Паливні гранули (пелети) — біопаливо, що отримується з торфу, деревних відходів і відходів сільського господарства. Являє собою циліндричні гранули стандартного розміру.

Виробництво паливних гранул почалося в 1947 році.

Сировина для виробництва

Сировиною для виробництва гранул можуть бути торф, балансова (неякісна) деревина і деревні відходи: кора, тирса, тріски і інші відходи лісозаготівлі, а також відходи сільського господарства: відходи кукурудзи, солома, відходи круп’яного виробництва, лушпиння соняшнику, курячий послід і т. д.

Технологія виробництва

Сировина (тирса, кора і т.д.) надходить в подрібнювач, де подрібнюється до стану муки. Отримана маса поступає в сушарку, з неї — у прес-гранулятор, де деревну муку стискають в гранули. Стискання під час пресування підвищує температуру матеріалу, лігнін, що міститься в деревині розм’якшується і склеює частки в щільні циліндрики. На виробництво однієї тонни гранул йде близько 7 кубометрів деревних відходів.

Готові гранули охолоджують, пакують в різну упаковку — від невеликих пакетів (2-20 кг) до біг-бегів (велика промислова упаковка) вагою до 1 тонни — або доставляють споживачеві розсипом.

Торрефіковані (обпалені без доступу кисню) пелети

При торрефікації тверда біомаса обпалюється без доступу кисню при температурі 200-330 ºC. Торрефіковані, або біовугільні (чорні), пелети мають ряд переваг в порівнянні зі звичайними, які також просто називають білими:

Переваги та недоліки

Паливні гранули — екологічно чисте паливо з вмістом золи не більше 3%. При виробництві пелет в основному використовуються відходи лісопильних виробництв і сільського господарства.

Однак, якщо в місці зростання сировини довкілля містить токсини або радіоактивні речовини, то при спалюванні гранул ці речовини можуть бути розпорошені в атмосферу.

Оскільки не містять пилу і спор, гранули менш схильні до самозаймання і не викликають алергічну реакцію у людей.

Гранули відрізняються від звичайної деревини високою сухістю (вологість всього 8-12%, а вологість сирих дров — 30-50%) і більшою — приблизно в півтора рази — щільністю, ніж дрова. Ці якості забезпечують високу теплотворну здатність в порівнянні з щепою або дровами — при згоранні тонни гранул виділяється приблизно 3500 кВт/год тепла, що у півтора рази більше, ніж у звичайних дров.

Низька вологість — це не тільки перевага гранул як палива, але і проблема їх виробництва. Сушіння може виявитися однією з основних статей витрат при виробництві паливних матеріалів з відходів деревообробки. Крім того, в залежності від виробництва, збір, сортування і очищення сировини також можуть спричинити додаткові витрати. Процес сушіння важливо ретельно спланувати, що дозволить зменшити ризики, пов’язані з якістю готової продукції, її собівартістю і пожежною безпекою виробництва. Найкращим варіантом є виробництво біопалива з сухої стружки.

Одна з найважливіших переваг гранул — висока і постійна насипна щільність, що дозволяє відносно легко транспортувати цей сипкий продукт на великі відстані. Завдяки правильній формі, невеликому розміру і однорідній консистенції продукту гранули можна пересипати через спеціальні рукави, що дозволяє автоматизувати процеси навантаження-розвантаження і також спалювання цього виду палива.

Для ефективного використання паливних гранул потрібен особливий вид печі: пелетний котел.

Якість і стандарти

Якість і вид гранул залежать від сировини і технології виробництва. Гранули з великим вмістом кори зазвичай мають темний колір, а гранули з деревини без кори — світлий. В процесі виробництва — наприклад, при сушінні — гранули можуть трохи «підгоріти» і тоді вони з білих стають сірими. Хоча це не завжди позначається на таких споживчих якостях гранул як теплотворна здатність, зольність, міцність, але може привести до утворення дрібного пилу при транспортуванні за рахунок тертя гранул одну до одної.

У різних країнах прийняті різні стандарти виробництва паливних гранул.

В США діє Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet).

Стандартом дозволено виробництво гранул двох сортів: «Преміум» і «Стандарт». «Преміум» повинен містити не більше 1% золи, а «Стандарт» не більше 3%. «Преміум» може застосовуватися для опалення будь-яких будівель. На сорт «Преміум» припадає близько 95% виробництва гранул в США. Сорт «Стандарт» містить більший об’єм кори або сільськогосподарських відходів. Стандарти визначають також щільність, розміри гранул, вологість, вміст пилу та інших речовин. В США паливні гранули не можуть бути більше 1 ½ дюймів завдовжки, діаметр гранул повинен бути в діапазоні від ¼ дюйма до 5 1/16 дюйма.

У Німеччині на паливні гранули прийнятий стандарт DIN 51731.

Довжина — не більше 5 см, діаметр — від 4 до 10 мм. Вологість не більше 12%, вміст пилу не більше 0,5% і т.д.

В Австрії — стандарт ONORM M 7135.

Великобританія — The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets).

Швейцарія — SN 166000.

Швеція — SS 187120.

Застосування

Гранули високої якості (білі і сірі) використовують для опалення житлових будинків шляхом спалювання в гранульних котлах, печах і камінах. Вони, як правило, бувають діаметром 6-8 мм і довжиною менше 50 мм. В Європі їх найчастіше продають в 15-20 кілограмових мішках.

Попит на деревні брикети і гранули, обладнання для їх спалювання та виробництва зростає пропорційно цінам на такі традиційні види палива як нафта і газ. У деяких країнах Європи, де ринок альтернативних джерел енергії найбільш розвинений, гранулами опалюється до 2/3 житлових приміщень. Таке широке поширення пояснюється і екологічністю цього виду палива — при згорянні викиди CO2 дорівнюють поглинанню цього газу під час росту дерева, а викиди NO2 і летючих органічних компонентів  значно знижені завдяки використанню сучасних технологій спалювання.

Темні гранули з великим вмістом кори спалюють в котлах більшої потужності з метою отримання тепла та електроенергії для населених пунктів та промислових підприємств. Темні гранули можуть бути більшого діаметру. Їх продають навалом партіями від двох-трьох тисяч тонн і більше.

Виробництво

В США на початку 2008 року виробництвом паливних гранул було зайнято більше 80 компаній. Вони виробляють близько 1,1 млн. тонн гранул на рік. У 2008 році в США було продано близько 2 млн. тонн гранул. Понад 600 тис. будівель обігріваються гранулами. Більше 20 компаній виробляють котли, печі, пальники та ін. обладнання для спалювання гранул.

У Фінляндії у 2005 році домашній сектор спожив 70 тис. тонн гранул. Біопаливом обігрівалися близько 7 тис. будівель. «Дорожня Карта — 2010» в Фінляндії планувала виробництво до 2010 року 1,1 млн. тонн гранул.

У 2005 році з Канади було експортовано 582,5 тис. тонн гранул. Всього в Канаді в 2008 році було вироблено близько 1,3 млн. тонн. Заводи з виробництва гранул розташовуються головним чином на узбережжі. Заводи, розташовані на західному узбережжі Канади, виробляють гранули з м’яких сортів деревини: ялина, сосна. Заводи східного узбережжя виробляють гранули з твердих сортів: дуб, клен, вишня і ін.

Всі гранули в Північній Америці виробляються з висушених залишків відходів лісопереробного виробництва: деревна тирса, стружка, щепа. Всього два заводи додають у гранули деревну кору.

Найбільші виробники в країнах Євросоюзу в 2008 році: Швеція — 1,7 млн. тонн, Німеччина — 900 тисяч тонн, Австрія — 800 тисяч тонн.

Латвія активно розвиває виробництво біопалива. Зокрема, в серпні 2012 року був запущений найбільший в країні завод потужністю 175-200 тис. тонн пелет на рік.

У всьому світі виробництво паливних гранул в 2008 р. склало 8 — 10 мільйонів тонн.

У 2009 році в Європі нараховувалося приблизно 650 заводів з виробництва паливних деревних гранул, які виробили понад 10 млн. тонн цієї продукції.

У 2011 році в Європі було вироблено близько 15 млн. тонн пелет.

Плани, прогнози, перспективи

На початку літа 2010 року Університет Wageningen представив дослідження в області біопалива. У найближчі 25 років, згідно з дослідженням, попит на деревні гранули збільшиться в Європі до 200 млн. тонн на рік. Через порт Роттердама проходитиме 13-20 млн. тонн гранул на рік. У липні 2010 р. адміністрація порту Роттердам оголосила про спільний проект з британсько-голландською енергетичною біржею APX-ENDEX по створенню біржі біопалива.

До 2020 року Китай має намір виробляти 50 млн. тонн гранул щорічно.

Великобританія планувала до 2010 року довести споживання паливних гранул до 600 тис. тонн.