Prażenie - powolne przypiekanie biomasy w celu podniesienia jej wartości energetycznej - okrzyknięto częścią rozwiązania na potrzeby wdrażania bioenergii na wielką skalę. Interesariusze z sektora twierdzą, że technologia prażenia sprawdza się i jest dostępna, ale jej przyjmowanie się nie następuje tak szybko, jak się spodziewano. Na niedawno odbytej w tym miesiącu w Brukseli konferencji Europejskiego Towarzystwa Biomasy (AEBIOM) spotkali się eksperci, badacze i producenci, aby omówić postępy w zakresie prażenia i rysujące się przed nim perspektywy.

Prażenie to wciąż nowicjusz w bioenergii, który mniej więcej w 2007 r. wyłonił się jako "przyszłe, odnawialne paliwo stałe". Uznaje się je za alternatywę wobec spalania sproszkowanego węgla i znajduje także swoje zastosowanie w urządzeniach grzewczych średniej skali.

Biowęgiel, karbonat, biokarbon, agrikarbon, toryfikat - substancja o właściwościach zbliżonych do węgla drzewnego uzyskiwana w procesie pirolizy z roślin energetycznych, odpadów leśnych, biomasy rolniczej, odpadów z przetwórstwa rolno-spożywczego, osadów ściekowych, odpadów komunalnych. Produkt ten może być wykorzystywany jako paliwo odnawialne, w rolnictwie w celu poprawy właściwości gleby oraz w ochronie środowiska do usuwania zanieczyszczeń z roztworów wodnych, gazów procesowych oraz remediacji gleb z zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, a także zwiększania właściwości sorpcyjnych gleby w celu ochrony wód podziemnych i zatrzymania składników biogennych. Biowęgiel pozyskuje się z biomasy w wyniku pirolizy w temperaturze około 200-300 °C, bez dostępu tlenu. Proces przeprowadzany jest w ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego. Podczas procesu nazywanego toryfikacją dochodzi do suszenia, pirolizy i zgazowania wprowadzonej biomasy. Reakcje dotyczą głównie przekształcania hemiceluloz, a w mniejszym stopniu celulozy i ligniny. Efektem jest ubytek około 30% masy, wydzielenie tak zwanego torgazu i uzyskanie biowęgla. Produkt, chociaż zbliżony do węgla drzewnego, różni się od niego - do powstania węgla drzewnego dochodzi, gdy temperatura, w której przeprowadza się pirolizę, przekroczy 350 °C. Wikimedia

Zabierając głos na konferencji AEBIOM, Michael Wild, prezes International Biomass Torrefaction Council (IBTC), podkreślił wyraźnie, że prażenie nie jest już technologią przyszłości. Jak stwierdził: "Miło mi zakomunikować, że w roku 2014 jest już dostępne... Możemy obecnie stwierdzić, że prażenie, technologia prażenia jest dostępna i sprawdza się". Jednak mimo rosnącego apetytu Europy na zastosowanie prażonych produktów na małą skalę, rozwój nie następuje tak szybko, jak spodziewała się tego branża.

Proces prażenia polega na poddawaniu biomasy, takiej jak drewno, odpady i rośliny uprawne, działaniu temperatury 200-300°C w warunkach beztlenowych. Powolny proces ogrzewania powoduje przypieczenie biomasy, uwolnienie związków lotnych i rozkład hemicelulozy. Powstaje suchy, prażony produkt, który jest stabilny, kruchy i łatwiejszy do rozdrobnienia niż pierwotny materiał oraz mniej podatny na degradację biologiczną w czasie składowania.

Proces stawia jednak pewne wyzwania. Podczas gdy przypiekanie i suszenie zwiększa zawartość energii/węgla, średnia gęstość prażonego materiału sprawia, że transport i składowanie stają się bardziej wymagające pod względem ekonomicznym. Jednym z rozwiązań jest "zagęszczanie" materiału i peletowanie.

Zagęszczanie stwarza kolejne trudności, jak przyznaje Wild: "Wiele przedsiębiorstw nie doceniło wagi problemów wiążących się z zagęszczaniem... Nie tak trudno wyprodukować pelet... Jednak bardziej skomplikowane okazuje się wypracowanie procesu, który będzie rzeczywiście wydajny przy akceptowalnym zużyciu energii i narzędzi".

Istnieje pole do poprawy w zakresie składowania prażonych produktów na wolnym powietrzu. Berry Meuleman z Vattenfall zauważył, że to dla koncernu Vattenfall istotna kwestia. Oświadczył: "[Jeżeli chodzi o produkty prażone] chcemy wykorzystywać tę samą logistykę, co w naszych elektrowniach węglowych, co oznacza, że musimy być w stanie składować je na zewnątrz obok hałd węgla... Muszą więc być hydrofobowe i nie może być mowy o uciążliwościach zapachowych".

Przedstawiciele branży są przekonani, że tego typu otwarte kwestie są łatwe do rozwiązania. Prócz wyzwań technicznych, zarówno Meuleman, jak i Rob Voncken z Topell Energy, zauważyli, że potrzebne są instalacje wspomagające w państwach członkowskich, aby prażenie mogło się rozwijać.

Dofinansowany ze środków unijnych projekt SECTOR (Production of Solid Sustainable Energy Carriers from Biomass by Means of TORrefaction) wspomaga działania zmierzające do wprowadzania prażenia na rynek. Zespół projektowy opracowuje obecnie technologie produkcji stałych nośników bioenergii. Ostatecznym celem jest skrócenie czasu komercjalizacji technologii prażenia i promowanie wprowadzania jej na rynek zgodnie z rygorystycznymi warunkami brzegowymi zrównoważenia.

CORDIS, UE

Więcej:
Paliwo nowej generacji
Amazońskie korzenie biowęgla
Od biomasy do biogazu