우드칩스

Woodchips

우드칩은 나무, 나뭇가지, 벌목 잔여물, 그루터기, 뿌리, 나무 [1][2]폐기물 등의 큰 나무 조각을 자르거나 잘라낸 작은 나무에서 중간 크기의 나무 조각입니다.

우드칩스

우드칩은 바이오매스 고체연료로 사용할 수 있으며 목재펄프를 [3]제조하기 위한 원료이다.또한 원예, 조경, 생태계 복원, [4]탈질용 바이오액터, [5]버섯 재배용 기질로 사용될 수 있습니다.

우드칩을 만드는 과정은 우드칩이라고 불리며 우드칩을 사용하여 이루어집니다.칩핑 후에 형성되는 우드칩의 종류는 사용되는 우드칩의 종류와 [6]소재에 따라 달라집니다.목재 칩의 종류에는 산림 칩(산림 지역), 목재 잔여 칩(처리되지 않은 목재 잔여물, 재생 목재 및 오프 컷), 제재소 잔여물 칩(제분 잔여물) 및 단회전 임업 칩(에너지 작물)[6]이 포함됩니다.

원재료

웨스턴오스트레일리아의 올버니 항구에서 선적 대기 중인 우드칩스

우드칩의 원료는 펄프재, 폐목재, 농업, 조경, 벌목,[7] 제재소의 잔재가 될 수 있다.우드칩은 또한 나무 왕관, 나뭇가지, 판매 불가능한 재료 또는 크기가 작은 나무를 [8]포함한 남아있는 임업 재료로 생산될 수 있다.

우드 치퍼

임업에서는 우드칩 [9]생산에 필요한 원재료를 제공합니다.거의 모든 나무가 나무 칩으로 바뀔 수 있지만, 나무 칩을 생산하는 데 사용되는 나무의 종류와 품질은 시장에 [1]따라 크게 달라진다.예를 들어, 소프트우드 종은 밀도가 낮고 성장이 [1]빠르기 때문에 하드우드 종보다 우드칩으로 사용하기에 더 다재다능한 경향이 있다.

생산.

우드 치퍼는 나무를 더 작은 조각으로 자르는 [10]데 사용되는 기계입니다.우드칩에는 몇 가지 종류가 있으며,[11] 우드칩의 처리 유형에 따라 각각 용도가 다릅니다.

펄프 및 제지업

화학 펄프에 사용되는 우드칩은 크기가 비교적 균일하고 껍질이 없어야 한다.최적의 크기는 목재 [12]종류에 따라 다릅니다.목재 섬유는 펄프의 특성에 중요하므로 손상을 방지하는 것이 중요합니다.둥근 나무의 경우 디스크 칩퍼를 사용하는 것이 가장 일반적입니다.디스크의 일반적인 크기는 직경 2.0~3.5m, 두께 10~25cm, 무게는 최대 30톤입니다.디스크에는 4~16개의 칼이 장착되고 [12]2MW 이하의 모터로 구동됩니다. 드럼 칩퍼는 보통 제재소나 기타 [12]목재 산업의 목재 잔류물에 사용됩니다.

운반 방법

우드칩을 이동하는 방법에는 공압식, 컨베이어 벨트, 다이렉트 슛이 있는 호퍼 및 배치 시스템(수동 반송)[13][unreliable source?][14]의 네 가지가 있습니다.

나무토막의 종류

디스크

원반 우드 칩퍼는 강철로 만든 플라이휠과 구멍이 뚫린 원반이 있는 도핑 블레이드를 특징으로 합니다.재료가 슛을 통해 공급될 때 칼날은 나무를 잘라냅니다.치퍼의 목에 있는 칼은 반대 방향으로 나무를 자릅니다.디자인은 다른 스타일만큼 에너지 효율은 높지 않지만 일관된 모양과 크기의 우드칩을 [15][16]생성합니다.

드럼

드럼 우드 치퍼는 엔진에 부착된 회전식 평행면 드럼과 수평 방향으로 보강된 강철 블레이드를 가지고 있다.나무는 중력과 드럼의 회전에 의해 슈트로 빨려 들어가 강철 날개에 의해 부서집니다.드럼 타입은 노이즈가 심하고 큰 불균일한 칩이 발생하지만 디스크 [15][16]타입보다 에너지 효율이 높습니다.

나사형

나사형 우드 칩퍼에는 원뿔 모양의 블레이드 {citation needed}가 포함되어 있습니다.블레이드 회전이 개구부와 평행하게 설정되므로 나선형 움직임에 의해 목재가 치퍼 안으로 당겨집니다.고토크 롤러라고도 불리는 스크류 타입은 디스크나 드럼 [15][17]타입보다 조용하고 사용하기 쉬우며 안전하기 때문에 주거용으로 인기가 있습니다.

적용들

우드칩은 주로 기술 목재 가공의 원료로 사용됩니다.업계에서는 나무껍질 칩의 가공이 화학적 성질이 달라 통나무를 깎은 후 분리되는 경우가 많다.

목재펄프

주요 기사:목재펄프

오직 심재와 수목만이 펄프를 만드는데 유용하다.나무껍질은 비교적 몇 가지 유용한 섬유를 포함하고 있으며 펄프 밀에서 사용할 수 있는 증기를 제공하기 위해 제거 및 연료로 사용됩니다.대부분의 펄핑 공정에서는 균일한 크기의 [citation needed]칩을 제공하기 위해 나무를 깎고 스크리닝해야 합니다.

멀치

우드칩은 또한 조경, 정원 멀치, 물 절약, 잡초 관리, 토양 침식 감소 및 예방을 위해 사용된다.나무 칩은 멀치로 사용할 때 최소 3인치 두께입니다.그것은 정원 가꾸기에 있어서 여러 가지 평판이 있다.

그것은 서식지 복원 사업에 사용하기 위해 홍보되었다.라미알 조각 목재가 분해됨에 따라 토양 구조, 투과성, 생물 활성 및 토양의 영양소 가용성이 향상됩니다.

놀이터 표면화

우드칩은 미국 시험소재협회(American Society for Testing and Materials)의 놀이터 표면 재료 기준에 부합하지 않으며, 2011년 현재 미국에서 놀이터 표면 재료로서 사용하는 것은 불법이며, 미국 법무부 [18]지침에 따라 ADA의 승인을 받지 않았습니다.

바비큐

우드칩은 또한 바베큐된 고기와 야채에 풍미를 더하고 훈제 맛을 높이기 위해 사용될 수 있다.원하는 맛의 종류에 따라 몇 가지 다른 종류의 나무를 사용할 수 있습니다.부드럽고 달콤한 과일의 맛을 위해 사과나무는 사용하고 히코리는 훈제 베이컨 같은 맛을 낼 수 있습니다.체리, 메스콰이트, 피칸 [19]등 다른 종류의 목재도 사용되고 있습니다.

바이오리액터

'탈질화 우드칩 생물반응기'에 우드칩을 탑재해 [20]질산염을 제거해 농업 폐수를 처리할 수 있다.2013년 한 실험에서 가동 70일 후 액체 돼지 비료를 적재한 우드칩 더미는2 1개월 후 평균 90%의 [21]질산염을 제거하는 것으로 나타났습니다.우드칩 [20][22]바이오리액터에서는 온실 가스인 아산화질소가스가 일부 생성된다.

연료

나미비아의 산업용 오프테이커로 이송하기 전에 건조용으로 남겨진 목질 칩

우드칩은 전통적으로 공간 난방을 위한 고체 연료로 사용되거나 재생 에너지로부터 전기를 생산하기 위한 에너지 발전소에서 사용되어 왔다.유럽과 대부분의 국가에서[which?] 포레스트 칩의 주요 공급원은 벌목 잔류물이었다.앞으로 [23]그루터기와 원목의 점유율이 증가할 것으로 예상된다.EU의 2013년 현재, 숲의 지속 가능한 이용과 전통적인 숲 부문에 목재를 제공하는 것을 포함한 현재의 2018년 조건에서 이용 가능한 에너지 바이오매스의 잠재 추정치는 지상 바이오매스의 경우 2억7천700만3 m, [24]총 바이오매스의 경우 5억8천500만3 m이다.

난방을 위한 새로운 연료 시스템은 우드칩 또는 목재 펠릿을 사용합니다.우드칩의 장점은 비용이고, 목재 펠릿의 장점은 연료 값이 제어된다는 것입니다.자동 난방 시스템에 우드칩을 사용하는 것은 강력한 [23]기술을 기반으로 합니다.

작은 식물에서 나무 칩을 태울 때 나무 칩의 크기, 수분 함량, 그리고 칩이 만들어지는 원료가 특히 중요합니다.안타깝게도, 우드칩의 분율을 결정하는 기준은 많지 않다.그러나 2018년 3월 현재 American National Standards Institute는 AD17225-4 Wood Chip Heating Fuel Quality Standard를 승인했습니다.표준의 전체 제목은 다음과 같다: ANSI/ASABE AD17225-4:2014 2018년 2월 고체 바이오 연료:연료 사양 및 등급—제4부: 등급별 목재 칩.[25]일반적인 칩 카테고리 중 하나는 GF60으로, 소규모 산업, 빌라, 아파트 등 소규모 공장에서 흔히 사용됩니다."GF60"은 "미세, 건조, 작은 칩"으로 알려져 있습니다.GF60의 요건은 수분이 10~30%이고 우드칩의 분율은 다음과 같이 분포한다: 0-3.5mm: <8%, 3.5~30mm: <7%, 30~60mm: 80~100%, 60~100mm: <3%, 100~120mm: [23]2%).

일반적으로 1입방미터의 에너지 함량은 1입방미터의 목재 통나무보다 높지만 습기에 따라 크게 달라질 수 있습니다.수분은 원료의 취급에 의해 결정됩니다.겨울에 나무를 베어내고 여름에 말리고 (나무껍질에 차를 넣고 비가 닿지 않도록 덮은) 가을에 나무껍질을 벗기면, 나무껍질의 수분 함량은 약 20-25%가 될 것입니다.따라서 에너지 함량은 약 3.5–4.5kWh/kg(~150–250kg/입방미터)[23]입니다.

석탄 발전소는 우드칩으로 작동하도록 개조되었습니다. 두 발전소 모두 동일한 증기 터빈 열 엔진을 사용하고 우드칩 연료의 [23]비용은 석탄에 필적하기 때문입니다.

고체 바이오매스는 에너지 위기와 기후변화의 우려에 대처하는 데 매력적인 연료이다. 연료는 저렴하고, 널리 이용 가능하며, 이산화탄소2(CO)에 가깝고, 따라서 기후 중립적이기 때문이다. 이상적인 경우 나무의 성장 과정에서 유입되어 목재에 저장되는 이산화탄소만 있기 때문이다.다시 대기 [23]중으로 방출됩니다.

폐기물 및 배출물

석탄 및 핵 연료의 고체 폐기물 처리 문제와 비교했을 때, 우드칩 연료의 폐기물 처리 문제는 덜 심각합니다. 2001년 우드칩 연소로 인한 플라이 애쉬의 건조 물질은 28.6mg/kg이었습니다.짚을 태워서 생기는 비산재와 비교하여 카드뮴은 소량의 카드뮴만 침출되어 더 무겁게 결합되었다.이는 산화카드뮴, 규산카드뮴(CdSiO3)의 한 형태로 지정되었다.저자들은 장기적으로 농업용 또는 산림용 토양에 카드뮴을 첨가하면 [26]카드뮴 축적에 문제가 생길 수 있다고 지적했다.

석탄과 마찬가지로, 목재 연소는 특히 겨울철 북부 기후에서 수은 배출의 알려진 원천이다.수은은 원소 수은(특히 나무 알갱이를 태울 때) 또는 산화 수은과 같은 기체이며, 처리되지 않은 나무를 [27]사용할 경우 고체 PM2.5 입자 물질입니다.

실내난방에 목재연소를 사용하면 발암성분이 의심되거나 알려진 1,3-부타디엔, 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 실내배출량이 증가한다.목재 연기에 노출된 후 발생하는 발암 위험은 선진국에서 [28]낮은 것으로 추정된다.

목재 칩을 태우는 특정 기술은 목재 회분이 미네랄이 풍부한 식물 비료로 사용될 수 있기 때문에 숯으로 활용되거나 흙으로 돌아갈 수 있는 바이오차(효과적인 숯)를 생산하게 됩니다.후자의 방법은 효과적인 탄소 음성 시스템을 초래할 수 있을 뿐만 아니라 매우 효과적인 토양 촉진제 역할을 할 수 있으며, 열악한 [29]토양에서 수분과 영양소의 유지를 강화합니다.

고체 연료의 자동 처리

제조된 나무 알갱이의 부드럽고 균일한 형태와는 달리, 우드칩의 크기는 다양하며 종종 나뭇가지와 톱밥과 섞입니다.이 혼합물은 작은 공급 메커니즘에서 걸릴 확률이 더 높습니다.따라서 조만간 하나 이상의 잼이 발생할 수 있습니다.이것에 의해, 시스템의 신뢰성이 저하하는 것과 동시에, 유지 보수 코스트도 증가합니다.일부 펠릿 스토브 제조업체들이 말하는 것에도 불구하고, 우드칩을 사용해 본 경험이 있는 연구원들은 펠릿 [13]스토브에 사용되는 2인치 (5cm) 오거와 호환되지 않는다고 말합니다.

다른 연료와의 비교

우드칩은 특히 작은 시스템의 경우 코드 목재보다 이동 및 취급이 자동화되기 쉽다는 점에서 목재 펠릿과 유사합니다.우드칩은 특수 시설에서 가공해야 하는 목재 펠릿보다 생산 비용이 저렴합니다.나무 칩의 밀도가 낮고 수분 함량이 높으면 열량이 감소하여 등량의 열을 발생시키는 데 필요한 공급 원료가 크게 증가합니다.물리적 용량 요구사항이 커지면 목재 트럭 운송, 보관 및/또는 배송에 따른 비용과 배출량 영향도 증가합니다.

우드칩은 수확 속도가 빠르고 자동화도가 높기 때문에 코드 우드보다 가격이 저렴합니다.나무 칩은 나무의 모든 부분이 깎일 수 있기 때문에 공급이 더 많은 반면, 작은 팔다리와 나뭇가지들은 코드 나무로 전환하기 위해 상당한 노력을 필요로 할 수 있습니다.코드 목재는 일반적으로 깨끗하고 효율적으로 연소되기 전에 "양념" 또는 "건조"되어야 합니다.반면 우드칩 시스템은 일반적으로 43~47%의 매우 높은 수분 함량을 가진 "그린칩"[13]을 깨끗하고 효율적으로 연소하도록 설계되었습니다.(가스화 및 우드 가스 참조)

환경 측면

목재 채취는 기존 목재 채취에 비해 바이오매스의 [30]제거 비중이 크기 때문에 환경에 미치는 영향이 크다.우드칩의 사용 증가는 그들이 제거된 숲의 안정성과 장기적인 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.예를 들어, 숲에서 나무를 베는 것은 생태계에서 식물 영양소와 유기물의 제거를 증가시켜 [30]토양의 영양분과 부식질 함량을 감소시키는 것으로 나타났다.우드칩 수확의 부정적인 효과의 균형을 맞추기 위한 한 가지 선택은 잃어버린 영양소의 일부를 [30]흙으로 되돌려 놓을 수 있는 우드칩 재를 숲으로 돌려보내는 것이다.

만약 우드칩이 지속 가능한 임업 관행의 부산물로 수확된다면, 이것은 재생 [31]에너지원으로 간주된다.

이론적으로, 통나무 칩 수확은 짧은 회전 코피스에 비해 태양 에너지 효율이 높지 않지만 에너지 효율이 높고 비용이 저렴한 [32]수확 방법이 될 수 있습니다.

폐기물 처리

우드칩과 나무껍질 칩은 도시 생분해성 폐기물, 특히 바이오솔리드의 [33]산업 퇴비화에 벌킹제로 사용될 수 있습니다.

산불방지

우드칩 수확은 산불 확산의 장벽으로 사용되는 인공 방화와 연계하여 사용될 수 있다.저성장 코피스는 칩핑에 이상적이며, 숲 바닥을 그늘지게 하고 연료 [citation needed]축적 속도를 줄이기 위해 더 큰 나무를 남겨둘 수 있다.

시장 제품, 공급 및 수요

미국

우드칩 비용은 일반적으로 납품 시점으로부터의 거리, 재료 유형(목피, 제재소 잔여물 또는 통나무 칩 등), 다른 시장의 수요 및 목재 연료의 운송 방법 등의 요소에 따라 달라집니다.트럭으로 (발전소)까지 직접 배달되는 칩은 철도 차량으로 배송되는 칩보다 저렴합니다.가격 범위는 일반적으로 배송 [34]톤당 미화 18달러에서 30달러 사이입니다.

2006년에는 [35]북동쪽의 웨트톤당 가격이 15달러, 30달러였습니다.

2008년까지 20년 동안, 가격은 남부 주에서는 미화 60~70달러/오븐 건조 미터톤(odmt) 사이, [36]북서부에서는 미화 60~160달러/odmt 사이에서 변동했다.

캐나다

캐나다에서는 정착 초기부터 목재 칩이 단거주 난방원으로 사용됐지만 석유와 천연가스의 개발로 사용이 크게 줄었다.대부분의 우드칩 사용은 학교, 병원, 교도소 등의 시설에서 이루어집니다.프린스에드워드 아일랜드(PEI)는 높은 전기 요금과 연방 정부의 보조금 때문에 가장 많은 목재 공장을 가지고 있다.Nova Scotia는 섬유 공장에 전력을 공급하는 2.5MW 목재 칩 연소 시스템과 가금류 가공 공장, 2개 병원 및 [37]농업 대학에 전력을 공급하는 시스템을 갖추고 있습니다.

뉴브런즈윅 대학교는 우드칩 연소로 시스템을 운영하여 대학, 여러 산업 건물, 아파트 단지 및 [37]병원에 열을 공급합니다.퀘벡에서는 낮은 수력 전기 요금으로 인해 열용 목재 칩의 사용이 낮지만, 한 작은 마을은 빙판길에서 소금 대신 목재 칩을 사용하고 있습니다.EMC3테크놀로지스는 2017년 11월부터 염화마그네슘으로 코팅된 목재 칩을 생산하기 시작했으며 일반 도로염이 [38]-15도일 때 비해 -30도일 때 트랙션을 유지하고 있다고 주장해 왔다.온타리오주에서는 우드 칩 운영에는 Brockville에 있는 대학, 북부 온타리오에 있는 몇 개의 중등학교 및 Petawa에 [37]있는 국립 임업 연구소의 칩 연소 보일러가 포함됩니다.1980년대 후반, 온타리오 주 정부는 연방 정부와 협력하여 제재소 옆에 3개의 공동 발전소를 건설하는 데 보조금을 지급했습니다.최초의 발전소는 1987년 샤플로에 건설되었고, 1989년 코크란에 건설된 발전소와 1991년 [37]세워진 커클랜드 호수에서 가장 큰 발전소가 건설되었다.

유럽

독일산 대형 딱따구리

숲이 잘 우거진 몇몇 유럽 국가(예: 오스트리아, 핀란드, 독일, 스웨덴)에서 우드칩은 풍부한 가용성으로 인해 가족 주택과 대형 건물의 대체 연료로 자리 잡고 있으며, 이는 연료 비용을 절감하는 결과를 초래한다.유럽 연합은 2007-2011년 EU 산림 행동 계획에서 에너지 생산을 위한 우드칩을 장려하고 있다.EU에서 우드칩의 총 장기 잠재력은 9억1300만3 [24]m로 추정된다.

일본.

우드칩은 일본에서 제지업에 사용되고 있습니다.이를 [39]위해 미국이나 호주 등으로부터 대량의 소프트우드 칩을 수입하고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

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