Przetwarzanie roślin w trwałe paliwo w Afryce Południowej
Przeszło 120 milionów hektarów obszaru Afryki Południowej, w tym 45 milionów hektarów terenów w samej Namibii, uległo degradacji ze względu na inwazyjne gatunki obce i zarośla. Niechciane rośliny ograniczają rozwój roślin zielnych i różnorodność ekologiczną oraz wyczerpują zasoby wód gruntowych, co przekłada się na wpływ na dziką przyrodę i zwierzęta gospodarskie. „Afryka Południowa charakteryzuje się także wysokim poziomem ubóstwa na obszarach wiejskich, zwłaszcza wśród kobiet i młodzieży, a wskaźnik bezrobocia przekracza tam 50 %”, zauważa koordynatorka projektu SteamBioAfrica Heike Knicker z Hiszpańskiej Krajowej Rady ds. Badań Naukowych (CSIC). „To ubóstwo jest szczególnie widoczne w regionie cierpiącym z powodu najwyższych nierówności dochodowych na świecie”. Kolejnym kluczowym wyzwaniem pozostaje fakt, że węgiel pozostaje głównym źródłem energii w regionie. „W samej Republice Południowej Afryki wydobywa się i spala ponad 200 milionów ton tego surowca rocznie”, mówi Knicker. „Społeczności odłączone od sieci energetycznej spalają drewno opałowe lub węgiel drzewny w otwartych paleniskach w celu gotowania oraz ogrzewania pomieszczeń, co wpływa negatywnie na zdrowie, zwłaszcza kobiet i dzieci”.
Przekształcanie zarośli w biopaliwo stałe
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej ambitnego projektu SteamBioAfrica miał na celu sprostanie tym wyzwaniom. Głównym celem prac było wykazanie, że innowacyjny proces toryfikacji z wykorzystaniem pary przegrzanej może zostać zastosowany do przekształcenia krzewów w biopaliwo stałe o właściwościach zbliżonych do węgla. „Chcieliśmy wykazać, że zarośla mogą być wykorzystywane jako paliwo, bez potrzeby inwestycji kapitałowych lub obniżenia sprawności”, dodaje Knicker. „Co więcej, stanowią czystszą alternatywę dla drewna opałowego lub węgla drzewnego”. Aby to osiągnąć, zespół projektowy zbudował niewielki zakład demonstracyjny na skalę przemysłową na obszarach wiejskich Namibii w pobliżu Otjiwarongo, obszaru zniszczonego przez zarośla. Osiągając wydajność na poziomie 250 kilogramów na godzinę, zakład skutecznie przetworzył ponad 200 ton zarośli. W celu zapewnienia kompleksowych korzyści, zespół przeprowadził liczne badania. Obejmowały one zarówno analizy cyklu życia i rozwoju łańcucha wartości, jak i badania gleb, płci zbiorów.
Replikacja na szeroką skalę w Afryce Południowej
Możliwości instalacji zostały zweryfikowane przez przedstawicieli przemysłu i gospodarstwa domowe, a wyniki okazały się obiecujące. Podmioty przemysłowe wyraziły zainteresowanie rozwojem technologii w celu jej komercjalizacji. „Celem jest teraz osiągnięcie parytetu kosztowego z węglem”, zauważa Huw Parry, kierownik projektu ds. innowacji. „Umożliwi to powielenie tej technologii na szeroką skalę w całej Afryce Południowej”. Rozwiązanie to przyczyni się także do ekologicznej walki z zaroślami, rekultywacji gruntów i pobudzeniu tworzenia miejsc pracy na obszarach wiejskich. „Zaledwie jedna jednostka osiągająca wydajność pięciu ton na godzinę bezpośrednio przyczyniłaby się do zrównoważonej rekultywacji ponad 4 000 hektarów terenów rocznie”, zauważa Parry. „Choć prace koncentrują się na Afryce Południowej, nie wyklucza to zastosowania tej technologii w celu sprostania szerszym globalnym wyzwaniom spowodowanym przez gatunki inwazyjne”.
Modernizacja instalacji pod kątem sprawności i opłacalności
Osiągnięcie parytetu kosztowego z węglem wymaga modyfikacji demonstratora w celu poprawy jego opłacalności. W tym celu badacze przygotowali kompleksowy plan modernizacji określający wymagane działania, głównie w zakresie efektywności energetycznej i automatyzacji. „W celu ich realizacji potrzebne są dodatkowe środki”, mówi Parry. „Po skutecznej modernizacji zakładu, inwestycje komercyjne będą łatwo dostępne w przypadku replikacji na większą skalę”. Obecnie do wdrożenia pierwszej instalacji przemysłowej na skalę komercyjną przygotowuje się lokalna cementownia. Nowa instalacja będzie obsługiwana przez partnerów projektu SteamBioAfrica. Nastąpi to po weryfikacji modernizacji istniejącej instalacji.
Słowa kluczowe
SteamBioAfrica, ekologia, energia, Afryka, Namibia, biopaliwo, węgiel
