اکثر کارخانه های گندله کوچک با ظرفیت متوسط ​​سالانه حدود 9000 تن هستند.پس از مشکلات کمبود گندله در سال 2013 که تنها حدود 29000 تن تولید شد، این بخش رشد تصاعدی نشان داد که به 88000 تن در سال 2016 رسید و پیش بینی می شود تا سال 2021 به حداقل 290000 تن برسد.

شیلی 23 درصد انرژی اولیه خود را از زیست توده به دست می آورد.این شامل هیزم است، سوختی که به طور گسترده در گرمایش خانگی استفاده می شود اما همچنین با آلودگی هوای محلی مرتبط است.در سال‌های اخیر، فناوری‌های جدید و سوخت‌های زیست توده پاک‌تر و کارآمدتر، مانند گلوله‌ها، با سرعت خوبی در حال پیشرفت هستند.دکتر لورا آزوکار، محقق دانشگاه لا فرانترا، بینشی در مورد زمینه و وضعیت فعلی بازارها و فناوری های مربوط به تولید گلوله در شیلی ارائه می دهد.

با توجه به DR AZOCAR، استفاده از هیزم به عنوان منبع انرژی اولیه یکی از ویژگی های خاص شیلی است.این به سنت ها و فرهنگ شیلی، علاوه بر فراوانی زیست توده جنگلی، هزینه بالای سوخت های فسیلی، و زمستان های سرد و بارانی در منطقه مرکزی-جنوبی مربوط می شود.

یک کشور جنگلی

برای مفهوم سازی این بیانیه، لازم به ذکر است که شیلی در حال حاضر 17.5 میلیون هکتار (هکتار) جنگل دارد: 82 درصد جنگل طبیعی، 17 درصد مزارع (عمدتاً کاج و اکالیپتوس) و 1 درصد تولید مخلوط.

این بدان معناست که علیرغم رشد سریعی که این کشور تجربه کرده است، با درآمد سرانه جاری 21000 دلار آمریکا در سال و امید به زندگی 80 سال، از نظر سیستم های گرمایشی خانه توسعه نیافته باقی مانده است.

در واقع، از کل انرژی مصرف شده برای گرمایش، 81 درصد از هیزم تامین می‌شود، به این معنی که در حال حاضر حدود 1.7 میلیون خانوار در شیلی از این سوخت استفاده می‌کنند که به مجموع مصرف سالانه بیش از 11.7 میلیون مترمکعب چوب می‌رسد.

جایگزین های کارآمدتر

مصرف زیاد هیزم نیز با آلودگی هوا در شیلی مرتبط است.56 درصد از جمعیت، یعنی نزدیک به 10 میلیون نفر در معرض غلظت سالانه 20 میلی گرم در متر مکعب ذرات (PM) کمتر از 2.5 بعد از ظهر (PM2.5) قرار دارند.

تقریباً نیمی از این PM2.5 به احتراق هیزم نسبت داده می شود / این به دلیل تعدادی از عوامل مانند خشک شدن ضعیف چوب، راندمان پایین اجاق گاز و عایق کاری ضعیف منازل است.علاوه بر این، اگرچه احتراق هیزم به عنوان دی اکسید کربن (C02) خنثی در نظر گرفته می شود، راندمان پایین اجاق گازها به معنای انتشار گازهای گلخانه ای C02 معادل آن چیزی است که توسط اجاق گازهای نفت سفید و گاز مایع منتشر می شود.

در سال‌های اخیر، افزایش سطح تحصیلات در شیلی منجر به جامعه‌ای قدرتمندتر شده است که خواسته‌های مربوط به حفظ میراث طبیعی و مراقبت از محیط‌زیست را آشکار کرده است.

همراه با موارد فوق، توسعه تصاعدی تحقیقات و تولید سرمایه انسانی پیشرفته، کشور را قادر می سازد تا با این چالش ها از طریق جستجوی فناوری های جدید و سوخت های جدید که نیاز موجود به گرمایش خانه را برطرف می کند، مواجه شود.یکی از این جایگزین ها تولید گلوله بوده است.

کلید اجاق گاز

علاقه به استفاده از گلوله در شیلی در حدود سال 2009 آغاز شد که طی آن زمان واردات اجاق گاز و دیگ های گلوله از اروپا آغاز شد.با این حال، هزینه بالای واردات یک چالش بود و جذب آن کند بود.

برای عمومیت بخشیدن به استفاده از آن، وزارت محیط زیست برنامه جایگزینی اجاق گاز و دیگ بخار را در سال 2012 برای بخش های مسکونی و صنعتی راه اندازی کرد، به لطف این برنامه خاموشی، بیش از 4000 واحد در سال 2012 نصب شد، این تعداد از آن زمان تاکنون سه برابر شده است. ادغام برخی از تولید کنندگان لوازم خانگی.

نیمی از این اجاق ها و دیگ ها در بخش مسکونی، 28 درصد در مؤسسات دولتی و حدود 22 درصد در بخش صنعتی یافت می شوند.

نه تنها گلوله های چوبی

گلوله ها در شیلی عمدتاً از کاج رادیاتا (Pinus radiata)، یک گونه معمولی در مزرعه تولید می شوند.در سال 2017، 32 کارخانه گندله در اندازه های مختلف در مناطق مرکزی و جنوبی کشور توزیع شده است.

- اکثر کارخانه های گندله کوچک با ظرفیت متوسط ​​سالانه حدود 9000 تن هستند.دکتر آزوکار گفت: پس از مشکلات کمبود گندله در سال 2013 که تنها حدود 29000 تن تولید شد، این بخش رشد تصاعدی داشته است که به 88000 تن در سال 2016 رسیده است و پیش بینی می شود تا سال 2020 به حداقل 190000 تن برسد.

علیرغم فراوانی زیست توده جنگلی، این جامعه جدید «پایدار» شیلی، علاقه کارآفرینان و محققان را به جستجوی مواد خام جایگزین برای تولید سوخت‌های زیست توده متراکم‌شده برانگیخته است.مراکز تحقیقاتی ملی و دانشگاه های متعددی وجود دارند که در این زمینه تحقیق کرده اند.

در دانشگاه لا فرانترا، مرکز مدیریت زباله و انرژی زیستی، که متعلق به هسته علمی BIOREN است و با گروه مهندسی شیمی مرتبط است، یک روش غربالگری برای شناسایی منابع زیست توده محلی با پتانسیل انرژی ایجاد کرده است.

پوست فندق و کاه گندم

این مطالعه پوسته فندق را به عنوان زیست توده با بهترین ویژگی برای احتراق شناسایی کرده است.علاوه بر این، کاه گندم به دلیل در دسترس بودن بالا و اثرات زیست محیطی ناشی از عمل معمول سوزاندن کاه و کلش برجسته است.گندم یک محصول عمده در شیلی است که در حدود 286000 هکتار کشت می شود و سالانه حدود 1.8 میلیون تن کاه تولید می کند.

در مورد پوسته فندق، اگرچه این زیست توده می تواند مستقیماً احتراق شود، تحقیقات بر روی استفاده از آن برای تولید گلوله متمرکز شده است.دلیل آن در مواجهه با چالش تولید سوخت‌های زیست توده جامد است که با واقعیت محلی سازگار است، جایی که سیاست‌های عمومی منجر به جایگزینی اجاق‌های چوبی با اجاق‌های گلوله‌ای برای مقابله با مشکلات آلودگی هوای محلی شده است.

نتایج دلگرم‌کننده بوده است، یافته‌های اولیه نشان می‌دهد که این گلوله‌ها با پارامترهای تعیین‌شده برای گلوله‌های با منشاء چوبی مطابق با ISO 17225-1 (2014) مطابقت دارند.

در مورد کاه گندم، آزمایش‌های شکستگی به منظور بهبود برخی از ویژگی‌های این زیست توده مانند اندازه نامنظم، چگالی ظاهری کم و ارزش حرارتی پایین و غیره انجام شده است.

Torrefaction، یک فرآیند حرارتی انجام شده در دماهای متوسط ​​تحت یک محیط بی اثر، به طور خاص برای این بقایای کشاورزی بهینه شده است.نتایج اولیه حاکی از افزایش قابل توجه انرژی حفظ شده و ارزش حرارتی در شرایط عملیاتی متوسط ​​زیر 150 درجه سانتیگراد است.

به اصطلاح گلوله سیاه تولید شده در مقیاس آزمایشی با این زیست توده تخریب شده بر اساس استاندارد اروپایی ISO 17225-1 (2014) مشخص شد.نتایج خوشایند بودند و به لطف فرآیند پیش تیمار torrefction، به افزایش چگالی ظاهری از 469 کیلوگرم در متر مکعب به 568 کیلوگرم در متر مکعب رسیدند.

چالش‌های معلق با هدف یافتن فناوری‌هایی برای کاهش محتوای ریز عناصر در گلوله‌های کاه گندم به منظور دستیابی به محصولی است که بتواند وارد بازار ملی شود و به مبارزه با مشکلات زیست‌محیطی که کشور را تحت تأثیر قرار می‌دهد، کمک کند.