Pellets de combustible, pellets ( ing. pellets ) - biocombustible obtenido a partir de turba , residuos de madera y residuos agrícolas. Representa los gránulos cilíndricos de la dimensión estandartizada.
Los pellets se clasifican según su poder calorífico, contenido de humedad y contenido de cenizas, así como su tamaño. La alta densidad, la baja humedad y la estandarización en tamaño les permite recibir una gran cantidad de energía durante su combustión y dosificarla con precisión con suministro automatizado [1] .
Las materias primas para la producción de pellets pueden ser turba , pulpa (mala calidad) madera y residuos de madera: corteza , aserrín , astillas de madera y otros residuos de tala, así como residuos agrícolas: residuos de maíz , paja , residuos de producción de cereales, cáscaras de girasol . , gallinaza, etc. d.
Las materias primas (aserrín, corteza, etc.) ingresan a la trituradora, donde se trituran hasta el estado de harina. La masa resultante ingresa a la secadora, desde ella, a la prensa- granuladora , donde la harina de madera se comprime en gránulos. La compresión durante el prensado aumenta la temperatura del material, la lignina contenida en la madera se ablanda y pega las partículas en cilindros densos. La producción de una tonelada de pellets requiere alrededor de 2,3-2,6 metros cúbicos densos de residuos de madera, más 0,6 metros cúbicos densos de aserrín por cada tonelada de productos producidos que se quema.
Los gránulos terminados se enfrían, se envasan en varios paquetes, desde bolsas pequeñas (2-20 kg) hasta bolsas grandes (envases industriales grandes) que pesan 1 tonelada, o se entregan al consumidor a granel.
Durante la torrefacción, la biomasa sólida se quema sin acceso a oxígeno a una temperatura de 200 a 330 ºC. Los gránulos torrefactados, o bio-carbón (negros), tienen una serie de ventajas en comparación con los convencionales, también llamados blancos [2] :
Los pellets de combustible son combustibles ecológicos con un contenido de cenizas , por regla general, no superior al 3%. En la producción de pellets se utilizan principalmente residuos de aserraderos y agrícolas, que antes se llevaban mayoritariamente a vertederos y se pudrían, y al cabo de unos años comenzaban a quemarse o arder sin llama.
Sin embargo, si el ambiente contiene toxinas o sustancias radiactivas en el lugar donde crece la materia prima, entonces cuando se queman los gránulos, estas sustancias pueden ser rociadas a la atmósfera.
Los gránulos se diferencian de la madera común en la alta sequedad (la humedad es solo del 8 al 12% y el contenido de humedad de la leña cruda es del 30 al 50%) y mayor, aproximadamente una vez y media, la densidad de la leña. Estas cualidades proporcionan un alto poder calorífico en comparación con las astillas de madera o la leña: al quemar una tonelada de pellets, se liberan aproximadamente 3,5 mil kWh de calor, que es casi dos veces menos que al quemar una tonelada de carbón , una vez y media más que leña convencional , y sólo dos veces (casi tres veces) menos que cuando se utiliza gas , fuel oil o gasóleo . [3]
La baja humedad no solo es una ventaja de los pellets como combustible, sino también un problema en su producción. El secado puede ser uno de los principales elementos de costo en la producción de materiales combustibles a partir de desechos de madera . Además, dependiendo de la producción, la recolección, clasificación y limpieza de las materias primas también puede generar costos adicionales. Es importante planificar cuidadosamente el proceso de secado, lo que reducirá los riesgos asociados con la calidad del producto terminado, su costo y el peligro de incendio de la producción. La mejor opción es producir biocombustible a partir de virutas secas .
Una de las ventajas más importantes de los gránulos es su alta y constante densidad aparente , lo que hace que sea relativamente fácil transportar este producto a granel en largas distancias. Debido a la forma correcta, tamaño pequeño y consistencia uniforme del producto, los gránulos se pueden verter a través de mangas especiales, lo que permite automatizar los procesos de carga y descarga y también la combustión de este tipo de combustible.
Para el uso eficiente de los pellets de combustible, se requiere un tipo especial de horno: una caldera de pellets .
La calidad y el tipo de gránulos dependen de las materias primas y la tecnología de producción. Los gránulos de madera con un alto contenido de corteza suelen ser de color oscuro, mientras que los gránulos de madera descortezados son de color claro. Durante el proceso de producción, por ejemplo, durante el secado, los gránulos pueden "quemarse" un poco y luego cambiar de blanco a gris. Aunque esto no siempre afecta las cualidades de consumo de los gránulos, como el valor calorífico, el contenido de cenizas , la resistencia y la abrasión , puede provocar la formación de polvo fino durante el transporte debido a la fricción de los gránulos entre sí.
Diferentes países han adoptado diferentes estándares para la producción de pastillas de combustible.
Los Estados Unidos tienen Regulaciones y Estándares Estándar para Pellets en los EE. UU.: El PFI (pellet).
El estándar permite la producción de pellets de dos grados: "Premium" y "Standard". "Premium" no debe contener más del 1% de cenizas y "Standard" no más del 3%. "Premium" se puede utilizar para calentar cualquier edificio. El grado premium representa aproximadamente el 95% de la producción de gránulos de EE . UU . La variedad "Estándar" contiene un mayor volumen de corteza o residuos agrícolas. Los estándares también definen la densidad, el tamaño de los gránulos, la humedad, el contenido de polvo y otras sustancias. En los EE. UU., los gránulos de combustible no pueden tener más de 1 ½ pulgadas de largo y el diámetro de los gránulos debe estar entre ¼ " y 5 1/16 " .
En Alemania , las pastillas de combustible han adoptado la norma DIN 51731. Longitud - no más de 5 cm, diámetro - de 4 a 10 mm. Humedad inferior al 12 %, contenido de polvo inferior al 0,5 %, etc.
En Austria , el estándar ONORM M 7135.
Reino Unido : el Código de prácticas de British BioGen para biocombustibles (pellets).
Suiza - SN 166000.
Suecia - SS 187120.
En Rusia - GOST 33103.1-2017
En la Unión Europea - ISO 17225-1:2014
Los pellets de madera de alta calidad (blancos y grises) se utilizan para calentar edificios residenciales mediante la combustión en calderas de pellets , estufas y chimeneas. Suelen tener entre 6 y 8 mm de diámetro y menos de 50 mm de largo. En Europa, a menudo se venden en sacos de 15-20 kg. Además de calefacción, las pequeñas centrales eléctricas de vapor modernas con calderas de pellets también pueden producir electricidad junto con el calor. Por ejemplo, en Rusia, se ha establecido la producción de dichos sistemas con pequeños motores de vapor de pistones axiales con una potencia de 6 a 60 kW.
La demanda de briquetas y pellets de madera, equipos para su combustión y producción está creciendo en proporción a los precios de los combustibles tradicionales como el petróleo y el gas. En algunos países europeos, donde el mercado de las energías alternativas está más desarrollado, hasta 2/3 de los locales residenciales se calientan con pellets. Esta amplia distribución también se explica por el respeto al medio ambiente de este tipo de combustible: durante la combustión, las emisiones de CO 2 son iguales a la absorción de este gas durante el crecimiento de los árboles, y las emisiones de NO 2 y componentes orgánicos volátiles se reducen significativamente gracias a la combustión moderna. tecnologías
Los gránulos oscuros con un alto contenido de corteza se queman en calderas más grandes para producir calor y electricidad para asentamientos y empresas industriales. Los gránulos oscuros pueden tener un diámetro mayor. Se venden a granel en lotes de dos a tres mil toneladas o más.
Los pellets combustibles (su variedad ligera y sin quemar), además de ser utilizados para el fin previsto, debido a su higroscopicidad, buena retención de olores y capacidad de expandirse fuertemente cuando están húmedos (un par de puñados de pellets dan una capa de aserrín con un volumen de varias decenas de centímetros cúbicos) se utilizan ampliamente como relleno para la arena para gatos.
En los EE . UU., a principios de 2008, más de 80 empresas se dedicaban a la producción de pastillas de combustible. Producen alrededor de 1,1 millones de toneladas de pellets al año. En 2008, se vendieron alrededor de 2 millones de toneladas de pellets en los EE . UU. [4] . Más de 600.000 edificios se calientan con pellets. Más de 20 empresas fabrican calderas, hornos, quemadores y otros equipos para la combustión de pellets.
En Finlandia , en 2005, el sector doméstico consumió 70.000 toneladas de pellets. Unos 7.000 edificios se calentaron con biocombustibles. "Road Map - 2010" en Finlandia prevé producir 1,1 millones de toneladas de gránulos para 2010 .
En 2005, se exportaron 582,5 mil toneladas de gránulos desde Canadá . En total , en 2008 se produjeron en Canadá alrededor de 1,3 millones de toneladas . Las plantas para la producción de pellets están ubicadas principalmente en la costa. Las fábricas ubicadas en la costa oeste de Canadá producen pellets de maderas blandas: abeto, pino. Las fábricas de la costa este producen pellets de variedades duras: roble, arce, cerezo, etc.
Todos los gránulos producidos en América del Norte están hechos de residuos secos de desechos del procesamiento de la madera: aserrín, virutas, astillas de madera. Solo dos fábricas agregan corteza de madera a los pellets.
Los mayores productores de los países de la UE en 2008: Suecia - 1,7 millones de toneladas, Alemania - 900 mil toneladas, Austria - 800 mil toneladas [4] .
Letonia está desarrollando activamente la producción de biocombustibles. En particular, en agosto de 2012, se inauguró la planta más grande del país con una capacidad de 175-200 mil toneladas de pellets por año. [5]
A nivel mundial, la producción de pellets de combustible en 2008 ascendió a 8-10 millones de toneladas [6] .
En 2009, había aproximadamente 650 plantas de pellets de madera en Europa, que producían más de 10 millones de toneladas de pellets de madera. [7]
En 2011, se produjeron en Europa alrededor de 15 millones de toneladas de pellets. [8] A finales de 2013, el consumo mundial de pellets es de unos 22,5 millones de toneladas. [9]
En Rusia en 2008, se produjeron 500-600 mil toneladas de pellets, la producción de pellets de combustible se estableció en 150 empresas en diferentes regiones del país.
En 2009 se produjeron cerca de 960 mil toneladas de pellets combustibles. En el interior del país se utilizaron unas 260 mil toneladas [10] .
En 2010, se produjeron en Rusia alrededor de 1 millón de toneladas de pellets y cáscaras de madera. La mayoría de ellos fueron exportados a Europa. Al mismo tiempo, si los pellets de madera son comprados principalmente por los países escandinavos , así como por el centro y el norte de Europa, solo Gran Bretaña y Polonia compran pellets de combustible rusos a partir de cáscaras. [11] Los pellets producidos en el Lejano Oriente se exportan a Corea del Sur y Japón.
Según estimaciones de la ONU, en Rusia la producción anual de pellets combustibles en 2011 fue de 750 mil toneladas, de las cuales se exportaron 600 mil toneladas. [12]
En 2011, Vyborgskaya Cellulose OJSC (asentamiento de Sovetsky, región de Leningrado) inauguró la planta de pellets de madera más grande del mundo. [13] El volumen de producción de la empresa debe ser de 1 millón de toneladas de pastillas de combustible por año. En 2012, la empresa produjo 500 mil toneladas de pellets. [catorce]
El mercado ruso de gránulos de combustible (pellets) en 2015 mostró un crecimiento estable en la producción y exportaciones de productos, habiendo aumentado en 100.000 toneladas por año. Esta tendencia continúa en el mercado de pellets, a pesar de una serie de fenómenos de crisis en la economía. La mayoría de las empresas rusas involucradas en la exportación de productos en 2015 no experimentaron problemas de ventas, a pesar del cálido invierno en Europa. Esto se debe a la presencia de contratos a largo plazo con aquellos fabricantes que han estado operando en el mercado durante los últimos años. Al mismo tiempo, debido a la devaluación del rublo frente al euro, en 2015, dichas empresas comenzaron a participar en la exportación de pellets de madera, que antes no era rentable desde el punto de vista logístico para vender sus productos en el exterior. En la segunda mitad de 2015, 157 productores de pellets rusos participaron en la exportación de productos. Los fabricantes nacionales obtienen activamente los certificados europeos EN plus y SPB y entran en nuevos mercados. [15] .
A principios del verano de 2010, la Universidad de Wageningen presentó un estudio sobre biocombustibles. En los próximos 25 años, según un estudio, la demanda de pellets de madera en Europa aumentará hasta los 200 millones de toneladas al año [16] . Por el puerto de Rotterdam pasarán entre 13 y 20 millones de toneladas de pellets al año. En julio de 2010, la Autoridad Portuaria de Róterdam anunció un proyecto conjunto con la bolsa de energía angloholandesa APX-ENDEX [16] para crear una bolsa de biocombustibles.
Para 2020, China tenía la intención de producir 50 millones de toneladas de gránulos al año.
El Reino Unido planeó aumentar el consumo de pellets de combustible a 600.000 toneladas para 2010 . Se espera que en 2014 el volumen de producción de pellets en Austria supere el millón de toneladas, y para 2020 el gobierno del país prevé duplicar el consumo de pellets. [9]
En 2010, el holding Russian Forest Pellets anunció planes para construir instalaciones de producción de pellets de madera en 13 regiones de Rusia con una capacidad total de más de 2,5 millones de toneladas de pellets [17] .
En 2012, Russian Biougol Group LLC anunció un programa para construir 52 plantas en Rusia con una capacidad total de hasta 10 millones de toneladas de pellets de combustible por año, en particular, la compañía construirá 9 plantas de pellets torrefactos en la región de Moscú. [18]
A principios de 2016, el mayor fabricante alemán de pellets, German Pellets, se declaró en quiebra. En 2014, la empresa alemana creó una filial rusa, German Pellets Nizhny Novgorod, y anunció la construcción de una planta de pellets en la región de Nizhny Novgorod con una capacidad de 500.000 toneladas anuales, pero los planes no se concretaron. [19]