Топливные брикеты для улучшения климата: ученые разработали коллайдер для производства биотоплива из опилок

Во всем мире использование биотоплива рассматривается как альтернатива традиционным источникам энергии. Научная команда Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработала коллайдер, который перерабатывает опилки в твердое топливо в виде брикетов. Производство позволяет решать вопрос с утилизацией отходов в лесной промышленности и снижает уровень углекислого газа в атмосфере.

Возобновляемые источники энергии играют все большую роль на мировом топливном рынке как неистощимые и экологически устойчивые. При этом горючее из древесины занимает особое место — его использование практически не оказывает негативного влияния на окружающую среду. К тому же в деревообрабатывающей промышленности образуются огромные объемы невостребованных отходов: опилки, щепки, стружки.

Как правило, древесные остатки сжигаются или складируются в отвалах. Однако в последние двадцать лет в мире стали широко применять опилки для изготовления твердого биотоплива второго поколения — пеллет (топливных гранул) и брикетов. Для экопроизводства необходимо оборудование с высокой энергоемкостью, поэтому одна из актуальных задач для российского лесопромышленного комплекса — создание и реализация инновационной технологии глубокой переработки древесных отходов.

В этих целях ученые из СПбГУПТД разработали коллайдер, который измельчает древесину до порошкообразного состояния. В трубе диаметром 1020 мм и длиной 110 м опилки влажностью 30 % разгоняются, подсушиваются, разрушаются и превращаются в древесную муку влажностью всего 0–2 %. Далее полученное сырье попадает в экструдер — машину для непрерывной переработки.

«В час оборудование выпускает 3 тонны такого сухого материала. Затем эту муку мы отправляем в экструдер, который формирует однородный расплав и придает ему форму брикета. Далее брикет можно подвергнуть торрефикации или карбонизации, и превратить в древесный уголь, получив еще один наукоемкий продукт», — рассказал один из авторов разработки, профессор Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД Эдуард Аким.

Формовка в виде брикетов имеет высокую плотность (1300 кг/м³) и обеспечивает низкое содержание влаги, что позволяет им выделять в несколько раз больше тепла, чем аналогу — пеллетам (600-800 кг/м³). Такое биотопливо можно адаптировать к двигателям разных конструкций, для отопления котельных и на производствах.

По словам профессора, массовое производство биотоплива и применение его в коммунальном хозяйстве позволит перевести лесной сектор на углеродную нейтральность и снизить вредные выбросы в атмосферу.

«Переход к низкоуглеродной экономике — один из важнейших вызовов для человечества. Наша задача состоит в том, чтобы сократить углеродный след и остановить глобальное изменение климата. Лесной сектор может раньше других перейти на углеродную нейтральность. В этом плане он имеет фантастические возможности», — добавил Эдуард Аким.

Тестирование коллайдера проходило на деревообрабатывающем заводе в поселке Качуг Иркутской области. Сейчас по технологии ученых брикеты уже производит Шелеховский завод и еще ряд предприятий России. Ежегодно завод перерабатывает 100 000 м³ круглого леса, образуя большое количество отходов, которое теперь используется для выпуска биотоплива. Часть брикетов остается на заводе для отопления цехов, а часть отправляется на экспорт.