211service.com
Convertir Slash en efectivo
Una pequeña empresa en Ottawa, Canadá, dice que ha desarrollado una forma económica de convertir el vasto suministro de desechos forestales de América del Norte, llamado slash, en un líquido neutro en carbono para la generación de energía y la producción química.
El sistema de pirólisis modular de Advanced Biorefinery está diseñado para su uso en el bosque. El sistema completo también incluye un reactor y un condensador, que no se muestran aquí. (Crédito: Adam Valenta)
Su enfoque se basa en una planta de pirólisis modular y de rápido montaje que puede seguir a las empresas madereras hasta el monte y convertir directamente los restos de recortes en un combustible renovable de combustión limpia.
Los recortes, también conocidos como tala del bosque, son las ramas, copas, tocones y hojas no deseados que se quitan durante la tala y que normalmente se queman en pilas a los lados de las carreteras.
Es una enorme cantidad de energía desperdiciada. Solo en los Estados Unidos, el 16 por ciento de la madera resultante de las actividades de tala es de tala, o 49 millones de toneladas en 2004, según el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
El problema ha sido que la tala del bosque es un material voluminoso y de baja densidad que generalmente se encuentra en áreas remotas de tala, dice Peter Fransham, presidente de Advanced Biorefinery. Esta materia prima abundante y esencialmente gratuita es demasiado cara de recolectar y transportar, dice, particularmente si la refinería más cercana está a más de 60 millas de distancia.
No pasa mucho tiempo antes de que el costo del transporte por camión exceda el valor de la biomasa, dice Fransham, quien también es ingeniero y científico investigador. Así que Advanced Biorefinery le dio la vuelta al problema. Llevamos la máquina a la biomasa en lugar de la biomasa a la máquina, dice.
Esa máquina es una planta de destilación en seco transportable capaz de procesar 55 toneladas secas de tala de bosque por día en una mezcla que incluye 60 por ciento de aceite biológico y 40 por ciento de carbón vegetal, cenizas y gas sintético.
El bioaceite verde, que no contiene dióxido de azufre y contiene la mitad del óxido de nitrógeno del aceite convencional, se puede quemar en calderas, turbinas y generadores diesel para producir calor y energía. También contiene ácido acético, acetol, glioxal y ácido fórmico, que se pueden utilizar en varios mercados químicos, desde alimentos hasta fertilizantes.
Y, por supuesto, los costos de transporte se reducen drásticamente al procesar la biomasa en el sitio y convertirla en líquido de alta densidad, que contiene mucha energía en una fracción del volumen, dice Fransham, quien ha estado trabajando en su sistema durante 18 años.
Si nos fijamos en el valor de la carretera, [el contenido de] un camión de virutas de madera tiene un valor de $ 1,000, mientras que una carga de biocombustible en un camión cisterna tiene un valor de alrededor de $ 8,000.
Una innovación clave detrás de la planta de Advanced Biorefinery es su diseño modular y autosuficiente. El sistema está compuesto por seis módulos, cada uno de aproximadamente dos metros y medio de alto, dos metros de ancho y seis de largo. Se transportan fácilmente en un camión contenedor y se pueden atornillar y poner en funcionamiento una semana después de llegar al sitio.
Lo que tienen en el núcleo funciona de manera muy elegante, dice Rick Whittaker, vicepresidente de inversiones en Tecnología de desarrollo sostenible de Canadá (SDTC), una fundación sin fines de lucro que proporciona financiamiento en etapa inicial para empresas de tecnología limpia.
SDTC anunció en julio que contribuiría con financiamiento para un proyecto piloto que involucra a Advanced Biorefinery y un importante operador forestal en el norte de Ontario. Ahora tienen que demostrarle al cliente que funciona. Están listos para llevarlo a una escala mayor, dice Whittaker.
El proceso de pirólisis rápida que utilizan es familiar. La planta calienta rápidamente la biomasa a 1,000 grados F en un ambiente sin oxígeno, rompiendo su estructura molecular y produciendo el aceite, junto con carbón y gas.
Fransham dice que muchas plantas de pirólisis, incluidas aquellas basadas en diseños de lecho fluido populares pero complejos, eran difíciles de escalar sin sacrificar la modularidad. Decidió diseñar un sistema más flexible y simple en el que la biomasa se vaporiza casi instantáneamente mediante granalla de acero caliente, que transfiere el calor de manera más eficiente que otros enfoques.
Para hacer que el proceso sea más eficiente energéticamente, la granalla de acero se hace circular utilizando sinfines en lugar de sopladores de aire comprimido que consumen más energía. El carbón vegetal y los gases producidos se capturan de los vapores calientes y se reciclan como combustible para alimentar el sistema y secar previamente la barra, que puede contener hasta un 50 por ciento de agua.
La empresa de Fransham se incorporó bastante pronto, y es uno de los primeros en hablar de ello y en empezar a construir este tipo de máquina, dice David Layzell, experto en bioenergía y ciencias de las plantas en la Universidad de Queen en Kingston, Ontario.
Layzell, quien también se desempeña como director ejecutivo y director de investigación del think-tank de biomasa Fundación BIOCAP Canadá , dice que el trabajo inicial de Fransham está comenzando a inspirar a otros en el campo. La competencia entre todos estos grupos que intentan que funcione es exactamente lo que necesitamos, dice.
La tecnología también ha captado el interés del gobierno de Ontario. Hace dos años, el Ministro de Recursos Naturales de la provincia tomó un vuelo de rutina sobre el norte de Ontario y se sorprendió al ver columnas de humo que emergían de grupos de tala de bosques quemados al lado de la carretera. Pensó que era una pena que todo estuviera en el aire, dice Larry Skinkle, coordinador de biomasa de la sección forestal del ministerio. Después de investigar una serie de tecnologías, el ministerio se puso en contacto con Fransham y le pidió que construyera un prototipo para la provincia.
Skinkle dice que el gobierno, reconociendo que la tecnología podría desbloquear una nueva fuente de ingresos para una industria forestal en dificultades, mientras que al mismo tiempo logra los objetivos ambientales, espera que una planta de demostración estimule las pruebas del sistema en toda la industria.
Ha sido construido, dice. El siguiente paso es transportarlo al monte para demostrar su total transportabilidad.
El diseño modular facilita su transporte. El mantenimiento y las reparaciones también son menos perjudiciales. Si uno de los módulos se daña debido a que una carretilla elevadora choca contra él, podríamos sacar ese módulo, colocar un reemplazo y volver a estar en funcionamiento en poco tiempo, dice Fransham, y agrega que se pueden realizar actualizaciones a módulos individuales sin dejando fuera de servicio toda la planta.
Fransham estima que con 2,000 de sus máquinas instaladas en Ontario, se podría producir suficiente aceite verde todos los días para suministrar energía eléctrica a dos millones de hogares. Pero las oportunidades de mercado se extienden a los Estados Unidos y Canadá, por supuesto, así como a las operaciones forestales en China e India, donde la producción distribuida de combustible y la generación de energía podrían ser la combinación perfecta para comunidades remotas.
Para aprovechar el mercado de EE. UU., Advanced Biorefinery comparte su propiedad intelectual con Florence, Alabama. Petróleo renovable internacional , que está intentando establecer su propia planta de demostración en Massachusetts.
Canadá no es un mercado lo suficientemente grande para que estos tipos lo persigan, dice Whittaker de Desarrollo Sostenible. Por eso, los alentamos a que, después de haberlo probado, se expandan realmente a nivel mundial. Al igual que la tendencia en la generación de energía distribuida, Whittaker cree que el concepto de producción de biocombustible distribuida tiene un potencial similar. Tiene mucho sentido económico hacerlo.
Layzell, de Queen, dice que la mejor parte de convertir los desechos de biomasa, ya sea tala de bosques o residuos de cultivos, en bioaceite o etanol es que se obtiene mucha más energía de la que se gasta. Si cultivar maíz para producir etanol produce solo 1,5 veces el retorno de energía, él estima que el uso de desechos forestales ofrece al menos un retorno cuatro veces mayor.
A medida que empresas como Advanced Biorefinery y otras comiencen a implementar estas tecnologías, habrá mejoras en la eficiencia energética y otras ganancias, dice Layzell. Si puede obtener cuatro [veces el retorno de energía] ahora, es posible que pueda obtener seis en 15 años. Existe la oportunidad de demostrarlo, pero realmente estamos en las primeras etapas.