанной или ленточной сушилке.

После этого в большинстве случаев стружку отправляет в молотковую мельницу, предварительно прогнав через магнитный сепаратор и уловитель камней для извлечения тяжелых примесей. В мельнице ее измельчают до необходимых для пресса размеров (от 4х до 6ти мм). Для того, чтобы получить однородные размеры и формы стружки, ее большие частицы отсортировывают с помощью фильтровального сита.

Основные составляющие элементы древесины – лигнин и целлюлоза. Под воздействием тепла, образованного при использовании пресса, лигнин становится клейким обволакивает целлюлозные волокна. Благодаря этому процесс производства пеллет происходит без добавления каких-либо посторонних вяжущих материалов. Для повышения противостояния пеллет истиранию часто используют добавки, которые облегчают процесс прессования. Это может быть крахмал или мука. Допускается их содержание до 2%, но в основном используют не более 0,5%.

Гранулирование (производство) пеллет

Для качественного прессования нужно, чтобы в стружка была одинаковой температуры, и чтобы в ней был одинаковый процент влажности. Поэтому в накопительном резервуаре ведутся регулярные измерения этих показателей. Содержание воды допускается до 10-15%. При необходимости стружки можно увлажнить водой или паром. Для равномерного проникновения влаги в стружки перед прессованием их помещают в так называемую «ёмкость для дозревания» на 15-20 минут.

Так как для успешного производства пеллет по возможности одинаковый процент содержания воды и одинаковая температура стружки, в накопительной ёмкости постоянно проводятся измерения. Допускается содержание воды до 10-15%. В зависимости от содержания воды, стружки, при необходимости, увлажняют паром или водой. Чтобы добавленная вода равномерно проникала в стружки, они помещаются непосредственно перед прессованием на 15 – 20 минут «в ёмкость для дозревания».

Горит дом? Гигантские заводы Enviva по производству древесных гранул в США переходят на

• Устаревшая политика Киотского климатического соглашения, унаследованная от Парижского соглашения 2015 года, считает электроэнергию, произведенную при сжигании биомассы — древесных гранул — углеродно нейтральной. Однако новая наука демонстрирует, что сжигание лесов для получения энергии более грязно, чем уголь, и в краткосрочной перспективе не является нейтральным по выбросам углерода.
• Но, поскольку лазейка в учете углерода все еще существует, страны Европейского Союза и другие страны спешат переоборудовать угольные электростанции на сжигание древесных гранул и считать гигантские энергетические объекты на биомассе углеродно-нейтральными — действительно на бумаге, даже если они добавляют новые выбросы углерода в атмосферу.В лесной промышленности рассуждают иначе.
• Он также извлекает выгоду из лазейки, строя новые крупные заводы по производству древесных гранул и лесозаготовки в таких местах, как юго-восток США — вырубка лесов, гранулирование деревьев и экспорт биомассы. В качестве примера можно привести два гигантских завода, которые сейчас строит корпорация Enviva в Люседейле, штат Миссисипи, и в Эпесе, штат Алабама.
• Enviva и другие компании могут сделать биомассу прибыльной только за счет государственных субсидий.В конце концов, леса потеряны, на достижение углеродной нейтральности уйдут десятилетия, и, хотя общины могут увидеть краткосрочное увеличение рабочих мест, они страдают от загрязнения воздуха и риска внезапного экономического коллапса, если и когда углеродная лазейка будет закрыта.

Пригоршня древесных пеллет и зеленых рукавов, показанная здесь, является частью поддерживаемой промышленностью биомассы PR-кампании, утверждающей, что сжигание древесины для производства энергии является углеродно-нейтральным. Но недавние исследования показывают, что сжигание биомассы производит больше CO2 на киловатт-час, чем уголь.Фотография предоставлена: #ODF on Visual hunt / CC BY.

Когда производитель биомассы Enviva завершит строительство двух своих новейших заводов на побережье Мексиканского залива в США на противоположных сторонах границы штата Алабама-Миссисипи, вероятно, к 2021 году они станут крупнейшими заводами по производству биомассы для энергии на планете.

Ежегодно эти два завода будут измельчать эквивалент сотни квадратных миль леса в 2,7 миллиона метрических тонн горючих древесных гранул, которые будут сжигаться на бывших угольных электростанциях в Европе и Азии, при этом весь образующийся углерод будет выбрасываться в атмосферу.

По мнению защитников окружающей среды, эти американские заводы по производству биомассы и производимые ими древесные гранулы будут процветать на шаткой башне Дженга, полной политических, экономических и экологических парадоксов. Не имея возможности конкурировать с углеродным топливом, таким как уголь или природный газ, по цене, заводы Enviva по производству древесных гранул останутся на плаву из-за прямых и косвенных субсидий, поступающих от Европейского Союза, члены которого согласились получать 32% своей энергии из возобновляемых источников к 2030 году — категория которые они считали включенными в биомассу.

ЕС одобрил эту политику, хотя недавняя наука недвусмысленно показала, что древесные гранулы выделяют больше CO ₂ , даже чем уголь.

Производственные предприятия, подобные тем, что находятся на юго-востоке США, превращают деревья, растущие в лесах с биоразнообразием, в сильно сжатые однородные древесные гранулы для сжигания на промышленных электростанциях. Изображение любезно предоставлено Альянсом кизила.

Практическое правило: чтобы получить из 2,7 миллионов метрических тонн древесных гранул, производимых ежегодно, до количества CO ₂ , выделяемого из дымовых труб, умножьте примерно на четыре.Это означает, что окатыши, производимые двумя новыми заводами на побережье Мексиканского залива, при сжигании за границей могут выбросить в атмосферу чуть более 10 миллионов тонн CO ₂ , что эквивалентно 55000 железнодорожных вагонов угля, при этом поглощая субсидии, которые в противном случае могли бы перейти к традиционным возобновляемым источникам энергии, таким как энергия ветра, приливов или солнца, по словам Дункана Брэка из международной неправительственной организации и аналитического центра Chatham House.

Эти субсидии, по словам ученых, основаны на опровергнутых исследованиях, впервые проведенных и использованных в качестве руководства для разработки политики, включенной в Киотское соглашение по климату, политику, которая затем была включена в Парижское соглашение 2015 года.Они говорят, что ошибка, которая делает сегодня экономически жизнеспособной биомассу, — это утверждение о том, что сжигание мировых лесов для производства энергии является углеродно-нейтральным, — неудобная неправда, от которой, как утверждают критики, Организация Объединенных Наций уклонялась на каждой ежегодной международной встрече, начиная с Парижа.

Итак, квоты ЕС на возобновляемые источники энергии — с их заявлением об углеродной нейтральности биомассы — стали благом для таких компаний, как Enviva, которые продают древесные гранулы производителям энергии, и страны, которые теперь опасаются более традиционных источников энергии, от ядерных до угольных и гидроэнергетических, и которые хотят выжать еще несколько десятилетий из существующих угольных электростанций, которые теперь перешли на сжигание древесных гранул в промышленных масштабах.

Enviva уже начала строительство своего более крупного завода по производству биомассы в Люседейле, штат Миссисипи, с производственной мощностью 1,5 миллиона метрических тонн пеллет в год, в сорока милях от побережья от порта Паскагула. К концу 2019 года штат Алабама разрешил фабрику Enviva Epes, которая будет производить 1,2 миллиона метрических тонн в год прямо через границу штата от Меридиана.

Когда промышленность по производству биомассы продвигает древесные пеллеты, люди часто представляют, что этот продукт потребляется в небольших домашних пеллетных печах.Реальность совершенно иная и масштабная: промышленное сжигание щепы и пеллет для производства электроэнергии, как это видно здесь, на заводе по производству биомассы Drax в Великобритании. Фото: nican45 на Foter.com / CC BY-NC-SA.

Принимая во внимание ошибку углеродной нейтральности биомассы ООН

Древесные гранулы — это плотно сжатые продукты из обработанной древесины, изначально предназначенные для отопления и приготовления пищи, и для этой цели они служат намного лучше, чем необработанные дрова. Но с 2009 года Enviva из Мэриленда построила парк из 12 грануляторов в США.Юго-восток, в основном для удовлетворения спроса на энергию биомассы в Великобритании, Нидерландах и Дании — странах, использующих лазейку в учете углеродной нейтральности ООН для сокращения выбросов парниковых газов, по крайней мере, на бумаге.

Промышленность по производству пеллет с энтузиазмом присоединилась к ООН, ЕС, США и другим странам в выдвижении спорных заявлений о «углеродной нейтральности биомассы».

В январе 2018 года более 800 ученых со всего мира обратились в парламент Европейского союза с петицией с просьбой лишить промышленность древесных гранул обозначения «углеродный нейтралитет».Они писали: «Сжигание древесины неэффективно и поэтому выделяет гораздо больше углерода, чем сжигание ископаемого топлива на каждый киловатт-час произведенной электроэнергии». Кроме того, «Время имеет значение. Создание дополнительной углеродной нагрузки в атмосфере на десятилетия [пока деревья вырастают] означает необратимые повреждения из-за более быстрого таяния ледников и таяния вечной мерзлоты, а также большего скопления тепла и кислотности в мировом океане … Неблагоприятные последствия не только для углерода, но и для глобальных лесов и биоразнообразия также велики.

Международное энергетическое агентство, автономная международная торговая группа, которую иногда критикуют за оптимистичные взгляды на ископаемое топливо, в ноябре 2019 года выпустило отчет, в большей степени ориентированный на биомассу. Они написали: «Мы согласны с тем, что биомасса, полученная в результате обезлесения, не должна признаваться возобновляемой». Однако лесная биомасса по определению является возобновляемой, если ее собирают из лесов, управляемых таким образом, что не происходит потери производственной мощности, то есть, чтобы циклы роста / сбора урожая могли продолжаться бесконечно, а способность связывать углерод не уменьшалась.Устойчивое лесопользование является ключом к поддержанию здоровых и продуктивных лесов ».

Такие фотографии, как эта фотография вырубки на заболоченных территориях, сделанная датской командой новостей, поколебали убежденность этой страны в том, что биомасса — это зеленое решение. Изображение любезно предоставлено Kanal 4.

Независимо от плюсов и минусов, до сих пор ни одна из сторон ООН не сдвинула с места свою политику и планы по сжиганию биомассы. И пока субсидии ЕС и списание углерода продолжают поступать, Enviva может предоставлять европейским странам (которым необходимо заполнить фиксированную квоту «возобновляемых источников энергии» в соответствии с местными Директивами по возобновляемым источникам энергии 2009 и 2018 годов) вместе с другими сторонами, подписавшими Парижское соглашение, единственной «Возобновляемые», которые могут предлагать электроэнергию по запросу с использованием существующей инфраструктуры сжигания угля с незначительным и относительно дешевым переоборудованием.

Фактически, генеральный директор Enviva Джон Кепплер сказал инвесторам во время отчета о прибылях и убытках в октябре 2019 года, что рост компании будет увеличиваться. По его прогнозам, по мере того, как европейские и азиатские правительства откажутся от угля, они будут вынуждены перейти на биомассу. Угольные заводы закрываются в Германии и Нидерландах, сказал Кепплер по телефону, Южная Корея только что объявила, что закроет десять угольных электростанций к 2022 году; все это, как он предсказал, будет означать период бума для биомассы.

В предыдущем отчете о прибылях и убытках он предсказал, что Enviva более чем удвоит текущие производственные мощности по производству древесных гранул, открыв целых 13 новых заводов для удовлетворения спроса в Азии.

Все отличные новости для инвесторов Enviva. Однако лазейка в учете углерода может помочь сторонам, подписавшим Парижское соглашение, по-видимому, выполнить свои квоты на возобновляемые источники энергии, одновременно выбрасывая огромное количество углерода ввысь, что еще больше дестабилизирует глобальный климат сейчас, одновременно сокрушая возможность достижения поставленной самой ООН цели избежать катастрофы, оставаясь ниже допустимого уровня. повышение на 1,5 градуса Цельсия по сравнению со средними доиндустриальными температурами.

Рабочий Enviva на заводе в Коттондейле, Флорида. Жители Люседейла, штат Миссисипи, поддержали строительство нового завода по производству биомассы, который, как они надеются, предложит рабочие места в их округе.Изображение любезно предоставлено Enviva Biomass.

Больше рабочих мест в более грязном мире

Не говоря уже о углеродной нейтральности, когда Enviva говорит о преимуществах заводов в Эпесе и Люседейле для местных жителей, она обращается к давнему логическому обоснованию добывающих и промышленных проектов, которое использовалось десятилетиями: рабочие места.

«Когда мы разрабатываем новый проект на юго-востоке [США], — написала представитель Enviva Мария Морено, — мы приветствуем». «Enviva отмечает, что предлагает рабочие места в сельских округах, где их не хватает.

Но вместе с рабочими местами в производстве пеллет — о чем узнали из первых рук города от Вирджинии до Флориды — произошла потеря естественных лесов, а также загрязнение пеллетами: облако сажи и мелких твердых частиц, покрывающих близлежащие дома и автомобили; а также летучие органические соединения и закись азота, вредные для здоровья населения, наряду с дорожным шумом, производимым потоками грохочущих лесовозов. Отчасти благодаря этим опасениям в 2019 году Enviva договорилась с Северной Каролиной, согласившись после многих лет работы установить стандартные средства защиты от загрязнения.

Одним из сторонников реформ в деятельности Enviva в Северной Каролине является Патрик Андерсон, поверенный из проекта Environmental Integrity Project (EIP), сети юристов, представляющих общественные интересы, которые берут на себя экологические дела. В 2018 году Андерсон и его партнер и босс в юридической фирме Кери Пауэлл опубликовали отчет, показывающий, как индустрия биомассы давно уклонялась от Закона США о чистом воздухе (CAA), в основном за счет творческой интерпретации различия CAA между «основным» и «крупным». незначительные »источники загрязнения.

Деревья на 50% состоят из воды по весу, поэтому, чтобы превратить их в легко воспламеняющийся продукт, такой как древесные гранулы, материал необходимо пропустить через циклонную сушилку, как показано здесь. Изображение любезно предоставлено Enviva Biomass. В процессе сушки, охлаждения и прессования древесной щепы в гранулы они выделяют облака токсичных летучих органических соединений (ЛОС). После пяти лет сопротивления Enviva, наконец, начала добавлять регенеративные термические окислители (RTO), которые разрушают ЛОС при высоких температурах. Изображение любезно предоставлено Enviva Biomass.

Даже среди заводов по производству пеллет Enviva является «явным исключением», — сказал Андерсон Mongabay, — в таких областях, как огромные размеры ее заводов, ее неспособность изначально установить стандартные промышленные средства контроля за загрязнением и ее готовность годами бороться, чтобы избежать необходимо установить эти меры, даже если другие заводы по производству гранул их используют.

После отчета EIP некоторые штаты — Джорджия, Северная Каролина, Вирджиния — быстро приняли меры по регулированию пеллетной промышленности в своих штатах. Но их соседи в Алабаме и Миссисипи, которые все еще плохо знакомы с производством топливных гранул и известны своей гонкой на дно в отношении экологического регулирования, действуют медленнее.

Когда я встречался с Андерсоном в мае прошлого года, он недавно вернулся с собрания в Люсдейле, которое якобы касалось разрешения Enviva на качество воздуха. Но очень немногие ораторы, как напомнил Андерсон, могли что-то сказать о выбросах. Они хотели поговорить о работе — лесорубах, заводских рабочих, портовых рабочих. В какой-то момент оратор привел переполненную комнату и скандировал «Работа, работа, работа!»

Жители Люседейла, штат Миссисипи, поддерживают новый завод Enviva по производству пеллет, который станет крупнейшим в мире.Изображение любезно предоставлено Enviva Biomass.

Оценка прибылей и убытков

Но какой ценой эти рабочие места? Рита Фрост, организатор организации Dogwood Alliance, расположенной в Северной Каролине, которая выступает против дальнейшего роста пеллетной промышленности, сказала Могабаю, что слоган «вакансии» имеет очень давнюю родословную. «На Юге этим занимается добывающая промышленность. Они обещают миру государственные и местные органы власти, добывают ресурсы, [экспортируют] их по всему миру, а затем уезжают.”

Фактически, игра, похоже, уже разыгрывается таким образом, с растущими расходами для местных сообществ. Во многих небольших сельских округах (от Саутгемптона, Вирджиния; до округа Уэр, штат Джорджия; до округа Самтер, штат Алабама) не только элиты увидели в древесных гранулах шанс оживить свою разрушающуюся базу производства и экспорта. Они также были готовы щедро заплатить за эту привилегию деньгами, выходящими из карманов налогоплательщиков.

Завод в Люседейле, например, обещает 90 хороших рабочих мест, а также рост числа рабочих мест для сотен лесорубов, живущих в пределах 75 миль от завода, плюс больше концертов для водителей грузовиков, перевозящих бревна и пеллеты, а также увеличение занятости для портовые рабочие в Паскагуле.

Но завод в Люседейле оценивается в общей сложности в 140 миллионов долларов; в то время как модернизация порта, которая позволит отправлять пеллеты в Европу или Азию, будет стоить еще 90 миллионов долларов. В Миссисипи завод Enviva в Люседейле получит 4 миллиона долларов в виде прямых государственных субсидий и 13 миллионов долларов в виде отмены налогов, что, по оценке Центра государственной политики штата Миссисипи, обойдется в 188 000 долларов за каждое рабочее место в течение следующих десяти лет. И есть много свидетельств того, что налоговые льготы, как правило, не приносят прибыли округам и штатам, которые их предлагают.

Индустрия биомассы возражает, что субсидии абсолютно необходимы, чтобы сдвинуть с мертвой точки движение древесных гранул — движение, которое они называют «зеленым», несмотря на научные доказательства обратного. Тейлор Фиттс из USIPA (Ассоциация промышленных пеллет США), группы по торговле древесными пеллетами, написал в своем заявлении, что разработка биомассы была бы невозможна без государственных и местных субсидий, а также других субсидий, потенциально поступающих из США и других стран-членов ООН; поток денег через лазейку в учете углерода (что приносит пользу отрасли, о которой я и мой коллега Джастин Катанозо рассказали здесь и в Raleigh News & Observer).

Важно отметить, что эти субсидии возникают не только по эту сторону Атлантики. Большая часть экспорта Enviva идет только на одну электростанцию: Drax на севере Англии, гигантский завод по переработке угля в древесные гранулы, который обеспечивает 10% британского спроса на электроэнергию. Гранулы оплачиваются за счет субсидий Великобритании в размере около 1,2 млрд долларов в год — субсидий, которые, в свою очередь, полностью зависят от представления о том, что биомасса является экологически чистым топливом с нейтральным уровнем выбросов углерода.

Электростанции Drax в Великобритании, одни из крупнейших пользователей древесной биомассы для производства энергии.Купол из биомассы Drax, показанный здесь, когда-то сжигал уголь, но теперь сжигает древесные гранулы и щепу. Фото: DECCgovuk на VisualHunt / CC BY-ND.

Будущее неопределенности

Итак, если коммунальные предприятия, закупающие пеллеты, и / или инвесторы перестанут верить в углеродную нейтральность биомассы — или если ООН, наконец, закроет лазейку в учете углерода, или ЕС отвергнет ее, — тогда биомасса внезапно станет очень плохой ставкой, а промышленность на самом деле опасность перехода от подъема к спаду в одночасье. Это потому, что, если биомассу правильно классифицировать как углеродное топливо, она вряд ли сможет конкурировать с дробленым природным газом, который дешевле и чище.

В соседнем Техасе, городе Остин, к востоку от крупных месторождений ГРП в Пермском бассейне, недавно заплатили 460 миллионов долларов за расторжение контракта на биомассу. Со своей стороны, компания Drax, которая заявляет о своей приверженности «созданию будущего с нулевым выбросом углерода и более низкой стоимостью энергии», уже хеджирует свои ставки и вкладывает значительные средства в заводы по производству природного газа по всей Англии. Потому что, как прямо выразилась Рита Фрост из Dogwood Alliance: отнимите субсидии, и «все это может просто уйти.”

Люседейл, Миссисипи, и Эпес, Алабама, не принимают таких мер предосторожности. Эти общины рискуют потерять все, полностью доверившись обещаниям лесной промышленности и политике ООН, которая позволяет компаниям, производящим древесные гранулы, маркировать леса — хранящие углерод, экологически бесценные, предотвращающие наводнения леса — как «малоценные» или «древесные отходы». . »

Столкнувшись с мрачными долгосрочными экологическими и экономическими прогнозами, Enviva и USIPA ответили, что «лесная корзина» остается основным работодателем на юго-востоке, обеспечивая миллиарды долларов штатам.Вдобавок к этому, леса «перегружены» древесиной, которую нужно рубить, — это старая пила лесной промышленности, которая, как писал Морено, остается «опорой сельской экономики».

Этот отраслевой аргумент определяет новое обещание — древесные гранулы — как спасение сельских сообществ, как это было сто лет назад, когда продвигали в основном исчезнувшие предприятия по производству мебели, инструментов и бумаги.

Эти подъемы и спады ушли в прошлое, потому что изменились модели рынка и цепочки поставок, и есть первые признаки того, что параллельный сдвиг уже может происходить сейчас в отношении окатышей.В Великобритании основной комитет по изменению климата утверждает, что нация должна отойти «от крупномасштабного сжигания биомассы» и субсидий, которые его поддерживают. Видные официальные лица ЕС также объявили о планах подвергнуть критическую проверку углеродной лазейке. А недавние громкие сообщения средств массовой информации в Дании и Нидерландах связали промышленность по производству пеллет с вырубкой жизненно важных лесонасаждений на юго-востоке США, где хранятся углеродные массивы, что угрожает этическим и экономическим основам индустрии биомассы.

Риск для Enviva и тех, кого она привлекает, чтобы следовать по пути биомассы, заключается в том, что древесные гранулы внезапно потеряют свой «экологичный» и «углеродно-нейтральный» статус. Затем возбужденные жители штата Миссисипи скандировали «Джобс!» могут снова оказаться безработными, остаться с невыполненными отраслевыми обещаниями и еще большим количеством закрытых заводов в разрушенном ландшафте.

К тому времени, однако, могло пройти десятилетие или больше: к тому времени миллионы тонн углерода, теперь заблокированного в деревьях, будут выброшены в атмосферу из Дракса и других заводов по сжиганию гранул.Между тем, леса, которые теперь защищают низменности побережья Мексиканского залива от разрушительных наводнений, будут превращены в молодые саженцы, борющиеся с водоворотом потепления в мире.

Изображение баннера : Завод по производству окатышей Enviva в округе Сэмпсон, Северная Каролина, с воздуха. Этот объект составляет менее половины мощности завода в Люседейле. Изображение любезно предоставлено Альянсом кизила.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ: Используйте эту форму, чтобы отправить сообщение автору этого сообщения. Если вы хотите опубликовать публичный комментарий, вы можете сделать это внизу страницы.

Адаптация к изменению климата, Альтернативная энергия, Сжигание биомассы, углерод, Сохранение углерода, Выбросы углерода, Отрицательная углеродная биоэнергия, Секвестрация углерода, Чистая энергия, Климат, Изменение климата, Политика изменения климата, Климатическая политика, Климатическая политика, Климатология, Спорные, Эмиссия Сокращение, Энергия, Энергоэффективность, Энергетическая политика, Окружающая среда, Экологическое право, Экологическая политика, Экологическая политика, Лесной углерод, Леса, Глобальный экологический кризис, Глобальное потепление, Смягчение последствий глобального потепления, Зеленый, Зеленая энергия, Выбросы парниковых газов, Влияние изменения климата , Международная торговля, право, мониторинг, плантации, загрязнение, возобновляемые источники энергии, исследования, устойчивость, торговля

ПЕЧАТЬ

Прогнозируемый рост производства древесных пеллет в Европе усилит конкуренцию за древесное волокно и потребует новых источников сырья

Производство пеллет в Европе является крупнейшим в мире, и ожидается, что он будет продолжать активно расти, по крайней мере, до 2025 года.К ключевым факторам, способствующим этому увеличению, относятся:

· ЕС ставит амбициозные и постоянно растущие цели в области возобновляемых источников энергии,

· Биомасса будет играть важную роль в достижении этих целей,

· Пеллеты обладают рядом преимуществ по сравнению с другими формами биомассы во многих областях применения.

Спрос на пеллеты, вероятно, вырастет на 30-40% в течение следующих пяти лет, и, в зависимости от того, как будет развиваться импорт, производство в Европе может потребовать увеличения до десяти миллионов тонн.

Европа представляет около 75% мирового спроса на гранулы и более разнообразна в использовании гранул, чем другие регионы. В Европе пеллеты используются для отопления жилых домов (40%), электростанций (36%), коммерческого отопления (14%) и теплоэлектроцентралей (10%). Спрос высок как в промышленном, так и в жилом секторах и, вероятно, сохранится даже после 2025 года. Согласно недавно опубликованному исследованию, European Wood Pellets — Откуда будет поступать сырье? , рост потребления древесных пеллет окажет значительное давление на рынки сырья в Европе и потребует новых источников, таких как лесные остатки, рекуперированная древесина и энергетические культуры.Цены на сырье и его доступность сильно различаются в зависимости от географического положения, но усиление конкуренции за древесное волокно, включая побочные продукты лесопиления, скажется на производстве целлюлозы и древесных плит по всей Европе.

Наиболее важным сырьем для сектора древесных гранул в настоящее время являются остатки лесопиления (85% от общего количества), круглый лес (13%) и рекуперированная древесина (2%). Этот состав, вероятно, изменится в ближайшие годы в связи с прогнозируемым расширением отрасли по производству древесных гранул.

Хотя древесные отходы останутся важным сырьем, особенно в Северной и Западной Европе, их будет недостаточно для удовлетворения будущего спроса на волокно со стороны растущего сектора древесных гранул.Необходимы новые источники волокна, и наибольший потенциал для увеличения предложения — это лесные остатки и энергетические культуры.

Опыт Северной Америки показывает, что можно использовать больше лесных остатков в качестве волокнистой массы. Хотя из него получаются пеллеты с более высоким содержанием золы, это зачастую более дешевое сырье, чем, например, круглый лес и древесная щепа. Эта практика становится все более распространенной как на Юге США (в основном для пеллет, экспортируемых в Европу), так и в Канаде (в основном, для экспорта в Европу и Азию).В Западной Канаде доля отходов лесопиления в общем объеме сырья упала с 97% в 2010 году до 72% в 2020 году, а остальную часть составляют лесные отходы и круглый лес.

Вышеупомянутый обзорный отчет предоставляет точки зрения на то, как европейская промышленность по производству окатышей может получить достаточное количество сырья, каковы затраты и возможные альтернативные материалы, и каковы будут последствия для поставщиков сырья, потребителей окатышей, а также целлюлозы и древесины. на базе панельной промышленности.

Приведенный выше отрывок взят из только что выпущенного Focus Report «Европейский прогноз по древесным гранулам — откуда будет поступать сырье?» опубликовано Wood Resources International LLC и O’Kelly Acumen.Чтобы получить дополнительную информацию об исследовании или узнать о покупке 75-страничного отчета в удобном для чтения формате слайдов, свяжитесь с Хаканом Экстромом ( [email protected] ) или Гленом О’Келли ( ). [email protected] ). Оглавление отчета доступно на нашем сайте. Нажмите здесь!

ООО «Вуд Ресорсиз Интернэшнл»

Хакан Экстром

info @ woodprices.com

www.woodprices.com

Европейский рынок древесных гранул усиливает экологический расизм на юге Америки

Изначально эта история была опубликована компанией Southerly в партнерстве с Scalawag и Environmental Health News для серии Powerlines, в которой рассматриваются вопросы изменения климата, правосудия и инфраструктуры на юге Америки. . Сериал проводится при поддержке Центра изучения американской архитектуры Темпл Хойн Буэлл при Колумбийском университете и является частью их проекта POWER.

В 2013 году, когда Enviva Biomass открыла новый завод недалеко от поселка Белинды Джойнер в округе Нортгемптон, Северная Каролина, она уже знала, чего ожидать. Как северо-восточный организатор организации «Чистая вода» в Северной Каролине, она встречалась с жителями небольшого черного городка под названием Ахоски, в 40 милях от ее дома. Два года назад Enviva построила здесь свой первый завод в Северной Каролине.

Корпорация, которая производит древесные пеллеты как предположительно возобновляемую альтернативу углю, сделала то, что большинство отраслей делают в перспективных сообществах, — пообещали рабочие места, экономическое развитие и минимальные последствия.Ахоски получил около 50 прямых рабочих мест, вырубку деревьев, шум, интенсивное движение, загрязнение воздуха и горючую пыль от сушки и обработки древесины, которая угрожает их здоровью и удовольствию от дома. Помимо этих воздействий, как сейчас говорят многие ученые и экологические группы, древесные гранулы не являются тем переходным топливом, на которое надеялись всего 11 лет назад.

Однако, как и Ахоски, сообщество Джойнера не сразу организовалось против завода.

«Я объявил в своей церкви, что это растение будет расти, и я как бы рассказал им о том, что это повлечет за собой, и сначала, вы знаете, как люди просто не обращают на вас никакого внимания?» она сказала.«А потом, когда [Enviva] начала его строить, они сказали:« О, это идет », и я сказал им:« Это то, о чем я пытался вам всем рассказать »».

В июне я взял интервью у Джойнер и других членов ее сообщества в округе Нортгемптон, в северо-восточном углу штата, недалеко от границы штата Вирджиния. Это сельский район, изобилующий промышленными предприятиями, в том числе бумажной фабрикой Westrock, складом и распределительным центром Lowe’s Hardware, промышленной свинофермой и Enviva. Пока он не был отменен в конце июля, трубопровод на Атлантическом побережье должен был пройти через графство, соединяясь с недавно построенной компрессорной станцией.

В округе также большинство чернокожих (57 процентов), при этом 21 процент жителей живут в бедности по сравнению с 14 процентами по всему штату, согласно последним данным переписи населения США. Средний доход семьи в округе на 38 процентов ниже, чем в штате в целом; Северная Каролина классифицирует его как округ «Уровня 1», что означает, что он входит в число 40 наиболее экономически неблагополучных из 100 округов штата.

Жители и активисты от округа Нортгемптон до «черного пояса» Алабамы говорят, что такие компании, как Enviva, эксплуатируют в основном цветные сообщества, обещая создать разрушенную местную экономику с помощью индустрии «зеленой энергии».

Дом Джойнера расположен в уютном кольце домов в небольшом городке округа Нортгемптон. Когда я подъезжал к ее дому, она сидела на крыльце с сестрой и соседями и болтала в масках. Сообщество тесное; они провели здесь большую часть своей жизни.

В течение семи лет им также приходилось разделять бремя и убытки от Enviva.

«Я называю округ Нортгемптон свалкой», — сказал Джойнер. «Так как мы живем прямо здесь, у шоссе I-95, и это легкий доступ, они просто более или менее чувствуют, что могут просто прийти сюда и дать нам что-нибудь, и мы должны быть счастливы после того, как получим это.«

Enviva — крупнейший в мире производитель промышленных древесных пеллет и часть быстрорастущей отрасли на юге США, где компании обнаруживают обширные леса, слабые правила ведения бизнеса и порты на Атлантическом побережье. Хотя существует некоторый внутренний спрос на древесные гранулы для электроэнергетики, особенно на Северо-Востоке, большая часть производимых в регионе древесных гранул экспортируется в Европейский Союз и Соединенное Королевство для выполнения глобальных обязательств по смягчению последствий изменения климата за счет снижения зависимости от ископаемого топлива.

Другие компании, производящие древесные гранулы, устремились в этот регион, включая Drax, крупную энергетическую компанию в Великобритании, которая теперь производит древесные гранулы на юге США, чтобы сжигать их за границей на своих электростанциях. В совокупности пеллетная промышленность региона экспортирует более 7,4 млн тонн пеллет в год. Ожидается, что с учетом расширения производственных мощностей и появления нескольких перспективных заводов в ближайшие годы это число вырастет.

От округа Нортгемптон до Черного пояса Алабамы жители и активисты говорят, что такие компании, как Enviva, эксплуатируют в основном цветные сообщества, обещая построить разрушенную местную экономику с помощью индустрии «зеленой энергии».Вместо этого общины, на территории которых размещаются предприятия по производству древесных гранул, не только еще больше обременены загрязнением и другими опасностями местного характера, они также вовлечены в еще одну тенденцию к ухудшению климата — разрушение биоразнообразных лесов лиственных пород и рост плантаций монокультурных деревьев для производства энергии, которая, по-видимому, представляет собой серьезную проблему. климатические угрозы аналогичны углю.

Рост производства древесных гранул на юге США можно проследить до 2009 года, когда древесные гранулы рекламировались как «переходное топливо», которое можно было использовать для достижения климатических целей ЕС — сокращение выбросов парниковых газов на 20 процентов от Уровни 1990 года и 20-процентное увеличение возобновляемых источников энергии к 2020 году.Древесные пеллеты считались возобновляемым источником энергии, потому что заново засаженные леса могли вернуть углерод, потерянный в процессе сплошных рубок и сжигания. Они также были востребованы, потому что в отличие от солнечной, ветровой или водной энергии, древесные гранулы можно сжигать в тех же мусоросжигательных установках, что и уголь, после некоторой модернизации, что устраняет расходы на новую инфраструктуру. Юг США был выбран для закупки древесных гранул из-за его статуса в качестве мировой «корзины древесины» — это крупнейший производитель изделий из древесины, по словам Эмили Зуккино, директора по взаимодействию с общественностью Dogwood Alliance, экологической некоммерческой организации, приверженной защите окружающей среды. Южные леса в 14 штатах.

Enviva Biomass со штаб-квартирой в Бетесде, штат Мэриленд, имеет большой опорный пункт в регионе: девять заводов по производству древесных гранул в шести штатах — Северной Каролине, Южной Каролине, Джорджии, Флориде, Вирджинии и Миссисипи — и еще два объекта находятся в стадии строительства. Вывеска за пределами предприятия Ahoskie гласит: «Это страна Enviva». Представитель компании сообщил, что производственная мощность компании составляет 4,9 миллиона тонн окатышей в год.

В регионе также работают несколько других компаний по производству древесных гранул — Pinnacle Renewable Energy Inc.в Алабаме, Highland Pellets в Арканзасе, Mohegan Renewable Energy в Теннесси и Drax, которая производит древесные пеллеты в основном у побережья Мексиканского залива.

Но даже если ЕС достиг своих климатических целей на 2020 год — регион утверждает, что уже сократил выбросы на 23,2 процента в 2018 году — использование древесных гранул поднимает важные вопросы об учете углерода в ЕС и еще больше вопросов о последствиях для здоровья населения и климата. для Юга США, который уже несет на себе основную тяжесть последствий изменения климата.

«По мере того, как наука об отрасли становилась все больше и больше … стало ясно, что это не экологически чистая и углеродно-нейтральная энергия, как предполагалось», — сказал Цуккино.

Согласно исследованию по учету климата, опубликованному в журнале Science Magazine за 2009 год, в момент сгорания древесные гранулы выделяют в атмосферу больше углерода, чем уголь, несмотря на то, что вырабатывают меньше энергии на единицу, чем уголь. Другие исследования, например, опубликованное в 2012 году в GBC Bioenergy, прямо ставят под сомнение идею о том, что древесные гранулы являются возобновляемой энергией, поскольку леса можно пересаживать.«Углеродный долг», возникающий при вырубке лесов и сжигании накопленного в них углерода в атмосфере, может потребовать десятилетий, если не более века, для «погашения» за счет возобновления лесов. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявляет, что люди должны сократить выбросы углерода на 45 процентов к 2030 году, чтобы избежать самых катастрофических последствий изменения климата.

По мере того, как в отрасли появлялось все больше и больше научных данных … стало ясно, что это не экологически чистая и углеродно-нейтральная энергия, как предполагалось.

Что делает стратегию древесных гранул еще более сложной, так это то, что из-за лазеек в климатической политике ЕС выбросы углерода от сжигания древесных гранул часто никогда не учитываются.

Кеннет Рихтер, консультант по экологической политике из Германии при Совете по защите природных ресурсов, сказал, что лазейка возникла из-за несоответствия в учете углерода между политикой ЕС по изменению землепользования и его энергетической политикой. Потери углерода измеряются только тогда, когда деревья рубят, а не когда их сжигают для получения энергии.Другая проблема заключается в том, что при импорте пеллет ЕС вообще не учитывает выбросы. Хотя теория состоит в том, что страны-экспортеры будут учитывать эти выбросы от вырубок лесов, США не учитывают потери углерода от производства древесных гранул, поскольку они больше не являются частью Парижского соглашения об изменении климата.

«В атмосферу попадает огромное количество углерода, но все делают вид, что их там нет», — сказал Рихтер. «Все остальные говорят, что это чужая ответственность.«

ЕС и Великобритания также предоставляют отрасли значительные субсидии из-за расходов на импорт древесных пеллет. Их зависимость от источника энергии для достижения строгих целей по выбросам в значительной степени носит политический характер — и ее трудно исправить, несмотря на растущие научные доказательства против этого.

«Энергетические компании многих европейских стран обязаны производить определенный процент из возобновляемых источников», — сказал Рихтер. «Легче всего сжигать дрова на угле, намного дешевле, чем солнечные батареи.Они подталкивают правительства — если вы не позволите нам это [сжигать древесные гранулы] и не субсидируете нас, мы проиграем. Дракс — яркий тому пример. Он производит значительную часть электроэнергии Великобритании. Если [Великобритания] откажется от субсидий у Drax, это не удастся и вызовет трудности в производстве достаточного количества электроэнергии в краткосрочной перспективе ».

Жители округа Нортгемптон, такие как Джойнер, больше обеспокоены острыми последствиями производства древесных пеллет, от местной вырубки частных лесов до круглосуточного производственного процесса.

«Шум… грохот и в ночное время», — сказала Сильверлин Алстон, живущая примерно в миле от завода Enviva в округе Нортгемптон, в нашем интервью в доме Джойнера. «Я звонил туда [в Enviva] и говорил им, почему они не останавливаются, не убавляют шум или что-то еще, пока я не остановлюсь. Я даже больше этого не делаю».

Помимо шума от скрежета деревьев и движения грузовиков, Олстон и другие жалуются на постоянное облако пыли, текущее с завода на их дома, машины, сады и в их легкие.

«Материал находится в воздухе, движется во всех направлениях. Я держу свою машину в навесе, и вы можете видеть вещи на машине. Так что вы знаете, что это не просто идет сверху», — сказал Алстон.

Отчет Проекта экологической целостности за 2018 год показал, что 21 завод по производству древесных гранул, экспортирующий в ЕС, выбрасывает тысячи тонн твердых частиц (мелкодисперсная пыль), монооксида углерода, оксидов азота (смог) и летучих органических соединений (ЛОС) в год, каждый из которых связаны с целым рядом заболеваний, от респираторных и сердечных заболеваний до рака.Эти заводы по производству древесных гранул также выбрасывают 3,1 миллиона тонн парниковых газов в год. В отчете также указано, что по крайней мере треть предприятий по производству древесных гранул нарушила свои ограничения на доступ к воздуху в 2017 году. Пожары и взрывы произошли на предприятиях в пяти штатах, в основном из-за древесной пыли, которая является горючей. В 2017 году бункер для хранения древесных гранул, принадлежащий German Pellets в Порт-Артуре, штат Техас, загорелся и бесконтрольно горел в течение двух месяцев, в результате чего многие местные жители были отправлены в больницу. Позже в том же году рабочий бункера умер, когда гранулы упали на машину Bobcat, на которой он работал.

Многие члены семьи Алстона, которые живут вместе на большом участке земли, которым они владеют, страдают респираторными заболеваниями, которые обострились с момента прибытия Enviva. Ее отец страдал хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и умер два года назад. У ее тети тоже ХОБЛ, а сестре приходится спать на аппарате искусственного дыхания. Олстон, ее мать и еще одна сестра имеют проблемы с дыханием, хотя и не такие серьезные.

Эти заводы по производству древесных гранул также выбрасывают 3,1 миллиона тонн парниковых газов в год…. Пожары и взрывы произошли на заводах в 5 штатах в основном из-за горючей древесной пыли.

Другие члены сообщества жалуются, что больше не могут проводить столько времени на свежем воздухе.

«У нас есть джентльмен, который живет в этом районе. Он сказал, что он должен мыть свою машину каждые три дня и электрическую мойку дома каждые три месяца, и это то, что приходит от Enviva», — сказал Джойнер. «Там живет молодой человек, который говорит, что больше не готовит, потому что видит, как с неба падают остатки еды.«

Ричи Хардинг, пастор местной церкви в округе Нортгемптон, живет недостаточно близко от Энвивы, чтобы ощутить пыль, но частный лес, где Энвива производит деревья, находится рядом с его домом. Когда я беседовал с ним по телефону, он сказал мне, что большие участки леса исчезли, и перечислил диких животных, которых он наблюдал в этом районе после сплошных рубок.

«Количество животных резко увеличилось, — сказал Хардинг. «Рыси, черные медведи … койоты … чаще наблюдаются в районе Гастона.«

В ответе по электронной почте директор Enviva по связям с общественностью Мария Морено написала, что Enviva соблюдает все применимые законы об охране окружающей среды, включая Закон США о чистом воздухе, и даже превосходит нормативные стандарты в области контроля загрязнения воздуха на своих объектах.

«Мы используем самые современные, проверенные на практике средства контроля выбросов в атмосферу, чтобы сократить выбросы в процессе производства с эффективностью уничтожения не менее 95 процентов», — написал Морено. «Мы делаем все возможное, чтобы выйти за рамки того, что требуется по закону, как лидер отрасли, чтобы продемонстрировать нашу приверженность охране окружающей среды в сообществах, где мы живем и работаем.«

Несмотря на установку дополнительных средств контроля загрязнения и получение анализа экологической справедливости, одобренного Департаментом качества окружающей среды Северной Каролины (NCDEQ) в прошлом году, заявления Enviva не отражают повседневный опыт жителей, живущих рядом с объектом. В моем интервью Олстон она сказала мне, что ее мужу все еще приходится смывать пыль с растений с их машины через день. Кроме того, исследование заводов по производству древесных гранул на юге США в 2018 году показало, что все грануляторы в Северной Каролине и Южной Каролине находятся в цветных сообществах с низким доходом, обычно перегруженных токсичной промышленностью.Авторы обнаружили, что во всем регионе вероятность того, что они проживают в цветных сообществах с низким доходом, на 50 процентов выше.

Что касается воздействия на лес, Морено писал, что Enviva использует только «низкосортную древесину», «побочный продукт традиционной лесозаготовки», и что более высокий спрос на лесные продукты, такие как древесные гранулы, приводит к большему росту лесов.

Но Рихтер, консультант по экологической политике из ЕС, говорит, что термин «низкосортная древесина» — это деловой жаргон для обозначения здоровых деревьев, которые не представляют ценности для промышленности, но очень ценны для планеты.Он говорит, что рост лесов, который, как утверждает Enviva, связан с повышенным спросом на изделия из древесины, — это не те естественные леса, которые признают люди.

«Часто эти естественные леса вырубают и заменяют чем-то, что по сути является плантацией», — сказал Рихтер. «Деревья в ряды, монокультура. Один вид, довольно быстрорастущий, между ними почти нет места. Опрыскивают удобрениями [и] пестицидами. Это сельскохозяйственная культура. Вы теряете дикую природу и биоразнообразие того, что раньше было в естественном лесу.Компании по-прежнему называют это лесом, но это далеко не то, что содержится в настоящем естественном лесу «.

Согласно отчету Dogwood Alliance за 2018 год, с 1953 года юг США потерял более 33 миллионов акров естественных лесов и приобрел 40 миллионов акров сосновых плантаций.

Чернокожие семьи, такие как семьи Олстона и Джойнер, владели землей в графстве Нортгемптон в течение нескольких поколений и испытали на себе близость и безопасность общин, свободу жизни на этой земле. Джойнер говорит, что из-за шума и загрязнения некоторые люди в ее районе захотели уехать.Она назвала одного из своих друзей, переехавших на час к югу в Завулон, «одним из счастливчиков».

Согласно отчету Dogwood Alliance за 2018 год, с 1953 года юг США потерял более 33 миллионов акров естественных лесов и приобрел 40 миллионов акров сосновых плантаций.

Но многие другие не могут позволить себе переехать, а некоторые не хотят. «[Enviva] упомянула нам, думали ли мы о переезде?» — сказал Алстон. «Я живу на семейной земле, в которую инвестировал мой дедушка.На мой взгляд, я действительно могу сказать, что они не могли заплатить мне достаточно, чтобы я переехал «.

Enviva получила поддержку от уполномоченных округа Нортгемптон перед тем, как открыть завод в 2013 году. Компания дала те же обещания, что и Ahoskie, — экономическое развитие и рабочие места. Но, по словам Джойнера, общественные слушания по поводу разрешения Enviva, организованные NCDEQ, в основном освещались в газетах и ​​на плакатах, прикрепленных вдоль дороги. Не многие знали, что происходит, или понимали, о чем идет речь, поэтому посещаемость была низкой.

«Если вы действительно хотели узнать, что было [плакат], вам нужно было выйти из машины и пойти и посмотреть на него», — сказал Джойнер.

После того, как завод был построен, и жители начали испытывать загрязнение и шум, они объединили свои усилия с Dogwood Alliance, который следил за ростом производства древесных гранул на юге США, чтобы выступить за улучшение экологических условий на заводе. Но после нескольких встреч с окружной комиссией, администраторами завода Enviva и бывшим директором по связям с общественностью компании никаких улучшений на заводе не произошло; Компания пожертвовала средства местным школам и предоставила питание местным жителям.

В прошлом году NCDEQ предоставила Enviva разрешение на расширение своего завода в Нортгемптоне, увеличив его производственную мощность с 550 000 метрических тонн в год до 781 255 метрических тонн в год.

«20 августа прошлого года у нас были публичные слушания, — сказал Джойнер. «У нас было около 40 человек, которые выступали против расширения, и, конечно, единственными людьми, которые были за расширение, были люди, которые работали на Enviva».

Даже если Enviva превосходит требования своего собственного разрешения на использование воздуха на своем расширенном объекте, как писал Морено в нашем интервью, все еще существуют опасения по поводу дальнейшего ухудшения качества окружающей среды в сообществе и того, что это означает для здоровья жителей.

«Когда я посмотрел на офицера, который душил Джорджа Флойда, и он сказал:« Я не могу дышать », это то же самое, что промышленность делает с нашими сообществами», — сказал Джойнер. «Иметь работу — это нормально, но дайте нам работу, которая нас не убьет».

Поскольку промышленность по производству древесных гранул продолжает расти на Юге, Enviva нацелена на будущее расширение в Алабаме и Миссисипи. Компания строит мощности по производству значительно большего количества древесных гранул на экспорт через глубоководный морской порт и силосную хранилище, которые в настоящее время строятся в Пасагуле, штат Миссисипи.В каждом штате кампания остается неизменной: рабочие места и экономическое развитие.

«Они входят в эти малообеспеченные сообщества, обещают возможность, и многие жители кусаются за нее», — сказал преподобный Майкл Малком, исполнительный директор Alabama Interfaith Power and Light. «Если бы мы могли опередить это, мы могли бы пойти и рассказать им об опасностях, связанных с производством древесных гранул. Но, к сожалению, из-за того, как система работает в Алабаме, ADEM хранит информацию в секрете до тех пор, пока не придет время публичных слушаний.«

Алабама занимает третье место по площади лесных угодий среди 48 смежных штатов, большая часть которых представлена ​​сосновыми плантациями, принадлежащими частным отсутствующим землевладельцам, не связанным с местными жителями. Первое предприятие Enviva в Алабаме будет расположено в маленьком черном городке под названием Эпес и, по прогнозам, откроется в 2021 году с производственной мощностью более 1 миллиона метрических тонн древесных гранул в год. Департамент управления окружающей средой штата Алабама (ADEM) утвердил разрешение в декабре при дополнительной поддержке со стороны губернатора штата Алабама.Кей Айви.

Malcom сказал, что, вероятно, Enviva потратит почти целый год на создание нового производственного предприятия в сообществе, обещая хорошие рабочие места и низкое воздействие на окружающую среду.

«Когда они объявляют [объект], уже слишком поздно. [Enviva] уже вошла [в сообщество] и смазала колесо», — сказал Малком.

Благодаря взаимным связям с Альянсом кизила, Малком объединился с Кэтрин Эгланд из Миссисипи, председателем комитета NAACP по окружающей среде и климатической справедливости и соучредителем Организации по вопросам образования, экономики, окружающей среды, климата и здравоохранения, чтобы разработать меры по предотвращению рост производства топливных древесных гранул на Юго-Востоке.Их первый шанс был в Луседейле, штат Миссисипи, преимущественно белой сельской общине, где Enviva строит объект, разрешенный в июле. Малком сказал, что Enviva уже убедила многих людей, что комбинат принесет пользу сообществу, так как он принесет столь необходимые рабочие места.

«[На публичных слушаниях] они в основном перестреливали наши тезисы для разговора с нами и говорили:« Ну и что? », — сказал Малком. «Один парень буквально сказал:« Они [противники Enviva] говорят нам, что мы можем заболеть раком. Что в этом не так?«

Сообщества, зависящие от промышленных лесозаготовок, являются одними из самых бедных регионов Юга. … Если бы промышленные лесозаготовки были решением для этих мест, они были бы одними из самых богатых на земле. Это неправда.

После слушания в Люседейле Enviva опубликовала заявление, в котором говорится, что она «горда возможностью создать 90 рабочих мест в Лючедале, 30 рабочих мест в Паскагуле и сотни дополнительных косвенных и строительных рабочих мест.«Он также отказался от ответственности, что любые« прогнозные заявления »о его деятельности являются оценочными прогнозами и не могут быть достоверными.

Независимо от прогнозов в отношении рабочих мест, Цуккино сказал, что более долгосрочное воздействие отрасли подрывает другие формы экономического роста.

«Сообщества, зависящие от промышленных лесозаготовок, являются одними из самых бедных мест на юге», — сказал Цуккино. «Если бы промышленные лесозаготовки были решением для этих мест, они были бы одними из самых богатых на земле.Это просто неправда «.

Вернувшись в Северную Каролину, население округа Робсон, в основном коренное и чернокожее население, в значительной степени не повлияло на экономические перспективы производства древесных гранул. Жители округа Робсон, уже обремененные свиноводческими фермами, свалками угольной золы, свалкой, заводом по сжиганию птичьего помета и растущим риском наводнений из-за изменения климата, развернули длительную кампанию оппозиции против нового завода по производству древесных гранул, принадлежащего лондонской компании Active Energy. Group (AEG), включая более 1000 публичных комментариев, существенное освещение в СМИ и общественные слушания, на которых подавляющее большинство выступающих выступили против завода.Тем не менее, NCDEQ одобрил разрешение на полеты для AEG в июне. Строительство уже ведется.

В отличие от белых древесных пеллет, производимых такими компаниями, как Enviva, которым энергокомпании должны модернизировать свои печи для сжигания угля, предприятие AEG будет производить древесные пеллеты под названием CoalSwitch, которые предназначены для прямой замены угля, без необходимости модернизации.

«В этом объекте много трогательных деталей и много путаницы», — сказал Цуккино.«Нет особой ясности [относительно того, есть ли у них контракты на экспорт, насколько они будут крупными. [AEG] является пионером в этой [технологии пеллет из черной древесины]; они безуспешно опробовали ее в Юте… не удалось». Насколько я знаю, нигде не было сделано успешно «.

Зайнаб Насиф, сотрудник отдела общественной информации отдела качества воздуха в NCDEQ, написал по электронной почте, что агентство предоставило дополнительные возможности для участия сообщества на сайте AEG и ответило на проблемы, возникшие в ходе этого процесса, добавив более строгие требования к тестированию на опасные загрязнители. к воздушному разрешению объекта.

Но многие жители округа Робсон, расположенного примерно в 180 милях от округа Нортгемптон, уже страдают от высоких показателей респираторных заболеваний, включая COVID-19. Кроме того, сплошная вырубка лесов округа для производства древесных гранул, вероятно, усугубит уязвимость региона к изменению климата.

«Хватит, хватит», — сказал Джойнер, который часто бывает в графстве Робсон. «Я видел ущерб, который был нанесен там. Жалко хотеть нанести ущерб сообществу таким образом.«

В последние годы некоторые новые сообщества, затронутые производством древесных гранул, начали организовываться против нее. Жители Нидерландов, которые платят значительные тарифы за отгрузку древесных пеллет из США, отправились в Северную Каролину и другие части Юга, чтобы понять влияние отрасли на окружающую среду и бороться за лучшую климатическую политику в ЕС.

«К нам приходили люди, которые задавались вопросом:« Почему вы делаете это со своей землей? Мы бы не сделали этого с нашей землей », — сказал Хардинг, который живет в округе Нортгемптон.«Они видят, что Америка уничтожала землю всего за доллар, и это было для них действительно неприятно. Они не понимают почти так же, как мы не понимаем».

Мне вспомнилась торговля древесными пеллетами: если вы посмотрите на карту штатов, торгующих древесными пеллетами, и бывших штатов, торгующих хлопком, они одинаковы.

С тех пор, как Эгланд пару лет назад начала объединяться с Малкомом в Миссисипи и Алабаме, ее поразили исторические параллели между производством древесных гранул и другими добывающими предприятиями Юга, и она работала на местном и глобальном уровнях, чтобы побудить других вмешаться.

«Я вспоминаю торговлю древесными пеллетами: если вы посмотрите на карту штатов, торгующих древесными пеллетами, и бывших штатов, торгующих хлопком, они одинаковы», — сказала она. «Великобритания проигнорировала нарушения прав человека в отношении хлопка. торговля с рабством; теперь они подвергают опасности потомков того же населения древесными гранулами. [Юг США] также является наиболее уязвимым к климату регионом в стране ».

Есть некоторые признаки прогресса, в том числе европейская политика, ограничивающая импорт древесных пеллет, и снижение темпов роста отрасли в США.Южный юг. Недавно губернатор Северной Каролины Рой Купер и NCDEQ взяли на себя обязательство исключить древесные гранулы из энергобаланса штата в своем Плане чистой энергии.

Рихтер говорит, что в ЕС не за горами перемены, поскольку правительство должно пересмотреть свое существующее климатическое законодательство, чтобы подготовиться к новым целям сокращения выбросов парниковых газов — сокращение выбросов углерода на 55 процентов к 2030 году по сравнению с уровнем 1990 года. Одним из элементов этого законодательства является Директива о возобновляемых источниках энергии (RED), которая, по его словам, стимулирует спрос на древесные гранулы как на возобновляемую энергию.Исключение древесных пеллет из «клуба возобновляемых источников энергии» уничтожило бы существующие субсидии для отрасли, которые, как он надеется, можно направить на оплату солнечной, ветровой и водной энергии.

«[T] вот также Европейский зеленый курс, европейская дорожная карта по обеспечению устойчивости экономики. За это отвечает Франц Тиммерманс, вице-президент ЕС. Он сказал, что биоэнергетика нуждается в пересмотре. И мы надеемся, что он может стать чем-то вроде защитника наших требований ».

Zucchino также видит некоторый импульс, направленный против индустрии древесных гранул, благодаря коалициям, формирующимся на региональном, внутригосударственном и международном уровнях.

«Одна из вещей, которыми я больше всего горжусь за время работы в Dogwood [Alliance], — это количество движений, которые мы достигли в связи с этой проблемой», — сказала она. «Мы видим обнадеживающие успехи в понимании и политике в области производства древесных гранул. Но нам нужно увидеть больше, и мы должны увидеть, как это произойдет быстро».

Эта история была обновлена ​​4 ноября, чтобы включить заявление от Enviva, которое появляется ниже:

Enviva связалась непосредственно с автором этой статьи, предоставив подробные ответы на конкретные вопросы репортера и предложив возможность взять интервью у нашего директора по устойчивому развитию, от которых автор отказался.Отсутствие возможности поговорить с автором и ответить на утверждения, сделанные в этой статье, является медвежьей услугой для наших более чем 1100 сотрудников на юго-востоке США, которые каждый день работают над миссией нашей компании — бороться с изменением климата, вытеснять уголь и выращивать больше деревья. Наши операции на юго-востоке США приносят пользу местной экономике более чем на 2,7 миллиарда долларов, и мы обеспечиваем дополнительный важный рынок для частных лесовладельцев для их древесины с низкой стоимостью, чтобы стимулировать их сохранять леса как леса в США.С. Юго-восток. По данным Лесной службы США, инвентаризация лесов на юго-востоке США продолжает расти, и экологически чистая биомасса, которую мы производим, помогает коммунальным предприятиям по всему миру сокращать выбросы углерода более чем на 85 процентов в течение всего жизненного цикла. На наших предприятиях мы стремимся к соблюдению экологических требований и возглавляем лесную промышленность в области контроля выбросов в атмосферу, гарантируя, что все наши предприятия соответствуют или превышают Закон о чистом воздухе и требования государственных разрешений. Мы работаем там, где живем, и мы очень заботимся и вкладываем много времени и ресурсов в поддержку и взаимодействие с нашими сообществами.

Процесс гранулирования биомассы | BioEnergy Consult

Гранулы из биомассы — это популярный вид топлива из биомассы, обычно производимый из древесных отходов, сельскохозяйственной биомассы, технических трав и лесных остатков. Помимо экономии на транспортировке и хранении, гранулирование биомассы упрощает и рентабельность обработки. Плотные гранулы кубиков имеют характеристики сыпучести, аналогичные характеристикам зерна злаков. Правильная геометрия и небольшой размер гранул биомассы позволяют производить автоматическую подачу с очень точной калибровкой.Высокая плотность гранул также обеспечивает компактное хранение и рациональную транспортировку на большие расстояния. Пеллеты очень плотные и могут изготавливаться с низким содержанием влаги, что позволяет их сжигать с очень высокой эффективностью сгорания.

Гранулирование биомассы — это стандартный метод производства твердых энергоносителей высокой плотности из биомассы. Пеллеты производятся нескольких типов и марок в качестве топлива для электростанций, домов и других применений.Оборудование для производства пеллет доступно в различных размерах и масштабах, что позволяет производить как в домашних, так и в промышленных масштабах. Пеллеты имеют цилиндрическую форму, диаметр 6-25 мм и длину 3-50 мм. В настоящее время разрабатываются европейские стандарты для гранул биомассы и классификации сырья (EN 14961-1, EN 14961-2 и EN 14961-6), а также международные стандарты ISO (ISO / DIS 17225-1, ISO / DIS 17225-2 и ISO / ДИС 17225-6).

Описание процесса

Процесс гранулирования биомассы состоит из нескольких этапов, включая предварительную обработку сырья, гранулирование и последующую обработку.Первым шагом в процессе гранулирования является подготовка сырья, которое включает выбор сырья, подходящего для этого процесса, его фильтрацию, хранение и защиту. Используемое сырье: опилки, стружка, древесные отходы, сельскохозяйственные отходы, такие как солома, просо и т. Д. Фильтрация проводится для удаления нежелательных материалов, таких как камень, металл и т. Д. влага. В случаях, когда используются разные типы сырья, для достижения консистенции используется процесс смешивания.

Содержание влаги в биомассе может быть значительно высоким и обычно составляет до 50–60%, которое следует снизить до 10–15%. Вращающаяся барабанная сушилка — наиболее распространенное оборудование, используемое для этой цели. Также можно использовать сушилки с перегретым паром, мгновенные сушилки, сушилки с носовым слоем и ленточные сушилки. Сушка увеличивает эффективность биомассы, и при сгорании почти не образуется дыма. Следует отметить, что сырье не должно быть пересушено, так как небольшое количество влаги помогает связывать частицы биомассы.Процесс сушки является наиболее энергоемким процессом и составляет около 70% от общей энергии, используемой в процессе гранулирования.

Схема гранулирования древесной биомассы

Перед подача биомассы в грануляторы, биомасса должна быть измельчена до мелких частиц порядка не более 3 мм. Если размер гранул слишком большой или слишком маленький, это влияет на качество гранул и, в свою очередь, увеличивает потребление энергии. Следовательно, частицы должны иметь надлежащий размер и быть однородными.Уменьшение размера производится путем измельчения с помощью молотковой мельницы, оснащенной ситом размером от 3,2 до 6,4 мм. Если сырье достаточно большое, перед измельчением оно проходит через измельчитель.

Следующим и наиболее важным этапом является гранулирование, при котором биомасса прижимается к нагретой металлической пластине (известной как матрица) с помощью ролика. Головка состоит из отверстий фиксированного диаметра, через которые биомасса проходит под высоким давлением. Из-за высокого давления силы трения увеличиваются, что приводит к значительному повышению температуры.Высокая температура вызывает размягчение лигнина и смол, присутствующих в биомассе, которые действуют как связующий агент между волокнами биомассы. Таким образом частицы биомассы сливаются с образованием гранул.

Скорость производства и электрическая энергия, используемая при гранулировании биомассы, сильно коррелируют с типом сырья и условиями обработки, такими как содержание влаги и размер корма. Средняя энергия, необходимая для гранулирования биомассы, составляет примерно от 16 кВтч / т до 49 кВтч / т. Во время гранулирования большая часть энергии процесса используется для того, чтобы биомасса поступала во входные отверстия каналов пресса.

Связующие или смазочные вещества могут быть добавлены в некоторых случаях для производства гранул более высокого качества. Связующие увеличивают плотность и долговечность гранул. Древесина содержит натуральные смолы, которые действуют как связующее. Точно так же опилки содержат лигнин, который скрепляет гранулы. Однако сельскохозяйственные остатки не содержат много смол или лигнина, поэтому в этом случае необходимо добавить стабилизирующий агент. Дистилляторы сушат зерна или картофельный крахмал — некоторые из часто используемых связующих веществ. Использование натуральных добавок зависит от состава биомассы и массового соотношения между целлюлозой, гемицеллюлозами, лигнином и неорганическими веществами.

Из-за трения в матрице выделяется избыточное тепло. Таким образом, гранулы получаются очень мягкими и горячими (примерно 70-90, ^o ° C). Перед хранением или упаковкой его нужно охладить и просушить. Затем гранулы можно пропускать через вибрирующее сито для удаления мелких частиц. Это гарантирует, что источник топлива будет чистым и свободным от пыли.

Гранулы упаковываются в мешки с помощью подвесного бункера и конвейерной ленты. Пеллеты хранятся в приподнятых бункерах или силосах на уровне земли.Упаковка должна быть такой, чтобы гранулы были защищены от влаги и загрязняющих веществ. Коммерческие грануляторы и другое оборудование для гранулирования широко доступны по всему миру.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О Салмане Зафаре

Салман Зафар — генеральный директор BioEnergy Consult, а также международный консультант, советник и инструктор, обладающий опытом в области управления отходами, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов.Его географические области деятельности включают Азию, Африку и Ближний Восток. Салман успешно выполнил широкий спектр проектов в области биогазовой технологии, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, рециркуляции и управления отходами. Салман принимал участие в многочисленных национальных и международных конференциях по всему миру. Он — плодовитый экологический журналист, автор более 300 статей в известных журналах, журналах и на веб-сайтах. Кроме того, он активно участвует в распространении информации о возобновляемых источниках энергии, управлении отходами и экологической устойчивости через свои блоги и порталы.С Салманом можно связаться по электронной почте [email protected] или [email protected].

В лесах Америки процветает бизнес. Некоторым это не нравится.

Производители пеллет получают древесину от тысяч землевладельцев, которые часто стремятся получить доход для компенсации земельного налога. Enviva открыла свой первый завод в Ахоски, Северная Каролина, в 2011 году, пообещав производить пеллеты в основном из древесных «остатков», таких как верхушки деревьев, ветки и опилки, без каких-либо других рынков.

Когда земля вырубается, толстые прямые стволы обычно идут на лесопилку, которая производит такие вещи, как два на четыре.Производители пеллет берут мелкие кусочки, которые, возможно, не имеют другого рынка, и соперничают с производителями бумаги, картонных коробок и пуховых пеленок за остальное. По словам Консуэло Брандейс, лесничего-исследователя Лесной службы США, около 3 процентов древесины, заготовленной на юге, идет на пеллеты.

Экологические группы заявляют, что они задокументировали грузовики бревен и целых деревьев, а не только остатков, поступающих на грануляторы. На общедоступных изображениях показаны бревна, сложенные на заводах, а репортер у входа в гранулятор видел, как въезжают грузовики с бревнами.

Обязательства производителей пеллет полагаться на древесные отходы «загнали их в угол», — сказал Роберт Абт, экономист по лесам из Университета штата Северная Каролина в Роли, потому что деревообрабатывающая промышленность уже использовала свои запасы относительно эффективно, оставляя мало отходов .

В то время как более длинные куски дерева, слишком изогнутые или завязанные для лесопильных заводов, действительно составляют часть поставок Enviva, Дженнифер Дженкинс, директор по устойчивому развитию Enviva, которая имеет докторскую степень. Что касается экологии экосистем, то компания указала, что источники поставок были устойчивыми, потому что она покупает только у землевладельцев, которые обязуются выращивать деревья, а также потому, что леса Юго-Востока в целом расширяются.По словам доктора Дженкинса, пеллеты, полученные из таких регионов, должны считаться углеродно-нейтральными в соответствии с правилами учета, установленными Межправительственной группой экспертов по изменению климата, органом Организации Объединенных Наций, который предоставляет научную информацию об изменении климата.

Доктор Дженкинс сказал, что компания установила средства контроля загрязнения воздуха, превышающие требования. Менеджер по связям с общественностью сказал, что не получал жалоб на шум, связанных с заводом округа Нортгемптон.

Промышленность по производству древесных пеллет в США, которая в прошлом году экспортировала более семи миллионов тонн пеллет, вызвала сильное мнение в Северной Каролине.

Влияние политики на производство пеллет и леса на юге США: технический документ, поддерживающий обновление Лесной службы оценки RPA 2010

Лесная служба США
Забота о земле и обслуживание людей

Министерство сельского хозяйства США

1. Влияние политики на производство пеллет и леса на юге США: технический документ, подтверждающий обновление Лесной службы оценки RPA 2010

   Автор (ы): Карен Л.Abt; Роберт С. Абт; Кристофер С. Галик; Kenneth E. Skog
   Дата: 2014
   Источник: Gen. Tech. Представитель SRS-202, Эшвилл, Северная Каролина: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Южная исследовательская станция. 33 п.
   Серия публикаций: Общий технический отчет (GTR)
   Станция: Южная исследовательская станция
   PDF: Скачать публикацию (9,0 МБ)
   
   Описание Текущая политика Европейского Союза (ЕС), требующая возобновляемых источников энергии и энергии с низким уровнем выбросов парниковых газов, влияет на производство изделий из древесины и леса в США.Эта политика привела к увеличению производства и экспорта пеллет из США в ЕС, что, в свою очередь, повлияло на производство лесов и других изделий из древесины в США. В настоящее время основным регионом-экспортером в США является Юг, а основными странами-импортерами в ЕС являются Великобритания, Бельгия и Нидерланды. Ожидается, что политика и некоторые субсидии государств-членов будут действовать по крайней мере до 2020 года, с возможностью продолжения после этой даты. Ключевые драйверы U.Предложение сырья для гранул S. включает как возрастную структуру имеющихся запасов древесины, так и политику, определяющую устойчивость. На эффект увеличения спроса на древесину для производства пеллет также влияет неэластичный спрос и предложение. Моделирование реакции рынка на рост спроса как на пеллеты, так и на другую биоэнергетику на юге США предполагает, что цены на древесину будут расти по мере увеличения урожая, что, в свою очередь, приведет к долгосрочным изменениям в запасах и площади лесных угодий. Доступен аудиоклип

   Sound Research к этой публикации.

   Примечания к публикации
   • Вы можете отправить электронное письмо по адресу [email protected], чтобы запросить печатную копию этой публикации.
   • (Пожалуйста, укажите именно , какую публикацию вы запрашиваете, и свой почтовый адрес.)
   • Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
   • Эта статья была написана и подготовлена ​​государственными служащими США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.
   Citation Abt, Karen L .; Abt, Роберт C .; Галик, Кристофер С .; и Ског, Кеннет Э. 2014. Влияние политики на производство пеллет и леса на юге США: технический документ, поддерживающий обновление Лесной службы оценки RPA 2010. Gen. Tech. Представитель SRS-202, Эшвилл, Северная Каролина: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Южная исследовательская станция. 33 п.
   Процитировано
   Ключевые слова Биоэнергетика, биомасса, Директива по возобновляемым источникам энергии, поставки древесины, древесные гранулы
   Связанный поиск

   ---

   XML: Просмотр XML

Показать больше

Показать меньше

https: // www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/47281

Границы | Оценка этапов процесса предварительной обработки, производства пеллет и сжигания для энергетического использования пшеничной мякины

Введение

С тех пор, как в 2001 году вступила в силу Директива ЕС о продвижении электроэнергии, производимой из возобновляемых источников энергии, использование возобновляемых источников энергии находится в центре экополитического внимания. Для достижения цели покрытия 20% конечного спроса на энергию в ЕС из возобновляемых источников к 2020 году энергетическое использование остатков биомассы и мобилизация новых потенциалов биомассы имеют жизненно важное значение (Директива 2009/28 / EC, 2009).Использование остатков биомассы имеет существенные преимущества, так как не требует дополнительных площадей и не конкурирует с пищевой промышленностью. Пшеничная солома — такой остаток биомассы с неиспользованным энергетическим потенциалом. Это побочный продукт ежегодного сбора урожая, который обычно остается на поле. Там он служит источником гумуса и питательных веществ для почвы. В зависимости от методов ведения сельского хозяйства и местных условий, таких как климат и тип почвы, остатки урожая могут собираться с разной скоростью, не влияя на баланс почвы (Cherubini, Ulgiati, 2010; Monteleone et al., 2015). Weiser et al. (2014) оценивают коэффициент удаления 0,33 для обеспечения стабильного баланса почвы. Общий собранный материал состоит примерно из 50% (мас. / Мас.) Кукурузы, 25% (мас. / Мас.) Соломы и 25% (мас. / Мас.) Половы (Stern, 2010). При ежегодном урожае в 152 млн т пшеницы, выращенной в странах ЕС-28, полова представляет собой потенциал биомассы 38 млн т / год (EUROSTAT, 2017). Низшая теплотворная способность полбы полбы варьируется в литературных источниках от 15,1 до 16,8 МДж / кг (Kiš et al., 2017; Wiwart et al., 2017). Учитывая самую низкую теплотворную способность 15.1 МДж / кг и коэффициент удаления 0,33, пшеница и солома полбы имеют теоретический потенциал 191 ПДж / год в ЕС.

Однако сбор соломы дает больше преимуществ, чем предоставление неиспользованного источника энергии. Сельскохозяйственное производство все чаще борется с засорением устойчивых к гербицидам сорняков (Jacobs and Kingwell, 2016; Peterson et al., 2017). Согласно международному исследованию устойчивых к гербицидам сорняков, количество устойчивых сорняков увеличилось вдвое с 1998 по 2017 год во всем мире (Heap, 2018).Во время уборки большая часть собранных семян сорняков попадает во фракцию половы, и, таким образом, сбор половы предотвращает попадание семян сорняков в почвенный банк (Walsh and Newmann, 2007; Douglas et al., 2013; Chauhan, and Mahajan, 2014). Сбор половы может повысить урожайность за счет снижения загрязнения сорняками в последующие годы. Одновременно создается новый потенциал биомассы. С экологической точки зрения использование соломы в качестве энергии способствует нейтрализации CO ₂ и устойчивому энергоснабжению.Кроме того, это создает дополнительную экономическую выгоду от сельскохозяйственных полей и интенсифицирует использование сельскохозяйственных земель.

Мяка — это неоднородная смесь, состоящая в основном из шелухи и соломы. В то время как сжигание и энергетическое использование соломы уже хорошо изучено и применяется, для соломы это пока недостаточно изучено. Ожидается, что солома будет полезным топливом для процессов горения из-за низкого содержания хлора и высокой температуры плавления золы (Stern, 2010; Heidecke et al., 2014). Низкая температура плавления, высокая зольность и высокое содержание Cl, N и щелочных металлов увеличивают технические затраты на сжигание соломы (Salzmann and Nussbaumer, 2001; Kaltschmitt et al., 2009; Wang et al., 2014). Таким образом, предварительная сортировка соломы для сортировки соломы может быть полезной для горения. Это потенциально приводит к меньшим техническим и финансовым затратам на сжигание. Необработанная полова имеет низкую насыпную плотность около 56 кг / м ³ (McCarntey et al., 2006). Поэтому его использование связано с высокими транспортными и логистическими затратами. Гранулирование половы может оптимизировать логистику за счет уменьшения объема транспортировки и хранения. Чтобы оценить гранулируемость половы, необходимо найти оптимальные параметры.

Эта работа представляет собой первое всестороннее исследование о возможности использования соломы в качестве энергии посредством сжигания. Были проведены первые исследования и понимание эффекта предварительной сортировки, гранулируемости половы и поведения при горении.

Материалы и методы

Пшеничная мякина

Исследуемый материал представляет собой половину озимой пшеницы, собранную в Германии в 2015 году. Эта солома была собрана компанией Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH и с тех пор хранилась в запечатанном виде. На момент исследования материал имел содержание воды 7,5% (мас. / Мас.). Исходная фракция половы состоит в основном из шелухи длиной 0,8 см и соломы длиной 1–20 см. Насыпная плотность 34 г / л.

Подержанные устройства

Пресс-гранулятор

Используемое устройство для гранулирования — пресс 14-175 фирмы Amandus Kahl.Это пресс с плоской матрицей (рис. 1). Могут применяться фильеры с различным соотношением l / d. Плашки различаются длиной отверстий (l) и имеют диаметр отверстия (d) 6 мм. Термопара позволяет контролировать температуру на внешней стороне матрицы. Подача пресса осуществляется вручную сверху. Полученные гранулы падают на вибрационное сито с размером ячеек 4 мм и общей длиной 1,3 м.

Рис. 1. Б / у пресс с плоской матрицей 14-175 от Амандуса Калья.

Большая печь для кинетических исследований (LOKI)

Эксперименты по горению проводились в большой печи для исследования кинетики (LOKI).На рисунке 2 представлена ​​схематическая компоновка духового шкафа. Сам реактор представляет собой трубку из кварцевого стекла диаметром 198 мм и длиной 1610 мм. Газопроницаемая фритта разделяет трубку на две зоны печи (OZ1 и OZ2). Духовка позволяет нагревать до 900 ° C при максимальной скорости нагрева 40 ° C / мин. Нагревательные элементы двух зон печи регулируются отдельно. Установка реактора обеспечивает определенную атмосферу внутри зон печи. В нижнюю зону печи (OZ1) можно подавать технический воздух, азот или их комбинацию.Верхняя зона печи (OZ2) может снабжаться техническим воздухом и служит вторичной камерой сгорания для выделяемых газов. Регулятор расхода может устанавливать объемный расход соответствующих газов. Реакторная установка предоставляет кинетическую информацию о массе образца и температуре образца при тепловом воздействии.

Рис. 2. Схематическое изображение используемой крупномасштабной печи для кинетических исследований (LOKI).

Масса образца измеряется системой весов. Поэтому корзина из стекловолокна с широкими ячейками устанавливается на подвес для образца, который соединен с весами.Образец помещается в корзину. Чтобы предотвратить воздействие на весы, во время экспериментов систему весов непрерывно продувают азотом. Температура ядра образца измеряется путем наклеивания образца на термопару типа k (термопара 1). Термопара закреплена на фланце, закрывающем нижнюю часть реактора. Подвеска образца и фланец перемещаются пневматическими линейными системами. В начале исследования образец перемещается вверх в середину OZ1.Переход вверх занимает 3 секунды. Из-за движения сигнал весов нарушается. После достижения конечного положения потерю массы можно фиксировать без перерывов.

Устройство газового анализа позволяет измерять O ₂ , H ₂ O, CO ₂ и CO в выхлопных газах. H ₂ O, CO ₂ и CO измеряются с помощью недисперсной инфракрасной технологии (NDIR). O ₂ измеряется электрохимическим методом. Газовая труба нагревается для предотвращения конденсации выхлопных газов.

Весы работают по принципу вибрирующей проволоки. Натянутый провод после электромагнитного воздействия вибрирует с собственной частотой. Масса образца изменяет натяжение проволоки, что приводит к изменению ее собственной частоты. Это превращается в массу.

Экспериментальные процедуры

Предварительная обработка

В качестве предварительной обработки пшеничная солома просеивалась с помощью барабанного сита для сортировки соломы. Ситовые отверстия первой половины барабанного сита имеют круглую форму диаметром 8 мм.Ситовые отверстия второй половины барабанного сита имеют удлиненную длину 21 мм и ширину 8 мм. Путем предварительного просеивания 20% (мас. / Мас.) Исходной фракции половы было отсортировано как крупная фракция, состоящая в основном из соломы. Мелкая фракция состоит в основном из шелухи и мелкой тонкой соломки до 5 см. Насыпная плотность мелкой фракции составляет 50 г / л. Эксперименты по гранулированию и сжиганию проводились с исходной половиной и мелкой фракцией.

Гранулирование

Каждое испытание по гранулированию проводили с 3 кг сырья.Первоначально сырье сушили в печи при 80 ° C, чтобы обеспечить определенное содержание воды для экспериментов. Фракция крупной половы f была измельчена с помощью режущей мельницы до максимального размера 8 мм для обеспечения плавной подачи в пресс-гранулятор. Мелкая фракция половы измельчения не требовала. Сухой материал и возможные связующие были смешаны с водопроводной водой для корректировки предполагаемого начального содержания воды для экспериментов по гранулированию. Перемешивание производили в обычной бетономешалке в течение не менее 20 мин или до однородности смеси.

Перед каждым испытанием матрицу предварительно нагревали до тех пор, пока термопара на внешней стороне матрицы не показывала> 50 ° C, поскольку температура стеклования соломы составляет от 53 до 63 ° C (Whittaker and Shield, 2017). Матрицу предварительно нагревали путем добавления предварительно измельченного исходного материала в работающий пресс-гранулятор до достижения желаемой температуры за счет трения. Как только температура была достигнута, подача была переключена на желаемое сырье. Полученные гранулы собирали через 5–10 мин гранулирования, чтобы гарантировать полное вымывание исходного материала.Кормление производилось вручную и непрерывно. Скорость валков регулировали в зависимости от потока гранулирования. Гранулы охлаждали до комнатной температуры и хранили в герметичной коробке.

Сгорание

Эксперименты по сжиганию были выполнены с гранулами, полученными с исходным содержанием влаги в сырье 20% (мас. / Мас.). Содержание воды в гранулах мелкой фракции половы составляло 9,3% (мас. / Мас.) И 9,7% (мас. / Мас.) Для исходных гранул половы соответственно. Характеристики горения сравнивали с характеристиками горения коммерческих пеллет из сосны, производимых EcoPowerPlant Sp.Z o. о. с содержанием воды 6,3% (мас. / мас.) (код продукта: 6BFM15W100). Пеллеты из соломы и сосны имеют диаметр 6 мм и длину 16–17 мм. Вес одной гранулы варьировался от 0,57 до 0,61 г.

Эксперименты по сжиганию включали эксперименты по измерению внутренней температуры и потери массы отдельной гранулы, а также массы из семи гранул. Горение производилось в атмосфере технического воздуха с 21 об.% O ₂ с внезапной подачей образца в горячую печь.Объемный расход в OZ1 был установлен на уровне 10 л / мин, а в OZ2 — на 5 л / мин. OZ2 нагревали до температуры 1000 ° C. OZ1 нагревали до 900 ° C.

Для того, чтобы приклеить таблетку к термопаре, в таблетке просверлили отверстие шириной 1 мм так, чтобы верх термопары находился в центре таблетки. Через 10 мин, когда преобладали устойчивые условия, образец перемещали вверх в горячую печь. Эксперименты по сжиганию одной гранулы были прекращены через 600 с, а 7 гранул — через 1400 с соответственно.После этого никакой дальнейшей потери массы и выброса летучих веществ зарегистрировано не было. Все эксперименты проводились дважды.

Методы оценки

Характеристика фракций соломы

Мелкая и крупная фракции половы были охарактеризованы с учетом их элементного состава и соответствующих свойств горения.

Параметры определены по нормам:

Низшая теплотворная способность: DIN 51900 (сопоставимо с DIN EN ISO 18125)

Зольность: DIN EN ISO 18122

Летучие вещества: DIN 51720 (сопоставимо с DIN EN ISO 18123)

H ₂ Содержание O: DIN 51718 (сопоставимо с DIN EN ISO 18134)

C, H, N: DIN 51732 (сопоставимо с DIN EN ISO 16948)

S, класс: DIN 51724-1 и DIN 51727 (сопоставимо с DIN EN ISO 16994)

Тяжелые металлы, питательные вещества: согласно DIN 51729-11 (сопоставимо с DIN EN ISO 16967)

Поведение золы при плавлении: DIN CEN / TS 15370-1

Расчет низшей теплотворной способности на влажной основе (q _{нетто; wb} ) в низшую теплотворную способность на сухой основе (q _{нетто; db} ) был рассчитан в соответствии с

qnet, db = qnet, wb × 100 + 2.443 × w100-w [МДж / кг] w = содержание воды [% (вес / вес)] (1)

после Kaltschmitt et al. (2009).

Оценка успеха гранулирования

По содержанию влаги, индексу прочности гранул (PDI), насыпной плотности (BD) и количеству мелких частиц гранулы классифицируются. Скорость образования гранул (PFR) важна для оценки процесса гранулирования.

Влажность

Для определения влажности образец массой 300 г (m _w ) сушили в печи при температуре 80 ° C.Через 24 часа был измерен вес образца, и образец был помещен обратно в печь. Через 48 ч образец вынули из печи и снова измерили вес (m _d ). Если дальнейшая потеря массы не происходила, влажность (x _м ) рассчитывалась согласно

. xm = mw — mdmw × 100 [% (мас. / мас.)] (2)

Индекс прочности пеллет (PDI)

Для оценки механической стабильности гранул долговечность полученных гранул была определена в соответствии с DIN EN ISO 17831-1.500 г гранул (m ₀ ) помещали во вращающийся ящик, содержащий ударную дробилку. Ящик вращался 50 раз в минуту в течение 10 мин. После этого образец просеивали с размером отверстий 3,15 мм. Конечный вес крупной фракции (m _f ) был измерен, и PDI был рассчитан в соответствии с

. PDI = mfm0 × 100 [%] (3)

Насыпная плотность (BD)

Насыпную плотность гранул определяли с использованием испытательного объема 1 л. Измеряли массу, которая заполнила объем 1 л после легкого встряхивания.Это соотношение представляет собой объемную плотность в г / л.

Размер штрафов

Для количественного определения истирания гранул количество мелких частиц (x _f ) определяли в соответствии с DIN EN ISO 18846. Приблизительно 500 г гранул (m ₀ ) просеивали вручную. Используемое сито имело размер отверстий 3,15 мм. Сито заполняли так, чтобы поверхность была покрыта одним слоем гранул. Размер штрафов рассчитан согласно

. xf = mfinesm0 × 100 [%] (4)

Скорость образования окатышей (PFR)

PFR оценивали путем измерения массы (m _P ), которая была собрана за вибрирующим ситом в виде гранул, и массы (m _u ), которая просачивалась через вибрирующее сито в виде несжатого материала.PFR — это ориентация для количественной оценки успеха гранулирования и дается как

. PFR = mPmP + mu × 100 [%] (5)

Результаты

Определение фракций соломы

Таблица 1 показывает элементный состав мелкой и крупной фракции половы, а также их средневзвешенное значение. 80% мелкой фракции и 20% крупной фракции представляют собой исходную половину. Предварительная сортировка соломы значительно снижает содержание Cl. Кроме того, содержание щелочных металлов K и Na ниже в мелкой фракции по сравнению с исходной половиной.Напротив, содержание Si увеличивается. Содержание N во всех фракциях половы составляет от 0,508 до 0,668% (мас. / Мас.) Больше по сравнению с обычным топливом из биомассы, таким как древесина. В таблице 2 показаны дополнительные определенные свойства, относящиеся к горению. Зольность мелкой фракции на 7% выше, чем у исходной соломы. Немного более низкая теплотворная способность мелкой фракции соответствует более высокой зольности.

Таблица 1. Элементный состав фракций половы после просеивания в% (мас. / Мас.) В пересчете на сухое вещество (средние значения со стандартным отклонением).

Таблица 2. Определяемые параметры на сухой основе (усредненное значение со стандартным отклонением).

На рис. 3 показаны измеренные характеристические температуры плавления золы. Спекание начинается для всех фракций ниже 800 ° C. В то время как крупная фракция начинает деформироваться при температурах ниже 1000 ° C, мелкая фракция и исходная полова имеют значительно более высокую температуру деформации (DT)> 1300 ° C. Одно определенное значение DT мелкой фракции на 1095 ° C значительно ниже, чем DT другого измерения при 1377 ° C.Это можно объяснить процедурой определения. Для определения программное обеспечение оценивает форму образца и характеризует его с помощью форм-фактора. Программа определяет DT как температуру, при которой форм-фактор образца на 15% отличается от форм-фактора исходного образца. Изменение форм-фактора не обязательно должно быть вызвано закруглением краев из-за плавления. Следовательно, определение особенно DT подвержено ошибкам. Таким образом, этот выброс, вероятно, связан с оценкой программного обеспечения.Полусфера и температура потока предварительно просеянной половы и исходной половы выше 1500 ° C. Эти значения сопоставимы с температурой текучести древесины (Kaltschmitt et al., 2009). Напротив, для крупной фракции температура потока лишь немного превышает 1200 ° C. По определенным значениям нельзя заметить эффект сортировки. Высокие температуры плавления золы предварительно просеянной половы и исходной половы можно объяснить более высоким содержанием Si и более низким содержанием K в мелкой фракции по сравнению с крупной фракцией (см. Таблицу 1; Stern, 2010).

Рис. 3. Температурные характеристики плавления золы различных фракций (двойное определение).

Эксперименты по гранулированию

Успех гранулирования сильно зависит от используемой фильеры и влажности сырья. Кроме того, можно применять связующие для улучшения успеха гранулирования. Влияние соотношения l / d фильеры, содержания влаги в сырье и добавления крахмала в качестве потенциального связующего обсуждается ниже.

Влияние л / д

Замена матрицы в промышленном прессе для гранул требует больших технических усилий. Поэтому предпочтительно выбирать фильеру, подходящую для широкого диапазона параметров исходного сырья. Чтобы решить, какую матрицу использовать для дальнейших экспериментов, тонкую фракцию гранулировали с использованием фильеры с соотношением al / d 4 (= матрица 4) и 5 ​​(= матрица 5) при начальном содержании влаги 12, 16 и 20%. (ж / б).

Во время гранулирования было замечено, что более высокое отношение l / d приводит к усиленному испарению и, следовательно, к более сухому материалу.Это подтверждается конечным содержанием влаги в полученных гранулах. Все определенные характеристики гранул приведены в таблице 3. В случае сухого материала с исходным содержанием влаги в сырье ≤ 16% (мас. / Мас.) Более высокое отношение l / d уменьшало образование гранул и затрудняло процесс гранулирования. При содержании влаги 12% процесс гранулирования с обеими головками был затруднен. Пресс для гранул часто заклинивал, и пыль просачивалась через матрицу вместе с образованием маргинальных гранул. На штампе 5 процесс был остановлен, так как пресс слишком часто заклинивал.При содержании влаги 16% аналогичные проблемы возникали с матрицей 5. Процесс гранулирования становился затруднительным, когда материал становился слишком сухим из-за испарения. С головкой 4 проблемы уменьшились, и гранулирование прошло гладко. При содержании влаги 20 мас.% Гранулирование было гладким с использованием обеих головок. Гранулы, полученные с помощью фильеры 5, показали лучшую долговечность, более высокую насыпную плотность и более низкое конечное содержание влаги в гранулах (см. Таблицу 3).

Таблица 3. Характеристики произведенных окатышей с различными матрицами и из исходного сырья с различным содержанием влаги.

Эксперименты с различными матрицами показали, что гранулирование при влажности 16% на матрице 4 и при влажности 20% на матрице 5 дает хорошие гранулы в сочетании с легкостью гранулирования. В целом, гранулы, полученные с 20% -ным содержанием на матрице 5, показали лучшие характеристики из всех произведенных гранул. Учитывая, что матрица 4 показала приемлемые результаты только при влажности 16%, матрица 5 была выбрана для исследования более широкого диапазона начального содержания влаги для процесса гранулирования.Кроме того, разница в гранулировании исходной половы и мелкой фракции была исследована с использованием фильеры 5.

Влияние исходного содержания влаги

Для анализа влияния начального содержания влаги в сырье сравниваются только эксперименты, проведенные с той же головкой (фильера 5). Эффект был исследован для мелкой фракции, а также для исходной половы путем изменения содержания влаги от 8 до 28% (мас. / Мас.) С шагом в 4 абсолютных% (мас. / Мас.). Проведенные эксперименты представляют собой скрининг гранулируемости половы при различном начальном содержании влаги.Для оценки воспроизводимости эксперименты были повторены при влажности 20 и 24%.

Эксперименты показали, что процесс гранулирования облегчается с увеличением содержания влаги до определенного уровня. Превышение этого уровня быстро снижает стабильность полученных гранул. Если материал слишком сухой, пресс часто заклинивает, и гранулы рассыпаются внутри отверстий в пыль. Это показывает связывающую, а также смазывающую функцию воды во время гранулирования.Если начальное содержание влаги слишком велико, уплотнение будет низким, а конечное содержание влаги в гранулах будет слишком высоким. Это приводит к недостаточному сроку хранения гранул. При содержании влаги ≤16% (мас. / Мас.) Для мелкой фракции половы и ≤12% (мас. / Мас.) Для исходной половы полученные гранулы имеют светлый оттенок и их длина варьируется от 3 мм до 15 мм. При влажности 16% (мас. / Мас.) Из исходной половы были получены однородные гранулы длиной от 14 до 16 мм. При содержании влаги 20% (мас. / Мас.) Гранулы имеют характерную длину от 16 до 18 мм, темнее и имеют внешний блеск.При содержании влаги 24% гранулы разных испытаний сильно различаются. Гранулы одного испытания выглядят так же, как гранулы, произведенные на 20%. Гранулы другого испытания короче, не имеют внешнего блеска и частично рассыпаются. Одна из возможных причин такого изменения — недостаточное смешивание воды и сухого корма во время кондиционирования. Другое объяснение — изменение испарения во время прессования из-за разницы температур внутри пресса. При содержании влаги 28% (мас. / Мас.) Гранулы короткие, рассыпчатые и легко разваливаются.В таблице 4 приведены определенные параметры полученных гранул. Низкая насыпная плотность подтверждает недостаточное уплотнение при слишком высоком содержании влаги. Конечное содержание влаги в гранулах зависит от влажности корма, а также от испарения во время процесса прессования. Этим объясняется различное содержание влаги в производимых гранулах. Гранулы, полученные с содержанием влаги в сырье 28 и 24% для второго испытания, явно превышают предел конечной влажности конечного продукта в 10% (мас. / Мас.).

Таблица 4. Характеристики получаемых окатышей из исходного сырья с различным начальным содержанием влаги (l / d = 5).

Для успешного гранулирования необходимо обеспечить высокий PFR в сочетании с прочными гранулами. На Рисунке 4 показан PFR, а также срок службы полученных гранул. При гранулировании исходной половы содержание влаги 16 и 20% показало гладкое гранулирование в сочетании с долговечностью, превышающей стандарты EnPlus. Для тонкой фракции это относится только к окатышам, произведенным на 20%.Характеристики гранул, полученных с содержанием 24%, сильно различаются между испытаниями.

Рисунок 4. Индекс прочности гранул (PDI) и скорость образования гранул (PFR) для гранул пшеничной половы, мелкой фракции половы и исходной половы при разном содержании влаги (l / d = 5).

Различные результаты гранулирования при 24% показывают сложность обеспечения единообразия процесса. Уже небольшие различия в условиях могут существенно повлиять на процесс гранулирования. Гранулирование при влажности 20% показало хорошую воспроизводимость.Полученные гранулы в обоих испытаниях показали наилучшие результаты как для мелкой фракции, так и для исходной половы, и находятся в хорошем соответствии со стандартами EnPlus.

Эффект связующего

Для исследования действия связующего агента добавляли 1 и 2% (мас. / Мас.) Крахмала в пересчете на сухое вещество при начальном содержании влаги в сырье 16 и 28% (мас. / Мас.). Чтобы проверить, позволяет ли добавление связующего использовать фильеру с меньшим соотношением l / d при сохранении качества гранул, его добавляли к тонкой фракции с содержанием влаги 16% (вес / вес), используя фильеру 4.Гранулы, полученные с содержанием воды 16% (мас. / Мас.), Не показали улучшенных характеристик. Чтобы выяснить, требуется ли крахмалу более высокое содержание воды для развития его связывающей функции, его также добавляли при содержании влаги 28% (мас. / Мас.). Здесь также крахмал не мог положительно влиять на свойства гранул, поскольку возникали те же проблемы, связанные со слишком высоким содержанием влаги.

Поведение при горении

Во время всех экспериментов по сжиганию предварительно просеянные и исходные гранулы соломы сохраняли свою форму и только уменьшались в размере.Размер гранул золы после сгорания измеряли на случай, если они не сломались после извлечения из печи. Усадка гранул составляла около 20% по длине и 30% по диаметру. В отличие от древесной золы, зола из соломы была стабильной по размеру (см. Рисунок 5). Это наблюдение соответствует определенной температуре спекания <800 ° C. Черный цвет золы половы может быть признаком того, что окатыш не полностью окислился. TOC золы был определен как 0,67% (± 0,12). Значения были на пределе определения из-за небольшого веса образца.Это показывает, что уже небольшое количество окисляемых элементов может быть причиной черного цвета. Между остатками при температуре горения 800 и 900 ° C никакой разницы не было. Остатки после 1400 с имели частично белые пятна и были немного ярче, чем после 600 с. Изменение цвета может указывать на то, что более длительное время пребывания в духовке привело к дальнейшему выгоранию. Измерение внутренней температуры показало, что древесные гранулы и солома нагреваются с одинаковой скоростью (рис. 6).Пока гранула нагревается, происходят реакции пиролиза и газификации, которые определяют скорость нагрева гранулы. Внезапное падение внутренней температуры древесных гранул примерно через 160 с указывает на то, что древесные гранулы потеряли свою форму и выпали из термопары. Напротив, гранулы половы остаются на термопаре в течение всего эксперимента. Об этом свидетельствует медленное снижение температуры до тех пор, пока внутренняя температура не упадет до температуры окружающей среды. Он остается постоянным через 260–270 с.Постоянная температура указывает на отсутствие дальнейшего окисления.

Рисунок 5. Пеллеты до (слева) и после (справа) горения при 900 ° C; т = 1400 с; вверху: гранулы соломы мелкой фракции; внизу: пеллеты из сосны.

Рис. 6. Температура ядра и остаток одной гранулы во время горения при 900 ° C с V̇ _{техн. Воздух} = 10 л / мин.

Во время удаления летучих веществ в течение первых 45 секунд потеря массы половы и сосновой древесины происходит с одинаковой скоростью.Фаза удаления летучих веществ для гранул половы на 5–10 с короче, чем для древесных гранул, из-за более низкого содержания летучих. Скорость сгорания полукокса одинакова как для соломы, так и для древесины. Примерно через 330 с дальнейшая потеря массы не регистрируется. Более высокая зольность половы по сравнению с древесиной четко видна по остаточным кривым. Между выгоранием исходной гранулы половы и предварительно просеянной гранулы половы различий не наблюдается. График остаточных совпадений для всех экспериментов.Это показывает повторяемость экспериментов и позволяет оценить гранулы половы как потенциальное топливо.

При сжигании семи пеллет в целом четко видны различные фазы горения (рис. 7). Эндотермическое выделение свободной и связанной воды вызывает падение температуры над образцом в течение первых 6–9 с. После этого температура повышается. Пик температуры указывает на окисление выделяющихся газов за пределами гранулы. Температура над образцом стабилизируется после удаления летучих веществ и снижается до температуры окружающей среды.У соломы температура стабилизируется раньше, чем у дерева. Это подтверждает более короткое время улетучивания половы из-за более низкого процента летучих. Окончание фазы удаления летучих веществ происходит на 15–20 секунд раньше по сравнению с древесиной. Во время сжигания полукокса колебания остаточных измерений меньше из-за большей остаточной массы. Примерно через 950 с полова и древесные гранулы больше не теряют в массе.

Рис. 7. Температура над образцом и остаток семи гранул во время горения при 900 ° C с V̇ _{tech.воздух} = 10 л / мин.

Обсуждение

Для проведения всестороннего исследования возможности использования половы в качестве энергии посредством сжигания, в этой работе были изучены предварительная сортировка, гранулирование и сжигание пшеничной соломы. Ниже приводится оценка этапов процесса предварительной обработки, гранулирования и сжигания на основе выполненных исследований. Свойства горения гранул из соломы сравнивают с гранулами из сосновой древесины, чтобы определить применимость половы для существующих систем сжигания.

Предварительная обработка

В качестве возможной предварительной обработки были исследованы предварительные сортировки полов и их влияние на физические и химические свойства смеси полов. Сортировка соломы увеличила насыпную плотность и облегчила транспортировку. Этот эффект выгоден для процесса гранулирования. Эксперименты по гранулированию показали, что мелкий и однородный размер частиц предварительно просеянной мякины позволяет подавать в пресс для гранулирования без предварительного измельчения. Напротив, исходная полова требует измельчения перед гранулированием.Зольность предварительно просеянной половы на 7% выше, чем у исходной половы. Зольность предварительно просеянной половы, а также исходной половы примерно на 8% выше по сравнению с древесиной. Такое высокое содержание золы требует специальных мер при сжигании как предварительно просеянной, так и исходной соломы. Следовательно, более высокое содержание золы после предварительного просеивания не оказывает прямого влияния на требуемые технические усилия. Кроме того, предварительно просеянная полова содержит на 27% меньше хлора. Уменьшение содержания хлора в сочетании с уменьшением содержания щелочных металлов, калия и натрия, снижает риск высокотемпературной коррозии хлором в печах (Kaltschmitt et al., 2009; Ma et al., 2017). Высокотемпературная хлорная коррозия оказывает прямое влияние на капиталовложения и затраты на обслуживание системы обжига. Хотя просеивание в качестве предварительной обработки требует дополнительных усилий, ожидается, что оно будет иметь положительное соотношение затрат и выгод за счет более низкого содержания хлора вместе с улучшенным обращением с предварительно просеянной половиной.

Гранулирование

Гранулирующая полова представляет собой однородное топливо с плотностью энергии 9,7 МДж / м ³ . Объем хранения и транспортировки уменьшается примерно на 93% по сравнению с несжатой половиной.Поскольку полова накапливается ежегодно, ее необходимо хранить круглый год. Принимая во внимание размеры хранения, ожидается, что сжатие выгодно для улучшения логистики, даже если для этого требуется дополнительный этап процесса. Эксперименты по гранулированию показали, что предварительно просеянную, как и исходную солому, можно в достаточной степени гранулировать при содержании влаги 20%. Полученные гранулы соответствуют стандартам ENPlus. Кроме того, эксперименты по гранулированию показали, что для успеха процесса гранулирования необходимы единообразные параметры подачи в отношении содержания влаги.Следовательно, необходимо определить влажность половы и, возможно, скорректировать ее во время обработки в промышленных масштабах.

Горение

Кинетика реакции горения гранул соломы показала, что применение соломы в качестве топлива в установках для сжигания в принципе возможно. Скорость потери массы при удалении летучих веществ для соломы была такой же, как и для сосновой древесины. Тем не менее, время улетучивания соломы в целом было короче из-за более низкого содержания летучих.Потеря массы при сжигании полукокса была одинаковой для древесины и половы. Тип применяемой технологии сжигания, а также экономичность применения сжигания сильно зависят от технических усилий, требуемых для топлива. В мякине 0,61% (мас. / Мас.) Значительно выше содержание азота, чем в древесине (Amand et al., 2006). Это делает необходимые первичные меры, такие как ступенчатая подача воздуха или топлива, для уменьшения образования NO _x и соблюдения установленных законом ограничений (Salzmann and Nussbaumer, 2001).Полусфера и температура потока половы были определены как> 1500 ° C и сопоставимы с характеристическими температурами древесины (Kaltschmitt et al., 2009). Такие высокие температуры деформации и потока могут значительно снизить технические затраты на сжигание. Тем не менее, определенная температура спекания половы была ниже 800 ° C, и эксперименты по сжиганию показали стабильность размеров зольных гранул после сжигания. Такая стабильность размеров, вызванная спеканием, может привести к таким проблемам, как неоднородное распределение воздуха и затрудненный отвод золы в печах.Этому необходимо противодействовать, разжигая слой материала и оптимизировав сброс золы (Wang et al., 2014). Кроме того, зольность предварительно просеянной и исходной половы на 8,4 и 7,6% значительно выше, чем у древесины. Из-за высокого содержания золы техническое применение требует оптимального удаления золы и обеспыливания.

Ожидается, что из-за низкой температуры спекания и высокого содержания золы для сжигания гранул половы необходимо применение подвижной решетки.Подвижные решетки доступны для печей с номинальной тепловой мощностью (NHO)> 150 кВт (Kaltschmitt et al., 2009). Помимо колосниковых топочных систем, для сжигания биомассы применимы также печи с барботажным псевдоожиженным слоем (BFB). По сравнению с системами топки с решеткой они требуют более высоких технических усилий. Сжигание пшеничной половы в BFB было исследовано Институтом Фраунгофера по эксплуатации заводов и автоматизации IFF (Appelt and Brith, 2016). Во время горения возникли проблемы из-за шлакования золы, поэтому они рекомендуют использовать добавки для улучшения плавления золы.Из-за технических усилий и требуемой вспомогательной энергии BFB экономически целесообразны для станций с NHO> 5 МВт (Van Loo and Koppejan, 2008; Kaltschmitt et al., 2009). Следовательно, решения для системы обжига зависят от целевого размера установки.

Заключение

Чтобы оценить энергетическое использование половы пшеницы путем сжигания, в этом исследовании была проведена всесторонняя характеристика половы. Кроме того, потенциальное лечение, такое как сортировка и гранулирование, было исследовано и оценено в соответствии с его эффектами.Наконец, поведение горения было проанализировано, чтобы вывести требования к технической системе зажигания. Такие всесторонние исследования позволили оценить возможность энергетического использования соломы. Это исследование показало, что сжигание половы с предварительной сортировкой и гранулированием в качестве предварительной обработки — это реальный подход к энергетическому использованию половы, которого стоит придерживаться.

Эксперименты по гранулированию показали идеальные параметры гранулирования. Кроме того, они показали, что успех гранулирования очень зависит от содержания воды в корме.Это делает необходимым точное кондиционирование корма. Хотя эксперименты представляют собой широкий отбор параметров, необходимы эксперименты в промышленном масштабе, чтобы оценить, может ли гранулирование соломы быть непрерывным процессом без перерывов. Анализ предварительно отсортированной и исходной мякины показал, что предварительное просеивание полезно для улучшения обработки, а также для улучшения характеристик горения. Чтобы сделать окончательное суждение о реализации предварительной сортировки и гранулирования, необходимо подробное тематическое исследование, в котором учитываются требуемые энергетические, технические, транспортные и складские усилия.

Исследования показали, что солома является ценным топливом для использования в энергетике. На основании характеристик горения и наблюдений во время экспериментов сделан вывод, что сжигание соломы требует специальных мер, таких как подвижная решетка и оптимальное удаление золы. Принимая во внимание эти специальные меры, ожидается, что сжигание соломы будет экономичным для печей с номинальной тепловой мощностью> 150 кВт. Чтобы иметь возможность оценить технические требования для оптимального выгорания и удаления золы агломерированной золы, необходимо сжигание в небольшой печи в реальных условиях.Кроме того, необходимо провести эксперименты по измерению состава выхлопных газов, чтобы оценить, необходимы ли особые меры, чтобы оставаться в рамках установленных законом ограничений.

Авторские взносы

BW и CG разработали процедуру оценки соломы как потенциального топлива. BW проводила эксперименты. BW и CG проанализировали данные. CG разработал структуру и содержание статьи, BW написал первый черновик статьи. Все авторы рецензировали статью.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа была выполнена в рамках проекта Sweedhart — Отделение сорняков во время уборки урожая и гигиенизация для увеличения производства биомассы в долгосрочной перспективе. Sweedhart — это транснациональный исследовательский проект, финансируемый в рамках ERA-NET Cofund FACCE SURPLUS (Устойчивое и устойчивое сельское хозяйство для продовольственных и непродовольственных систем), который сформирован в сотрудничестве между Европейской Комиссией и партнерством 15 стран в рамках Совместной программной инициативы по сельскому хозяйству, продовольственной безопасности и изменению климата (FACCE-JPI).FACCE SURPLUS стремится улучшить сотрудничество в Европейском исследовательском пространстве в области разнообразных, но интегрированных систем производства и преобразования пищевой и непищевой биомассы, включая биоочистку. Мы благодарим Федеральное министерство образования и исследований Германии (номер проекта 031B0164A) за финансовую поддержку на национальном уровне. Авторы полностью несут ответственность за содержание данной публикации. Мы также благодарим наших партнеров Кристофера Вьерегге и Ральфа Бёллинга, CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH, Харзевинкель, Германия, за предоставление образцов половы, которые использовались для экспериментов по гранулированию.

Список литературы

Аманд Л., Лекнер Б., Эскилссон Б. и Туллин К. (2006). Отложения на трубах теплопередачи при совместном сжигании биотоплива и осадка сточных вод. Топливо 85. 1313–1322. DOI: 10.1016 / j.fuel.2006.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аппельт, Б., и Брит, Т. (2016). «Ergebnisse zur Verbrennung und Vergasung von Stroh und Spreu in Wir belschichtanlagen» в Труды Форума инноваций Spreu Stroh, семинар 2.Лейпциг, 14 марта 2016 г. Добершау-Гаусиг: AgroSax Landtechnik e. В. (организатор) .

Чаухан Б. и Махаджан Г. (ред.) (2014). Последние достижения в борьбе с сорняками . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Керубини, Ф., и Ульгиати, С. (2010). Растительные остатки как сырье для систем биопереработки — тематическое исследование LCA. Заявл. Energ. 87, 47–57. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2009.08.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуглас, А., Ньюман, П., Ковальд, Дж., Микаллеф, Б., Крук, П., и Хилл, Дж. (2013). Эффективность внутрихозяйственных методов сбора семян сорняков во время сбора урожая . Доступно в Интернете по адресу: https://grdc.com.au/__data/assets/pdf_file/0032/99860/wa-weed-seed-harvest-case-studies-pdf.pdf.pdf (по состоянию на 5 апреля 2018 г.).

Директива 2009/28 / EC, (2009). Директива о содействии использованию энергии из возобновляемых источников и о внесении поправок и последующей отмене Директив 2001/77 / EC и 2003/30 / EC.

Куча, I. (2018). Международное исследование устойчивых к гербицидам сорняков . Доступно на сайте www.weedscience.org. (Проверено 16 января 2018 г.).

Heidecke, P., He, L., and Birth, T. (2014). «Energetische Nutzung agraischer Reststoffe mittels thermo-chemischer Wandlung in Wirbelschichtreaktoren», в Стенограмма конференции DGMK-Fachbereichstagung Konversion von Biomasse. Ротенбург а. d. Фульда, 12.-14. , апрель 2014. 203–210. Реферат взят из рефератов в базе ДГМК.

Джейкобс, А., Кингвелл, Р. (2016). Деструктор семян Харрингтона: его роль и значение в системах земледелия, сталкивающихся с проблемой устойчивых к гербицидам сорняков. Agric. Syst. 142, 33–40. DOI: 10.1016 / j.agsy.2015.11.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кальчмитт М., Хартманн Х. и Хофбауэр Х. (ред.) (2009). Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2 Эдн. Берлин: Springer.

Google Scholar

Киш, д., Йовичич, Н., Матин, А., Каламбура, С., Вила, С., и Герак, С. (2017). Энергетическая ценность сельскохозяйственных остатков полбы (triticum spelta l.) — забытых культур. Technical Gazette 24, 369–373. DOI: 10.17559 / TV-20170406124003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ма, П., Янг, Дж., Син, X., Вейрих, С., Фань, Ф., и Чжан, X. (2017). Изоконверсионная кинетика и характеристики горения на гидротермально обработанной биомассе. Возобновляемая энергия 114, 1069–1076.DOI: 10.1016 / j.renene.2017.07.115

CrossRef Полный текст | Google Scholar

McCarntey, D., Block, H., Dubeski, P., and Ohama, A. (2006): Обзор: доступность состава соломы половы мелкозерновых злаков для мясного скота в западной Канаде. Банка. Вет. J . 86. 443–455. DOI: 10.4141 / A05-092

CrossRef Полный текст

Монтелеоне М., Каммерино А., Гарофало П. и Деливанд М. (2015). Из соломы в землю или из соломы в энергию? Оптимальный компромисс с точки зрения долгосрочной устойчивости. Заявл. Энергия. 154, 891–899. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2015.04.108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Петерсон, М. А., Коллаво, А., Овехеро, Р., Шиврейн, В., и Уолш, М. Дж. (2017). Проблема устойчивости к гербицидам во всем мире: текущее резюме. Pest Manag. Sci. DOI: 10.1002 / PS 4821. [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Salzmann, R., and Nussbaumer, T. (2001).Стадия топлива для снижения выбросов NOx при сжигании биомассы: эксперименты и моделирование. Energy Fuels 15, 575–582. DOI: 10.1021 / ef0001383

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стерн, В. (2010). Stroh als Quelle erneuerbarer Energie. Швейцарский Бык. Angewandte Geowissenschaften. 15, 95–103. DOI: 10.5169 / уплотнения-227482

CrossRef Полный текст

Ван Лоо, С., и Коппеян, Дж. (2008). Справочник по сжиганию и совместному сжиганию биомассы, 1-е изд. .Лондон: Earthscan.

Google Scholar

Уолш М. и Ньюманн П. (2007). Выжигание узких валков для уничтожения семян сорняков. Field Crops Res. 104, 24–30. DOI: 10.1016 / j.fcr.2007.05.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Л., Скрайберг, Ø., И Бечидан, М. (2014). Исследование добавок для предотвращения обрастания и спекания золы при сжигании соломы ячменя. Заявл. Ther. Англ. 70, 1262–1269. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2014.05.075

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Weiser, C., Zeller, V., Reinicke, F., Wagner, B., Majer, S., Vetter, A., et al. (2014). Комплексная оценка устойчивого потенциала соломы зерновых и различных применений энергии из соломы в Германии. Заявл. Энергия 114, 749–762. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.07.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Whittaker, C., and Shield, I. (2017). Факторы, влияющие на долговечность древесины, энергетической травы и соломенных гранул — обзор. Возобновляемые источники энергии. Energy Rev. 71, 1–11. DOI: 10.1016 / j.rser.2016.12.119

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wiwart, M.