Brændstofpiller, pellets ( eng. pellets ) - biobrændsel udvundet af tørv , træaffald og landbrugsaffald. Repræsenterer cylindriske granulat af standardstørrelsen.
Pellets klassificeres efter deres brændværdi, fugtindhold og askeindhold samt deres størrelse. Høj tæthed, lav luftfugtighed og standardisering i størrelse giver dem mulighed for at modtage en stor mængde energi under deres forbrænding og nøjagtigt dosere deres mængde med automatiseret forsyning [1] .
Råvarerne til fremstilling af piller kan være tørv , papirmasse (dårlig kvalitet) træ og træaffald: bark , savsmuld , træflis og andet skovningsaffald, samt landbrugsaffald: majsaffald , halm , kornproduktionsaffald, solsikkeskaller , hønsegødning osv. d.
Råvarer (savsmuld, bark osv.) kommer ind i knuseren, hvor de knuses til meltilstand. Den resulterende masse kommer ind i tørretumbleren, fra den - til pressegranulatoren , hvor træmelet komprimeres til granulat . Kompression under presning øger materialets temperatur, ligninen indeholdt i træet blødgøres og klæber partiklerne sammen til tætte cylindre. Produktionen af et ton piller tager omkring 2,3-2,6 tætte kubikmeter træaffald, plus 0,6 tætte kubikmeter savsmuld for hvert ton producerede produkter der brændes.
Færdig granulat afkøles, pakkes i forskellige pakker - fra små sække (2-20 kg) til big bags (stor industriemballage) på 1 ton - eller leveres til forbrugeren i løs vægt.
Under torrefaktion afbrændes fast biomasse uden adgang til ilt ved en temperatur på 200-330 ºC. Torrefied, eller bio-kul (sort), pellets har en række fordele sammenlignet med konventionelle, ellers kaldet hvide [2] :
Brændstofpiller er miljøvenligt brændstof med et askeindhold , som regel ikke mere end 3%. Ved fremstilling af piller bruges hovedsageligt savværks- og landbrugsaffald, som tidligere hovedsageligt blev bragt til lossepladser og rådne, og efter nogle år begyndte det at brænde eller ulme.
Men hvis miljøet indeholder giftstoffer eller radioaktive stoffer på det sted, hvor råvaren vokser, så kan disse stoffer sprøjtes ud i atmosfæren, når pillerne brændes.
Granulat adskiller sig fra almindeligt træ i høj tørhed (fugtighed er kun 8-12%, og fugtindholdet i råt brænde er 30-50%) og større - cirka halvanden gange - tæthed end brænde. Disse kvaliteter giver høj brændværdi sammenlignet med flis eller brænde - ved afbrænding af et ton piller frigives ca. 3,5 tusinde kWh varme, hvilket er næsten to gange mindre end ved afbrænding af et ton kul , halvanden gange mere end konventionelt brænde , og kun to gange (næsten tre gange) mindre end ved brug af gas , fyringsolie eller diesel . [3]
Lav luftfugtighed er ikke kun en fordel ved pellets som brændstof, men også et problem i deres produktion. Tørring kan være en af de vigtigste omkostningsposter i produktionen af brændselsmaterialer fra træaffald . Derudover kan indsamling, sortering og rensning af råvarer, afhængigt af produktionen, også medføre ekstra omkostninger. Det er vigtigt omhyggeligt at planlægge tørreprocessen, hvilket vil reducere risiciene forbundet med kvaliteten af det færdige produkt, dets omkostninger og brandfaren ved produktionen. Den bedste mulighed er at producere biobrændstof fra tørre spåner .
En af de vigtigste fordele ved granulat er deres høje og konstante bulk-densitet , hvilket gør det relativt nemt at transportere dette bulkprodukt over lange afstande. På grund af den korrekte form, lille størrelse og ensartede konsistens af produktet kan granulatet hældes gennem specielle hylstre, hvilket gør det muligt at automatisere processerne med lastning og losning og også forbrændingen af denne type brændstof.
For effektiv brug af brændstofpiller kræves en speciel type ovn: en pillekedel .
Kvaliteten og typen af granulat afhænger af råmaterialerne og produktionsteknologien. Træpiller med et højt barkindhold er normalt mørke i farven, mens afbarkede træpiller er lyse i farven. Under produktionsprocessen - for eksempel under tørring - kan granulatet "brænde" lidt og så bliver de fra hvidt til gråt. Selvom dette ikke altid påvirker sådanne forbrugerkvaliteter af pellets som brændværdi, askeindhold , styrke og slid , kan det føre til dannelse af fint støv under transport på grund af pillernes friktion mod hinanden.
Forskellige lande har vedtaget forskellige standarder for produktion af brændstofpiller.
USA har standardforskrifter og standarder for pellets i USA: PFI (pellet).
Standarden tillader produktion af pellets af to kvaliteter: "Premium" og "Standard". "Premium" bør ikke indeholde mere end 1% aske, og "Standard" ikke mere end 3%. "Premium" kan bruges til opvarmning af enhver bygning. Premium kvalitet tegner sig for omkring 95% af den amerikanske pelletproduktion . Sorten "Standard" indeholder en større mængde bark eller landbrugsaffald. Standarderne definerer også densitet, granulatstørrelse, fugtighed, støvindhold og andre stoffer. I USA må brændstofpiller ikke være mere end 1 ½ tommer lange, og pillernes diameter skal være mellem ¼ " og 5 1/16 " .
I Tyskland har brændstofpiller overtaget standarden DIN 51731. Længde - ikke mere end 5 cm, diameter - fra 4 til 10 mm. Luftfugtighed mindre end 12%, støvindhold mindre end 0,5% osv.
I Østrig er ONORM M 7135-standarden.
Storbritannien - The British BioGen Code of Practice for biobrændstof (pellets).
Schweiz - SN 166000.
Sverige - SS 187120.
I Rusland - GOST 33103.1-2017
I Den Europæiske Union - ISO 17225-1:2014
Træpiller af høj kvalitet (hvide og grå) bruges til opvarmning af boliger ved afbrænding i pillekedler , ovne og pejse. De er normalt 6-8 mm i diameter og mindre end 50 mm lange. I Europa sælges de ofte i 15-20 kg sække. Udover opvarmning kan moderne små dampkraftværker med pillefyr også producere strøm sammen med varme. For eksempel er der i Rusland etableret produktion af sådanne systemer med små dampaksialstempelmotorer med en effekt på 6 til 60 kW.
Efterspørgslen efter træbriketter og træpiller, udstyr til deres forbrænding og produktion vokser i forhold til priserne på traditionelle brændstoffer som olie og gas. I nogle europæiske lande, hvor markedet for alternative energikilder er mest udviklet, opvarmes op til 2/3 af boliger med piller. En så bred fordeling forklares også af miljøvenligheden af denne type brændstof - under forbrænding er CO 2 -emissioner lig med absorptionen af denne gas under trævækst, og NO 2 og flygtige organiske komponenter er betydeligt reduceret takket være moderne forbrænding teknologier.
Mørke granulat med et højt indhold af bark afbrændes i større kedler for at producere varme og el til bygder og industrivirksomheder. Mørke granulat kan være større i diameter. De sælges i løs vægt i partier på to til tre tusinde tons eller mere.
Ud over at blive brugt til det tilsigtede formål, brændstofpiller (deres lette, uforbrændte variant) på grund af deres hygroskopicitet, gode lugtbevarelse og evne til at udvide sig kraftigt, når de er våde (et par håndfulde piller giver et lag savsmuld med en volumen på flere titusinder af kubikcentimeter) bruges i vid udstrækning som fyldstof til kattegrus.
I USA var i begyndelsen af 2008 mere end 80 virksomheder beskæftiget med produktion af brændstofpiller. De producerer omkring 1,1 millioner tons pellets om året. I 2008 blev der solgt omkring 2 millioner tons pellets i USA [4] . Mere end 600.000 bygninger opvarmes med piller. Mere end 20 virksomheder fremstiller kedler, ovne, brændere og andet udstyr til pilleforbrænding.
I Finland forbrugte den indenlandske sektor i 2005 70.000 tons pellets. Omkring 7.000 bygninger blev opvarmet med biobrændsel. "Road Map - 2010" i Finland planlægger at producere 1,1 millioner tons pellets inden 2010 .
I 2005 blev 582,5 tusinde tons granulat eksporteret fra Canada . I alt blev der produceret omkring 1,3 millioner tons i Canada i 2008 . Anlæg til produktion af piller er hovedsageligt placeret ved kysten. Fabrikker beliggende på Canadas vestkyst producerer pellets fra bløde træsorter: gran, fyr. Fabrikker på østkysten producerer pellets af hårde sorter: eg, ahorn, kirsebær osv.
Alle piller produceret i Nordamerika er lavet af tørrede rester af træforarbejdningsaffald: savsmuld, spåner, træflis. Kun to fabrikker tilføjer træbark til pillerne.
De største producenter i EU-landene i 2008: Sverige - 1,7 millioner tons, Tyskland - 900 tusinde tons, Østrig - 800 tusinde tons [4] .
Letland udvikler aktivt produktionen af biobrændstoffer. Især i august 2012 blev det største anlæg i landet med en kapacitet på 175-200 tusinde tons pellets om året lanceret. [5]
På verdensplan udgjorde produktionen af brændstofpiller i 2008 8-10 millioner tons [6] .
I 2009 var der cirka 650 træpilleanlæg i Europa, der producerede over 10 millioner tons træpiller. [7]
I 2011 blev der produceret omkring 15 millioner tons pellets i Europa. [8] Ved udgangen af 2013 er det globale forbrug af piller omkring 22,5 millioner tons. [9]
I Rusland i 2008 blev der produceret 500-600 tusinde tons pellets, produktionen af brændstofpiller blev etableret på 150 virksomheder i forskellige regioner i landet.
I 2009 blev der produceret omkring 960 tusinde tons brændstofpiller. Omkring 260 tusinde tons blev brugt inde i landet [10] .
I 2010 blev der produceret omkring 1 million tons træpiller og skaller i Rusland. De fleste af dem blev eksporteret til Europa. På samme tid, hvis træpiller hovedsageligt købes af de skandinaviske lande samt Central- og Nordeuropa, er det kun Storbritannien og Polen, der køber russiske brændstofpiller fra skaller. [11] Pellets produceret i Fjernøsten eksporteres til Sydkorea og Japan.
Ifølge FN-estimat var den årlige produktion af brændstofpellets i Rusland i 2011 750 tusinde tons, hvoraf 600 tusinde tons blev eksporteret. [12]
I 2011 lancerede Vyborgskaya Cellulose OJSC (Sovetsky-bosættelsen, Leningrad-regionen) verdens største træpillefabrik. [13] Virksomhedens produktionsvolumen bør være 1 million tons brændstofpiller om året. I 2012 producerede virksomheden 500 tusinde tons pellets. [fjorten]
Det russiske marked for brændstofgranulat (pellets) viste i 2015 en stabil vækst i produktion og eksport af produkter, efter at være steget med 100.000 tons om året. Denne tendens fortsætter på pillemarkedet på trods af en række krisefænomener i økonomien. Størstedelen af russiske virksomheder involveret i eksport af produkter i 2015 oplevede ikke salgsproblemer på trods af den varme vinter i Europa. Dette skyldes tilstedeværelsen af langsigtede kontrakter med de producenter, der har været på markedet i de sidste par år. På samme tid, på grund af devalueringen af rublen over for euroen, begyndte disse virksomheder i 2015 at deltage i eksporten af træpiller, som tidligere havde været urentabelt ud fra et logistisk synspunkt at sælge deres produkter til udlandet. I anden halvdel af 2015 deltog 157 russiske pelletproducenter i eksporten af produkter. Indenlandske producenter opnår aktivt europæiske certifikater EN plus og SPB og går ind på nye markeder. [15] .
I forsommeren 2010 præsenterede Wageningen University en undersøgelse om biobrændstoffer. I de næste 25 år vil efterspørgslen efter træpiller i Europa ifølge en undersøgelse stige til 200 millioner tons om året [16] . Gennem havnen i Rotterdam vil passere 13-20 millioner tons pellets om året. I juli 2010 annoncerede Rotterdam Port Authority et fælles projekt med den engelsk-hollandske energibørs APX-ENDEX [16] for at skabe en biobrændstofbørs.
I 2020 havde Kina til hensigt at producere 50 millioner tons pellets årligt.
Storbritannien planlagde at øge forbruget af brændstofpiller til 600.000 tons i 2010 . Det forventes, at mængden af pelletproduktion i Østrig i 2014 vil være mere end en million tons, og i 2020 planlægger landets regering at fordoble forbruget af piller. [9]
I 2010 annoncerede den russiske Forest Pellets-holding planer om at bygge træpilleproduktionsanlæg i 13 regioner i Rusland med en samlet kapacitet på mere end 2,5 millioner tons pellets [17] .
I 2012 annoncerede Russian Biougol Group LLC et program til at bygge 52 fabrikker i Rusland med en samlet kapacitet på op til 10 millioner tons brændstofpiller om året, især vil virksomheden bygge 9 torrefificerede pelletfabrikker i Moskva-regionen. [18]
I begyndelsen af 2016 indgav den største tyske pilleproducent, German Pellets, konkursbegæring. I 2014 oprettede det tyske selskab et russisk datterselskab, German Pellets Nizhny Novgorod, og annoncerede opførelsen af et pilleanlæg i Nizhny Novgorod-regionen med en kapacitet på 500.000 tons om året, men planerne blev ikke gennemført. [19]