目標(biāo)取代燃煤！Arterran將擴(kuò)大低成本黑顆粒的生產(chǎn)

　　隨著政府和行業(yè)利益相關(guān)者朝著低碳經(jīng)濟(jì)的努力，用可再生能源替代煤炭將成為關(guān)鍵。但是，煤炭是一個(gè)每年80億噸的產(chǎn)業(yè)，用顆粒或其他固體生物燃料取代所有這些煤炭是不劃算的。這就是總部位于溫哥華的Arterran可再生能源公司的用武之地。

　　該公司正在商業(yè)化他們的第三方驗(yàn)證過程，生產(chǎn)一種“滴入式”固體生物燃料，專門用于以低成本取代煤炭。

　　這一過程被稱為Arterran的熱催化過程(ATP)，利用一種化學(xué)催化劑將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成一種高能量密度、耐水的生物顆粒燃料。

　　“催化劑的使用使得轉(zhuǎn)化過程能夠在較低的溫度和壓力下進(jìn)行，這導(dǎo)致了可觀的運(yùn)營和建設(shè)成本的降低，”Arterran可再生能源公司的業(yè)務(wù)發(fā)展主任David Tiessen解釋說。“這是一種催化劑，它在減少生物質(zhì)中水分的同時(shí)，也使燃料的能量和質(zhì)量密度更加高。”

　　這個(gè)過程發(fā)生在不到一個(gè)半小時(shí)內(nèi)，只使用了幾樣主要的設(shè)備——催化劑罐、一系列來自德迪特里希工藝系統(tǒng)的生物反應(yīng)器(發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方)、一臺(tái)離心機(jī)和一臺(tái)造粒機(jī)。

　　Arterran可再生能源業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)David Tiessen解釋道：“一旦催化劑/生物質(zhì)漿從反應(yīng)器中出來，它們就會(huì)進(jìn)入離心機(jī)，將催化劑和水從當(dāng)前致密的、疏水的燃料中分離出來，這種燃料的含水量只有4%。然后，從那里直接進(jìn)入造粒機(jī)。”

　　他補(bǔ)充說，這個(gè)過程是“不確定原料的”，這意味著大多數(shù)類型的生物質(zhì)原料都可以使用。Arterran將主要使用木材纖維，但也在尋找利用農(nóng)業(yè)殘留物的機(jī)會(huì)。

　　由此產(chǎn)生的產(chǎn)品被稱為Arterran高級燃料(AAF)，是一種每噸能量密度為24吉焦耳(GJ)的顆粒。Tiessen說，這種燃料的碳氧比更高，含氧量增加了200%，從而產(chǎn)生了一種更高效、更清潔的燃料。

Arterran先進(jìn)燃料(AAF)。（Arterran可再生能源公司）

　　他解釋說：“當(dāng)它進(jìn)來的時(shí)候是木頭，但出來的時(shí)候就不是木頭了。它們的分子構(gòu)成不同。”

　　由于催化劑從生物質(zhì)原料中去除了水分，所以消耗的能量更少。因此，生產(chǎn)成本更低。

　　Tiessen說：“前端較低的能量使我們能夠以比一般顆粒更低的成本生產(chǎn)出更好的完全替代的生物燃料。”

　　他說，考慮到去年全球有2300萬噸木質(zhì)顆粒取代動(dòng)力煤，到2025年這一數(shù)字預(yù)計(jì)將達(dá)到4000萬噸，這一點(diǎn)至關(guān)重要。Tiessen相信隨著AAF的引入，這個(gè)市場的增長會(huì)更快。

　　目前，顆粒是唯一可以替代動(dòng)力煤的可再生燃料。但是，作為一種替代的解決方案，它并不理想，因?yàn)榕c煤炭相比，其轉(zhuǎn)化成本高、儲(chǔ)存成本高、物流成本高，Tiessen說。

　　他補(bǔ)充說，即使這些燃料降低或消除了轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存成本，采用蒸汽爆破或烘培方式生產(chǎn)的生物燃料也可能無法大規(guī)模生產(chǎn)。

　　Tiessen說：“蒸汽爆破和烘培在技術(shù)上是可行的，但是其顆粒無法以足夠低的成本進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。這就是我們的定位。”

　　他說，將一個(gè)典型的燃煤工廠轉(zhuǎn)換成木顆粒，需要大約4億美元的前期成本。

　　但是燒煤的設(shè)施可以使用AAF，而不需要改造或替換他們的設(shè)備。AAF顆粒與煤具有相似的能量密度、粒度、重量、可磨性、耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，一個(gè)典型的450兆瓦每小時(shí)(MWh)設(shè)施將節(jié)省364,500,000美元的轉(zhuǎn)換費(fèi)用，Tiessen說。

　　他補(bǔ)充稱，這還將在未來10年在物流成本方面節(jié)省241,250,400美元。根據(jù)Tiessen的說法，一個(gè)450MWh的設(shè)施需要71艘裝載顆粒的大型散貨船，這些顆粒每噸的能量密度平均為17GJ。以每噸24GJ的能量密度，AAF僅需要41次運(yùn)輸就可以提供相同的能量。

Arterran先進(jìn)燃料浸在水里(左)，普通顆粒浸在水里(右)。（Arterran可再生能源公司）

　　示范工廠

　　Arterran公司的燃料已經(jīng)通過加拿大SGS、GWIL實(shí)驗(yàn)室和Power Tech實(shí)驗(yàn)室的第三方認(rèn)證。去年，北阿爾伯塔理工學(xué)院(NAIT)生產(chǎn)了Arterran的燃料，作為工藝優(yōu)化研究的一部分?，F(xiàn)在，Arterran計(jì)劃在加拿大自然資源局(NRCan)的支持下，建立一個(gè)新的商業(yè)示范工廠，將生產(chǎn)商業(yè)化。

　　該公司將在溫哥華島(Vancouver Island)開始生產(chǎn)AAF，初始產(chǎn)能為2萬噸，并將聘請7至8位操作員來運(yùn)營該工廠。最終，示范工廠的規(guī)模將擴(kuò)大到每年15萬噸，每3000噸將增加一位操作員。

　　當(dāng)被問及為什么公司要在溫哥華島建造工廠時(shí)，Tiessen解釋說：“我們已經(jīng)從與林業(yè)公司的談判中得知，該島可以支持三個(gè)全面的項(xiàng)目設(shè)點(diǎn)。”

　　他說：“確定有兩個(gè)項(xiàng)目正在醞釀之中，我們正在研究島上的三個(gè)項(xiàng)目地點(diǎn)。這些地點(diǎn)在北島的愛麗絲港和煤港，在中部島嶼的麋鹿瀑布、坎貝爾河，然后在南島的考伊坎地區(qū)。”

　　Tiessen相信，既然NRCan已經(jīng)準(zhǔn)備好提供資金，那么這個(gè)商業(yè)示范項(xiàng)目將會(huì)很快取得進(jìn)展。一旦NRCan完成盡職調(diào)查，公司就可以開始訂購設(shè)備。

　　“反應(yīng)堆至少需要兩個(gè)月的準(zhǔn)備時(shí)間，所以設(shè)備可能需要兩到三個(gè)月才能出現(xiàn)在現(xiàn)場，”Tiessen解釋說。

　　Tiessen相信，到4月份，工廠將向歐洲和日本等潛在客戶交付首批1000噸AAF。

　　他表示：“我們目前面臨的商業(yè)機(jī)會(huì)超出了我們的能力。”

加拿大溫哥華島

　　正在進(jìn)行中的項(xiàng)目

　　事實(shí)上，Arterran有幾個(gè)客戶有興趣在世界各地使用他們的產(chǎn)品，包括德國、瑞典和印度。

　　Arterran正在與一家德國電力公司進(jìn)行談判，希望將他們的技術(shù)部署到巴西。目前，這家德國公司獲得了政府補(bǔ)貼，可以使用該技術(shù)將甘蔗渣加工成16GJ的顆粒。但Tiessen解釋說，如果沒有補(bǔ)貼，從長遠(yuǎn)來看，公司生產(chǎn)這種低能量密度的顆粒在邏輯上是不可行的。

　　他表示：“他們知道，再過幾年，這些補(bǔ)貼就會(huì)用完。他們現(xiàn)在正在尋找一種熱強(qiáng)化過程，可以制造出更高能量密度的燃料，從而節(jié)省物流成本，彌補(bǔ)補(bǔ)貼的損失。”

　　與此同時(shí)，Arterran剛剛從印度的一個(gè)會(huì)議上回來，印度國家電力公司正在考慮用AAF替代10%的煤炭。Tiessen解釋說，印度使用的煤炭能量密度非常低，只有每噸11GJ，而Arterran的產(chǎn)品可以達(dá)到每噸24GJ。因此，在印度，AAF將是比煤炭更便宜的能源。

　　“這意義深遠(yuǎn)，”Tiessen說?？偠灾麄儩撛诳蛻舻捻?xiàng)目和需求每年達(dá)到了1300萬噸AAF。

　　提供技術(shù)

　　Arterran計(jì)劃與原料合作伙伴建立合資企業(yè)，生產(chǎn)AAF，并將其技術(shù)授權(quán)給世界各地的第三方生產(chǎn)商。

　　該公司的工廠是模塊化的，包括12個(gè)7500升的反應(yīng)堆，能夠生產(chǎn)75,000噸顆粒。該工廠的組件——生物反應(yīng)器、離心機(jī)和造粒機(jī)——可從制造商處以現(xiàn)貨供應(yīng)。Tiessen解釋說，每個(gè)反應(yīng)堆都可以單獨(dú)封裝并組裝在一個(gè)集裝箱大小的框架內(nèi)，這使得它具有可擴(kuò)展性，并且易于運(yùn)送到全球各地的項(xiàng)目現(xiàn)場。

Arterran可再生能源工廠設(shè)計(jì)模型。（Arterran可再生能源公司）

　　他表示：“建設(shè)我們的生產(chǎn)工廠本身就是一個(gè)產(chǎn)業(yè)。全球每年消耗80億噸動(dòng)力煤，如果僅替換其中的5%，就需要5300座75,000噸產(chǎn)量的AAF工廠。”

　　Tiessen解釋說：“我們的工廠采用這種設(shè)計(jì)的原因很簡單，因?yàn)檫@是滿足需求所需要的。”

　　“這是一項(xiàng)極具顛覆性的技術(shù)，”他補(bǔ)充道。“加拿大有如此多的生物質(zhì)，將提供清潔技術(shù)和可再生燃料，以加快動(dòng)力煤的替代。這將是一場全球范圍的大運(yùn)動(dòng)。”

　?。ㄔ膩碜裕荷镔|(zhì)雜志 中國新能源網(wǎng)綜合）