211service.com
Slash in contanten veranderen
Een klein bedrijf in Ottawa, Canada, zegt dat het een economische manier heeft ontwikkeld om de enorme voorraad bosafval in Noord-Amerika, slash genaamd, om te zetten in een koolstofneutrale vloeistof voor energieopwekking en chemische productie.
Het modulaire pyrolysesysteem van Advanced Biorefinery is ontworpen voor gebruik in het bos. Het complete systeem omvat ook een reactor en een condensor, hier niet weergegeven. (Tegoed: Adam Valenta)
De aanpak is gebaseerd op een modulaire, snel te monteren pyrolyse-installatie die houtkapbedrijven de bush in kan volgen en hun overgebleven snoeiafval direct kan omzetten in een schoon brandende hernieuwbare brandstof.
De afsnijdsels, ook wel bosschuine genoemd, zijn de ongewenste takken, toppen, stronken en bladeren die tijdens het kappen worden verwijderd en meestal in stapels aan de zijkanten van wegen worden verbrand.
Het is een enorme hoeveelheid verspilde energie. Alleen al in de Verenigde Staten is 16 procent van het hout afkomstig van houtkap slash, of 49 miljoen ton in 2004, volgens het Amerikaanse ministerie van Energie.
Het probleem is dat slashes in bossen volumineus materiaal zijn met een lage dichtheid, dat zich gewoonlijk in afgelegen houtkapgebieden bevindt, zegt Peter Fransham, president van Advanced Biorefinery. Deze overvloedige, in wezen gratis grondstof is te duur om te verzamelen en te vervoeren, zegt hij, vooral als de dichtstbijzijnde raffinaderij meer dan 60 mijl verwijderd is.
Het duurt niet lang voordat de kosten van het vrachtvervoer de waarde van de biomassa overstijgen, zegt Fransham, die ook ingenieur en onderzoeker is. Dus Advanced Biorefinery zette het probleem op zijn kop. We brengen de machine naar de biomassa in plaats van de biomassa naar de machine, zegt hij.
Die machine is een verplaatsbare droge destillatie-installatie die 55 ton droge bosafval per dag kan verwerken tot een mengsel dat 60 procent bio-olie en 40 procent houtskool, as en synthetisch gas bevat.
De groene bio-olie - die geen zwaveldioxide en de helft van de stikstofoxide van conventionele olie bevat - kan worden verbrand in ketels, turbines en dieselgeneratoren om warmte en stroom te produceren. Het bevat ook azijnzuur, acetol, glyoxal en mierenzuur, die in een aantal chemische markten kunnen worden gebruikt, van voedsel tot kunstmest.
En natuurlijk worden de transportkosten drastisch verlaagd door de biomassa ter plaatse te verwerken en om te zetten in vloeistof met een hoge dichtheid, die veel energie verpakt in een fractie van het volume, zegt Fransham, die al 18 jaar aan zijn systeem werkt. jaar.
Als je kijkt naar de waarde die over de snelweg rijdt, heeft [de inhoud van] een vrachtwagen met houtsnippers een waarde van $ 1.000, terwijl een tankwagenlading bio-olie een waarde heeft van ongeveer $ 8.000.
Een belangrijke innovatie achter de fabriek van Advanced Biorefinery is het modulaire en zelfvoorzienende ontwerp. Het systeem bestaat uit zes modules, elk ongeveer acht voet hoog, acht voet breed en 20 voet lang. Ze kunnen gemakkelijk per containertruck worden vervoerd en kunnen binnen een week na aankomst op een locatie aan elkaar worden vastgeschroefd en operationeel zijn.
Wat ze in de kern hebben, werkt heel elegant, zegt Rick Whittaker, vice-president van investeringen bij Duurzame Ontwikkelingstechnologie Canada (SDTC), een stichting zonder winstoogmerk die in een vroeg stadium financiering verstrekt aan bedrijven in de schone technologie.
SDTC kondigde in juli aan dat het zou bijdragen aan een proefproject met Advanced Biorefinery en een grote bosexploitant in het noorden van Ontario. Nu moeten ze bewijzen dat het werkt voor de klant. Ze zijn klaar om het naar een grotere schaal te brengen, zegt Whittaker.
Het snelle pyrolyseproces dat ze gebruiken is bekend. De plant verwarmt de biomassa snel tot 1000 graden F in een zuurstofarme omgeving, waardoor de moleculaire structuur wordt vernietigd en de olie wordt geproduceerd, samen met houtskool en gas.
Fransham zegt dat veel pyrolyse-installaties, waaronder die gebaseerd op populaire maar complexe wervelbedontwerpen, moeilijk op te schalen waren zonder in te boeten aan modulariteit. Hij besloot een flexibeler en eenvoudiger systeem te ontwerpen waarin de biomassa vrijwel onmiddellijk wordt verdampt door heet staalshot, dat warmte efficiënter overdraagt dan andere benaderingen.
Om het proces energiezuiniger te maken, wordt het stalen schot gecirculeerd met behulp van vijzels in plaats van meer energie-intensieve persluchtblazers. De geproduceerde houtskool en gassen worden opgevangen uit de hete dampen en gerecycled als brandstof voor het aandrijven van het systeem en het voordrogen van de slash, die tot 50 procent water kan bevatten.
Het bedrijf van Fransham kwam er al vrij vroeg bij, en zij zijn een van de eersten die erover praten en daadwerkelijk beginnen met het bouwen van dit soort machines, zegt David Layzell, een expert op het gebied van bio-energie en plantwetenschappen aan de Queen's University in Kingston, Ontario.
Layzell, die ook dienst doet als CEO en onderzoeksdirecteur voor de biomassa-denktank Stichting BIOCAP Canada , zegt dat het vroege werk van Fransham anderen in het veld begint te inspireren. Concurrentie tussen deze groepen die het allemaal proberen te laten werken, is precies wat we nodig hebben, zegt hij.
De technologie heeft ook de interesse gewekt van de regering van Ontario. Twee jaar geleden nam de minister van Natuurlijke Hulpbronnen van de provincie een routinevlucht boven Noord-Ontario en was geschokt toen hij rookpluimen zag opstijgen uit clusters van bosscherven die langs de weg werden verbrand. Hij vond het jammer dat het allemaal de lucht in gaat, zegt Larry Skinkle, biomassacoördinator voor de bosafdeling van het ministerie. Na een aantal technologieën te hebben onderzocht, nam het ministerie contact op met Fransham en vroeg hem om een prototype voor de provincie te bouwen.
Skinkle zegt dat de regering, in het besef dat de technologie een nieuwe inkomstenstroom zou kunnen ontsluiten voor een worstelende bosbouwindustrie, en tegelijkertijd milieudoelstellingen kan bereiken, hoopt dat een demonstratiefabriek het systeem in de hele sector zal testen.
Het is gebouwd, zegt hij. De volgende stap is om het de bush in te vervoeren om de volledige transporteerbaarheid ervan te demonstreren.
Het modulaire ontwerp maakt het gemakkelijk te vervoeren. Onderhoud en reparaties zijn ook minder storend. Als een van de modules beschadigd is doordat er een vorkheftruck tegenaan rijdt, kunnen we die module eruit halen, een vervangende module plaatsen en binnen de kortste keren weer aan de gang zijn, zegt Fransham, eraan toevoegend dat upgrades naar afzonderlijke modules kunnen worden gemaakt zonder waardoor de hele fabriek buiten bedrijf wordt gesteld.
Fransham schat dat met 2.000 van zijn machines die in Ontario zijn geïnstalleerd, er elke dag genoeg groene olie kan worden geproduceerd om twee miljoen huishoudens van elektrische energie te voorzien. Maar de marktkansen strekken zich natuurlijk uit over de Verenigde Staten en Canada, maar ook naar bosbouwactiviteiten in China en India, waar gedistribueerde brandstofproductie en energieopwekking een perfecte match kunnen zijn voor afgelegen gemeenschappen.
Om de Amerikaanse markt aan te boren, deelt Advanced Biorefinery zijn intellectuele eigendom met het in Florence, AL gevestigde Hernieuwbare Olie International , die een eigen demonstratiefabriek in Massachusetts probeert te vestigen.
Canada is niet groot genoeg voor deze jongens, zegt Whittaker van Sustainable Development. Dus moedigen we ze aan, nadat ze het hebben bewezen, om echt wereldwijd uit te breiden. Net als de trend in gedistribueerde energieopwekking, gelooft Whittaker dat het concept van gedistribueerde productie van biobrandstoffen een vergelijkbaar potentieel heeft. Het heeft veel economische zin om te doen.
Queen's Layzell zegt dat het beste deel van het omzetten van biomassa-afval, of het nu gaat om bosafval of gewasresten, in bio-olie of ethanol is dat je veel meer energie eruit haalt dan je erin stopt. Als het verbouwen van maïs om ethanol te maken slechts 1,5 keer de energieopbrengst oplevert, hij schat dat het gebruik van bosafval minstens een viervoudig rendement oplevert.
Naarmate bedrijven zoals Advanced Biorefinery en anderen deze technologieën beginnen te implementeren, zullen er verbeteringen op het gebied van energie-efficiëntie en andere voordelen zijn, zegt Layzell. Als u nu vier keer de energieopbrengst kunt krijgen, kunt u er over 15 jaar misschien zes krijgen. Er is een kans om het te bewijzen, maar we zitten echt in de beginfase.