Biochar şi gazogen din resturi vegetale

Sau despre cum se pot transforma resturile vegetale într-o sursă ieftină de energie şi, totodată, într-un îngrăşământ organic valoros pentru toţi fermierii, dar mai ales pentru cei cu afaceri în legumicultură, pomicultură sau viticultură.

Profesorul Erol Murad, de la Universitatea Politehnică Bucureşti, le propune fermierilor o soluţie ieftină şi la îndemână pentru a valorifica resturile vegetale rezultate din activitatea agricolă. Prin procedeul denumit ştiinţific CHAB, din biomasă agricolă, cu ajutorul unui gazogen TLUD, se obţine energie termică verde şi un cărbune vegetal steril, denumit biochar. Acesta s-a dovedit a fi un amendament agricol valoros, dar şi 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 finanţare de aproape un miliard de dolari. Conceptul CHAB (Combined Heat And Biochar production - adică, producerea concomitentă de căldură şi biochar) realizat prin procedeul TLUD (Top-LitUp-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 pirolitică, foarte mare, de aproximativ 93-95%). TLUD se poate realiza în instalaţii simple, necostisitoare şi foarte eficiente. Conform studiilor efectuate de cercetătorul român, prin utilizarea directă în ferme a resurselor proprii de biomasă se poate obţine energie termică la un cost care tinde spre zero. Procedeul TLUD este extrem de sigur în exploatare şi asigură producerea unei energii termice curate şi un biochar de calitate superioară. Instalaţia nu se realizează greu şi nu este nici prea scumpă. În principiu, instalaţia se compune dintr-un reactor cilindric, numit gazogen TLUD (ceva asemănător cu o sobă pe rumeguş, 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 funcţie de volumul reactorului, dar şi de tipul de biomasă care se foloseşte.  Reactorul se umple cu biomasă şi aprinderea de iniţiere a acesteia se face în stratul de deasupra. În reactor are loc o ardere lentă, iar stratul de cărbune incandescent (numit şi front de oxidare) coboară continuu, consumând biomasa din reactor. Datorită căldurii radiate de către frontul de oxidare, biomasa se încălzeşte, se usucă şi 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 gazogen. Acesta va fi folosit pentru obţinerea 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 şi 20% din masa iniţială, 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 spaţiilor protejate (solarii, sere), a incintelor de orice fel, a uscătoarelor de fructe etc. Folosirea acestei instalaţii poate prelungi cu o lună, până la o lună şi jumătate (atât la intrarea în iarnă, cât şi la ieşirea din sezonul rece) perioada de producţie în spaţiile protejate, fără cheltuieli prea mari. Depinde de volumul de biomasă strâns din fermă sau achiziţionat din apropierea fermei. În aceste condiţii, s-a estimat un cost mediu de 60 euro/tona de biomasă. Pentru generatoare medii, cu un diametru de 150-500 mm, este recomandat ca tocarea biomasei să se facă la dimensiuni cuprinse între 10 şi 50 mm. Uscarea biomasei se poate face natural, iar indicele optim de umiditate nu ar trebui să fie mai mare de 15%. Biocharul obţinut se poate folosi pentru creşterea capacităţii productive a terenurilor agricole, în special la solurile mai acide. Acesta se foloseşte cu rezultate foarte bune în legumicultură, pomicultură şi viticultură. Este folosit pe scară destul de mare în Spania, Germania, Austria, iar preţul mediu de comercializare în Europa este 680 euro/tona. Cel mai mic preţ este în Spania. În România încă nu există o piaţă pentru biochar. „Generarea de energie termică din resturile vegetale şi obţinerea concomitent, din acest proces, a biocharului poate fi o soluţie pentru reducerea cheltuielilor în fermele legumicole, pomicole sau viticole“, subliniază cercetătorul bucureştean, prof. Erol Murad.

Tudor CALOTESCU