Biochar și gazgen din resturi vegetale
PDF Email
Scris de Tudor Calotescu
Marţi, 14 Februarie 2017 22:56

Sau despre cum s-ar pot transforma resturile vegetale într-o sursă ieftină de energie și, totodată, într-un îngrășământ organic valoros pentru toți fermierii, dar mai ales ale celor cu afaceri în legumicultură, pomicultură sau viticultură. Profesorul Erol Murad, de la Universitatea Politehnică București, propune fermierilor o soluție ieftină și la îndemână de valorificare a resturilor vegetale rezultate din activitatea agricolă. Prin procedeul denumit științific CHAB, din biomasă agricolă cu ajutorul unui gazogen TLUD, se obține energie termică verde și un cărbune vegetal steril, denumit biochar.

 

Acesta s-a dovedit a fi un amendament agricol valoros, dar și o modalitate ecologică de sechestrare în sol, pe timp îndelungat, a carbonului. Ca o paranteză demnă de luat în seamă, în SUA se derulează un program de cercetare în acest domeniu cu o finanțare de aproape un miliard de dolari. Conceptul CHAB (Combined Heat And Biochar production – adică, producerea concomitentă de căldură și biochar) realizat prin procedeul TLUD (Top-Lit-Up-Draft - un procedeu de gazeificare caracterizat prin valori foarte mici ale vitezei superficiale a gazelor prin frontul de oxidare , 0,03 – 0,06 m/s, ceea ce duce la un randament de conversie energetic, în faza piroliticå, foarte mare, undeva între 93 -95%. ). TLUD se poate realiza în instalații simple, necostisitoare și foarte eficiente. Conform studiilor efectuate de cercetătorul român, prin utilizarea directă în ferme a resurselor proprii de biomasă se poate obține energie termicå cu un cost care tinde spre zero. Procedeul TLUD este extrem de sigur în exploatare și asigură producerea unei energii termice curate și un biochar de calitate superioară. Instalația nu se realizează greu și nu e nici prea scumpă. În principiu, instalația se compune dintr-un reactor cilindric, numit gazogen TLUD (ceva asemănător cu o sobă pe rumeguș dar în care alimentarea cu aer se face într-un regim sustoichiometric – adică un volum cât mai mic de aer, controlat, pentru a asigura o piroliză lentă a biomasei). Gazogenul poate fi din material ceramic sau din metal. Acesta are la partea inferioară un grătar pe care se sprijină biomasa. Tot la partea inferioară este ventilatorul care asigură volumul necesar de aer, calculat în funcție de volumul reactorului dar și de tipul de biomasă care se folosește. Reactorul se umple cu biomasă și aprinderea de inițiere a acesteia se face în stratul de deasupra. În reactor are loc o ardere lentă iar stratul de cărbune incandescent (numit și front de oxidare) coboară continuu consumând biomasa din reactor. Datorită căldurii radiate de către frontul de oxidare, biomasa se încălzește, se usucă și apoi intră într-un proces de piroliză rapidă, moment în care se degajă volatilele din biomasă. Volatilele trec prin stratul de cărbune încins transformânduse într-un gaz de ardere denumit gazgen. Acesta va fi folosit pentru obținerea energiei termice. Când frontul de oxidare ajunge la grătar, toate volatilele din biomasă au fost gazeificate iar o parte din carbonul fixat a fost redus. Pe grătar râmânând între 10 și 20% din masa inițială, sub formă de cărbune steril numit biochar (BCH) în literatura de specialitate. La gazogen se poate racorda un arzător realizându-se, în acest fel, un modul energetic care poate fi utilizat la încălzirea spațiilor protejate (solarii, sere), a incintelor de orice fel, a uscătoarelor de fructe etc. Folosirea acestei instalații poate prelungi cu o lună - până la o lună jumătate (atât la intrarea în iarnă cât și la ieșirea din sezonul rece) perioada de producție în spațiile protejate, fără cheltuieli prea mari. Depinde de volumul de biomasă strâns din fermă sau achiziționat din apropierea fermei. S-a estimat un cost mediu de 60 de euro/t de biomasă în aceste condiții. Pentru generatoare medii, cu un diametru de 150-500 mm, este recomandat ca tocarea biomasei să se facă la dimensiuni cuprinse între 10-50 mm. Uscarea biomasei se poate face natural. Indicele optim de umiditate nu ar trebui să fie mai mare de 15%. Biocharul obținut se poate folosi pentru creșterea capacității productive a terenurilor agricole. În special la solurile mai acide . Se folosește cu rezultate foarte bune în legumicultură, pomicultură și viticultură. Este folosit pe o scarå destul de mare în Spania, Germania, Austria iar prețul mediu de comercializare în Europa este 680 euro/t. Cel mai mic preț este în Spania. La noi încă nu există o piață pentru biochar. „Generarea de energie termică din resturile vegetale și obținerea concomitent, din acest proces, a biocharului, poate fi o soluție pentru reducerea cheltuielilor în fermele legumicole, pomicole sau viticole”, subliniază cercetătorul bucureștean, prof. Erol Murad.