“De meeste pelletfabrieken zijn klein, met een gemiddelde jaarlijkse capaciteit van ongeveer 9.000 ton. Na problemen met het pellettekort in 2013, toen er slechts ongeveer 29.000 ton werd geproduceerd, heeft de sector een exponentiële groei laten zien van 88.000 ton in 2016 en zal naar verwachting in 2021 minstens 290.000 ton bereiken.

Chili haalt 23 procent van zijn primaire energie uit biomassa. Dit omvat brandhout, een brandstof die veel wordt gebruikt voor de verwarming van woningen, maar ook verband houdt met lokale luchtvervuiling. De afgelopen jaren hebben nieuwe technologieën en schonere en efficiëntere biomassabrandstoffen, zoals pellets, in goed tempo vooruitgang geboekt. Dr. Laura Azocar, onderzoeker aan de Universiteit van La Frontera, biedt inzicht in de context en de huidige staat van markten en technologieën met betrekking tot de pelletproductie in Chili.

VOLGENS DR. AZOCAR is het gebruik van brandhout als primaire energiebron een bijzonder kenmerk van Chili. Dit houdt verband met de Chileense tradities en cultuur, naast de overvloed aan bosbiomassa, de hoge kosten van fossiele brandstoffen en koude en regenachtige winters in de centraal-zuidelijke zone.

Een bosland

Om deze verklaring te contextualiseren moet worden vermeld dat Chili momenteel 17,5 miljoen hectare bos heeft: 82 procent natuurlijk bos, 17 procent plantages (vooral dennen en eucalyptus) en 1 procent gemengde productie.

Dit heeft ertoe geleid dat het land, ondanks de snelle groei die het land doormaakt, met een huidig ​​inkomen per hoofd van de bevolking van 21.000 dollar per jaar en een levensverwachting van 80 jaar, nog steeds onderontwikkeld is op het gebied van verwarmingssystemen voor woningen.

Van de totale energie die voor verwarming wordt verbruikt, is 81 procent afkomstig van brandhout, wat betekent dat ongeveer 1,7 miljoen huishoudens in Chili momenteel deze brandstof gebruiken, wat neerkomt op een totaal jaarlijks verbruik van ruim 11,7 miljoen m³ hout.

Efficiëntere alternatieven

Het hoge verbruik van brandhout houdt ook verband met de luchtvervuiling in Chili. 56 procent van de bevolking, dat wil zeggen bijna 10 miljoen mensen, wordt blootgesteld aan jaarlijkse concentraties van 20 mg per m³ fijnstof (PM) onder de 2,5 pm (PM2,5).

Ongeveer de helft van deze PM2,5 wordt toegeschreven aan de verbranding van brandhout. Dit komt door een aantal factoren zoals slecht gedroogd hout, laag rendement van de kachel en slechte isolatie van woningen. Hoewel wordt aangenomen dat de verbranding van brandhout koolstofdioxide (C02)-neutraal is, heeft het lage rendement van de kachels bovendien een C02-uitstoot geïmpliceerd die gelijkwaardig is aan die van kerosine- en vloeibaargaskachels.

De afgelopen jaren heeft de stijging van het onderwijsniveau in Chili geresulteerd in een meer mondige samenleving die eisen begint te manifesteren met betrekking tot het behoud van natuurlijk erfgoed en de zorg voor het milieu.

Samen met het bovenstaande heeft een exponentiële ontwikkeling van onderzoek en het genereren van geavanceerd menselijk kapitaal het land in staat gesteld deze uitdagingen het hoofd te bieden door te zoeken naar nieuwe technologieën en nieuwe brandstoffen die tegemoetkomen aan de bestaande behoefte aan woningverwarming. Eén van deze alternatieven is de productie van pellets.

Kachelschakelaar uit

De belangstelling voor het gebruik van pellets in Chili ontstond rond 2009, in die tijd begon de import van pelletkachels en boilers uit Europa. De hoge importkosten vormden echter een uitdaging en de introductie verliep traag.

Om het gebruik ervan te populariseren lanceerde het ministerie van Milieu in 2012 een vervangingsprogramma voor kachels en ketels voor de residentiële en industriële sectoren. Dankzij dit omschakelingsprogramma werden in 2012 ruim 4 000 eenheden geïnstalleerd, een aantal dat sindsdien is verdrievoudigd met oprichting van enkele lokale fabrikanten van apparaten.

De helft van deze kachels en boilers is te vinden in de residentiële sector, 28 procent in openbare instellingen en ongeveer 22 procent in de industriële sector.

Niet alleen houtpellets

Pellets in Chili worden voornamelijk geproduceerd uit radiataden (Pinus radiata), een veel voorkomende plantagesoort. In 2017 waren er 32 pelletfabrieken van verschillende grootte, verspreid over de centrale en zuidelijke gebieden van het land.

- De meeste pelletfabrieken zijn klein, met een gemiddelde jaarlijkse capaciteit van ongeveer 9 000 ton. Na problemen met het pellettekort in 2013, toen er slechts ongeveer 29.000 ton werd geproduceerd, heeft de sector een exponentiële groei laten zien van 88.000 ton in 2016 en zal naar verwachting in 2020 minstens 190.000 ton bereiken, aldus dr. Azocar.

Ondanks de overvloed aan bosbiomassa heeft deze nieuwe ‘duurzame’ Chileense samenleving interesse gewekt bij ondernemers en onderzoekers in het zoeken naar alternatieve grondstoffen voor de productie van verdichte biomassabrandstoffen. Er zijn talloze Nationale Onderzoekscentra en Universiteiten die onderzoek op dit gebied hebben ontwikkeld.

Aan de Universiteit van La Frontera heeft het Centrum voor Afval- en Bio-energiebeheer, dat behoort tot de Wetenschappelijke Kern van BIOREN en geassocieerd is met de afdeling Chemische Technologie, een screeningmethode ontwikkeld voor de identificatie van lokale biomassabronnen met energiepotentieel.

Hazelnootschil en tarwestro

Uit het onderzoek is gebleken dat hazelnootschillen de biomassa zijn met de beste eigenschappen om te verbranden. Bovendien valt tarwestro op door zijn hoge beschikbaarheid en de milieu-impact die wordt gegenereerd door de gebruikelijke praktijk van het verbranden van stro en stoppels. Tarwe is een belangrijk gewas in Chili. Het wordt op zo'n 286.000 ha verbouwd en levert jaarlijks ongeveer 1,8 miljoen ton stro op.

Hoewel deze biomassa in het geval van hazelnootdoppen direct verbrand zou kunnen worden, heeft het onderzoek zich geconcentreerd op het gebruik ervan voor de productie van pellets. De reden ligt in het aangaan van de uitdaging om vaste biomassabrandstoffen te genereren die zich aanpassen aan de lokale realiteit, waar overheidsbeleid heeft geleid tot de vervanging van houtkachels door pelletkachels, om de problemen van lokale luchtvervuiling aan te pakken.

De resultaten waren bemoedigend; voorlopige bevindingen suggereren dat deze pellets zouden voldoen aan de parameters die zijn vastgesteld voor pellets van houtachtige oorsprong volgens ISO 17225-1 (2014).

In het geval van tarwestro zijn torrefactietests uitgevoerd om enkele kenmerken van deze biomassa te verbeteren, zoals onder meer de onregelmatige grootte, de lage bulkdichtheid en de lage calorische waarde.

Torrefactie, een thermisch proces dat wordt uitgevoerd bij gematigde temperaturen en in een inerte omgeving, werd specifiek voor dit landbouwresidu geoptimaliseerd. De eerste resultaten suggereren een significante toename van de vastgehouden energie en de calorische waarde bij gematigde bedrijfsomstandigheden onder 150℃.

De zogenaamde zwarte pellet die op pilotschaal met deze getorrificeerde biomassa wordt geproduceerd, is gekarakteriseerd volgens de Europese norm ISO 17225-1 (2014). De resultaten waren veelbelovend en bereikten een toename van de schijnbare dichtheid van 469 kg per m³ naar 568 kg per m³ dankzij het voorbehandelingsproces met torrefactie.

De lopende uitdagingen zijn gericht op het vinden van technologieën om het gehalte aan micro-elementen in getorrificeerde tarwestropellets te verminderen om zo een product te verkrijgen dat op de nationale markt kan komen, en zo de milieuproblemen waarmee het land te maken heeft, te helpen bestrijden.