“대부분의 펠렛 공장은 연간 평균 생산 능력이 약 9,000톤에 불과한 소규모 공장입니다. 2013년 약 29,000톤만 생산되었던 펠릿 부족 문제 이후, 이 부문은 2016년에 88,000톤에 달하는 기하급수적인 성장을 보였으며 2021년까지 최소 290,000톤에 이를 것으로 예상됩니다."

칠레는 1차 에너지의 23%를 바이오매스에서 얻습니다. 여기에는 가정 난방에 널리 사용되는 연료인 장작도 포함되지만 지역 대기 오염과도 연관되어 있습니다. 최근 몇 년 동안 새로운 기술과 펠렛과 같은 보다 깨끗하고 효율적인 바이오매스 연료가 빠른 속도로 발전하고 있습니다. University of La Frontera의 연구원인 Laura Azocar 박사는 칠레의 펠렛 생산과 관련된 시장 및 기술의 상황과 현재 상태에 대한 통찰력을 제공합니다.

DR AZOCAR에 따르면 장작을 주요 에너지원으로 사용하는 것은 칠레의 특별한 특징입니다. 이는 풍부한 산림 바이오매스, 높은 화석 연료 비용, 중남부 지역의 춥고 비가 오는 겨울 외에도 칠레의 전통 및 문화와 관련이 있습니다.

숲의 나라

이 진술을 맥락에 맞게 설명하자면, 칠레에는 현재 1,750만 헥타르(ha)의 산림이 있으며, 82%는 천연 산림, 17%는 농장(주로 소나무와 유칼립투스), 1%는 혼합 산림입니다.

이는 현재 1인당 국민소득이 연간 21,000달러, 평균 수명이 80세인 국가의 급속한 성장에도 불구하고 주택 난방 시스템 측면에서 여전히 낙후된 상태임을 의미합니다.

실제로 난방에 소비되는 총 에너지 중 81%가 장작에서 나옵니다. 이는 현재 칠레의 약 170만 가구가 이 연료를 사용하고 있으며, 연간 총 목재 소비량은 1,170만m3 이상에 달한다는 것을 의미합니다.

보다 효율적인 대안

장작의 높은 소비는 칠레의 대기 오염과도 관련이 있습니다. 인구의 56%, 즉 1,000만 명에 가까운 사람들이 오후 2시 5분(PM2.5) 미만의 연간 농도 20mg/m3의 미세먼지(PM)에 노출됩니다.

이 PM2.5의 약 절반은 장작의 연소에 기인합니다. 이는 건조되지 않은 목재, 낮은 난로 효율 및 주택의 단열 불량과 같은 여러 요인에 기인합니다. 또한, 장작의 연소는 이산화탄소(C02) 중립으로 가정되지만 스토브의 낮은 효율성으로 인해 등유 및 액화 가스 스토브에서 배출되는 것과 동일한 CO2 배출량이 발생합니다.

최근 몇 년 동안 칠레의 교육 수준이 향상됨에 따라 자연 유산 보존 및 환경 보호와 관련된 요구가 나타나기 시작한 보다 강력한 사회가 탄생했습니다.

위와 함께, 연구의 기하급수적인 발전과 고급 인적 자본의 창출로 인해 국가는 가정 난방에 대한 기존 요구 사항을 해결하는 새로운 기술과 새로운 연료를 검색함으로써 이러한 과제에 직면할 수 있게 되었습니다. 이러한 대안 중 하나는 펠릿을 생산하는 것입니다.

스토브 스위치 끄기

칠레에서 펠릿 사용에 대한 관심은 2009년경부터 시작되었으며, 이 시기에 유럽에서 펠릿 스토브 및 보일러가 수입되기 시작했습니다. 그러나 높은 수입 비용이 문제로 판명되어 도입이 느렸습니다.

사용을 대중화하기 위해 환경부는 2012년 주거용 및 산업 부문을 대상으로 스토브 및 보일러 교체 프로그램을 시작했습니다. 이 전환 프로그램 덕분에 2012년에는 4,000개 이상의 장치가 설치되었으며, 이후 그 숫자는 2012년 이후 3배로 늘어났습니다. 일부 지역 가전제품 제조업체의 통합.

이러한 스토브와 보일러 중 절반은 주거 부문에 사용되고, 28%는 공공 기관에, 약 22%는 산업 부문에 사용됩니다.

우드펠렛 뿐만 아니라

칠레의 펠릿은 주로 일반적인 재배종인 라디에타 소나무(Pinus radiata)에서 생산됩니다. 2017년에는 전국 중부 및 남부 지역에 다양한 크기의 펠릿 공장 32개가 분포되어 있었습니다.

- 대부분의 펠릿 공장은 연간 평균 생산 능력이 약 9,000톤으로 소규모입니다. Azocar 박사는 2013년 약 29,000톤만 생산되었던 펠릿 부족 문제 이후 이 부문은 2016년에 88,000톤에 달하는 기하급수적인 성장을 보였으며 2020년까지 최소 190,000톤에 이를 것으로 예상된다고 Azocar 박사는 말했습니다.

풍부한 산림 바이오매스에도 불구하고, 이 새로운 "지속 가능한" 칠레 사회는 고밀도 바이오매스 연료 생산을 위한 대체 원료를 찾는 기업가와 연구자들의 관심을 불러일으켰습니다. 이 분야에 대한 연구를 개발한 수많은 국립 연구 센터와 대학이 있습니다.

라 프론테라 대학교의 BIOREN Scientific Nucleus 소속이자 화학 공학부와 연계된 폐기물 및 바이오에너지 관리 센터는 에너지 잠재력이 있는 지역 바이오매스 소스를 식별하기 위한 스크리닝 방법을 개발했습니다.

헤이즐넛 껍질과 밀짚

이 연구에서는 헤이즐넛 껍질이 연소될 수 있는 최고의 특성을 지닌 바이오매스로 확인되었습니다. 또한, 밀짚은 높은 가용성과 짚 및 그루터기 연소의 일반적인 관행으로 인해 발생하는 환경 영향으로 인해 두각을 나타냈습니다. 밀은 칠레의 주요 작물로, 약 286,000ha의 면적에서 재배되며 매년 약 180만 톤의 짚을 생산합니다.

헤이즐넛 껍질의 경우 이 바이오매스가 직접 연소될 수 있지만 연구에서는 펠릿 생산에 사용하는 데 중점을 두었습니다. 그 이유는 지역 대기 오염 문제를 해결하기 위해 장작 난로를 펠릿 난로로 교체하는 공공 정책으로 인해 지역 현실에 적합한 고체 바이오매스 연료를 생성해야 하는 과제에 직면해 있기 때문입니다.

결과는 고무적이었습니다. 예비 연구 결과에 따르면 이러한 펠렛은 ISO 17225-1(2014)에 따라 목재 펠렛에 대해 설정된 매개변수를 준수할 것으로 나타났습니다.

밀짚의 경우, 불규칙한 크기, 낮은 부피 밀도, 낮은 발열량 등 이 바이오매스의 일부 특성을 개선하기 위해 반탄화 테스트가 수행되었습니다.

불활성 환경의 적당한 온도에서 수행되는 열 공정인 반탄화는 특히 이 농업 잔류물에 최적화되었습니다. 초기 결과는 150℃ 이하의 적당한 작동 조건에서 보유 에너지와 발열량이 크게 증가함을 시사합니다.

이 반탄화된 바이오매스를 사용하여 파일럿 규모로 생산된 소위 블랙 펠릿은 유럽 표준 ISO 17225-1(2014)에 따라 특성화되었습니다. 반탄화 전처리 공정 덕분에 겉보기 밀도가 m3당 469kg에서 m3당 568kg으로 증가하는 등 결과는 매우 좋았습니다.

현재 진행 중인 과제는 국내 시장에 진출할 수 있는 제품을 달성하고 국가에 영향을 미치는 환경 문제를 해결하는 데 도움이 되도록 반탄화된 밀짚 펠렛의 미량 원소 함량을 줄이는 기술을 찾는 것을 목표로 합니다.