펠릿 연료

Pellet fuel
목재 알갱이

펠릿 연료(또는 펠릿)는 압축된 유기물 [1]또는 바이오매스로 만들어진 바이오 연료입니다.펠릿은 바이오매스의 5가지 일반적인 범주 중 하나로 만들 수 있습니다. 산업 폐기물 및 공동 생산물, 음식물 폐기물, 농업 잔류물, 에너지 작물 및 처리되지 않은 [2]목재입니다.목재 펠릿은 가장 일반적인 유형의 펠릿 연료이며 일반적으로 목재 제분, 목재 제품 및 가구 제조[4]건설에서 나오는 압축 톱밥[3] 및 관련 산업 폐기물로 만들어집니다.다른 산업 폐기물 발생원에는 빈 과일 다발, 알맹이 껍질, 코코넛 껍질, 벌목 작업 [5][6]중에 버려진 나무 꼭대기와 가지가 있습니다.이른바 '블랙 펠릿'은 바이오매스로 만들어져 경질 석탄과 비슷하게 정제돼 기존 석탄 [7]화력발전소에서 사용하도록 개발됐다.펠릿은 발열량, 수분 회분 함량, 치수에 따라 분류됩니다.그것들은 발전, 상업용 또는 주택용 난방, [8]요리용 연료로 사용될 수 있다.펠릿은 매우 밀도가 높고 매우 높은 연소 [9]효율로 연소할 수 있도록 낮은 수분 함량(10% 미만)으로 생산할 수 있습니다.

또한 형상도 규칙적이고 크기가 작기 때문에 매우 미세한 보정으로 자동 이송이 가능합니다.오거 공급 또는 공압 운반을 통해 버너에 공급될 수 있습니다.또한 고밀도로 인해 소형 보관 및 장거리 운송이 가능합니다.유조선에서 고객 [10]구내에 있는 저장 벙커 또는 사일로로 편리하게 날려보낼 수 있습니다.

광범위[11]펠릿 스토브, 중앙 가열로 및 기타 가열 기구가 1980년대 중반부터 개발 및 판매되고 있습니다.1997년 오스트리아에서 [12]석유 및 가스 보일러와 유사한 쾌적도를 가진 완전 자동 목재 펠릿 보일러를 사용할 수 있게 되었습니다.2005년 이후 화석연료 가격이 급등하면서 유럽과 북미에서 펠릿 난방 수요가 증가해 대규모 산업이 생겨나고 있다.국제 에너지 기구 태스크 40에 따르면, 나무 알갱이 생산량은 2006년과 2010년 사이에 두 배 이상 증가하여 1,400만 [13]톤이 넘습니다.2012년 보고서에서 바이오매스 에너지 자원 센터는 북미의 목재 펠릿 생산이 향후 5년 안에 [14]두 배로 증가할 것으로 예상한다고 밝혔습니다.

난방용 연료

생산.

독일의 한 공장에서 펠릿 트럭이 가득 채워지고 있다.

먼저 해머밀을 통과한 목재를 압축하여 균일한 반죽 모양의 [15]덩어리를 만들어 펠릿을 제조한다.이 질량은 프레스기에 공급되어 필요한 크기의 구멍이 있는 다이를 통해 압착됩니다(보통 직경 6mm, 때로는 8mm 이상).프레스의 고압에 의해 목재의 온도가 크게 상승하고 리그닌이 약간 가소화되어 냉각 [9]시 펠릿을 고정하는 천연 "글루"가 형성됩니다.

펠릿은 리그닌을 함유하지 않은 풀과 다른 비목질 형태의 바이오매스로 만들 수 있습니다.코넬 대학 뉴스의 2005년 뉴스 기사에 따르면 풀 알갱이 생산이 북미보다 유럽에서 더 발전했다고 한다.공급원료로는 짧은 생육시간(70일)과 재배 및 가공의 용이성 등을 제시했다.이 학교의 농업 교수인 제리 체니는 풀이 나무 열의 96%를 생산하며, "어떤 혼합 풀도 사용할 수 있고, 중간에서 늦여름에 자르고, 광물을 침출하기 위해 밭에 남겨두고, 그 다음에 발굽을 치고 펠릿을 칠 수 있다"고 말했다.건초 건조는 펠링에 필요하지 않으므로 목재 펠링에 [16]비해 처리 비용이 절감됩니다."2012년 노바스코샤 농무부는 석유 [17]연소 보일러를 연구 시설에서 풀 알갱이로 전환하는 시범 프로젝트를 발표했습니다.

벼농사의 부산물로 얻은 벼농사를 압축하여 벼농사를 연료펠릿으로 한다.또한 원료가 폐기물이기 때문에 목재 펠릿과 유사한 특성을 가지고 있으며 보다 친환경적입니다.에너지 함량은 약 4-4.2kcal/kg이며 수분 함량은 일반적으로 10% 미만입니다.펠릿의 크기는 일반적으로 실린더 형태로 직경 약 6mm, 길이 약 25mm로 유지되지만 실린더 또는 연탄 형태가 더 큰 경우는 드물지 않습니다.유사한 에너지 펠릿보다 훨씬 저렴하며 농장 자체의 껍질에서 값싼 기계를 사용하여 압축/제조할 수 있습니다.나무 펠릿에 [18][19][20][21][22][23][24]비해 일반적으로 친환경적입니다.밀이 주요 식량 작물인 세계 지역에서는 밀 껍질을 압축하여 에너지 펠릿을 생산할 수 있으며 쌀 허스크 펠릿과 유사한 특성을 가지고 있습니다.

CORRIM(Consortium On Research on Research on Renewable Industrial Material of the Life-Cycle Inventory of Wood Pellet Manufacturing and Utilization)의 보고서에 따르면 건조, 펠릿화 및 운반에 필요한 에너지는 건조 전 산업용 목재 폐기물의 에너지 함량의 11% 미만인 것으로 추정됩니다.펠릿이 산림 재료로 직접 만들어진 경우 목재를 건조하는 데 최대 18%의 에너지가 소요되며 운송 및 제조 에너지에는 8%의 에너지가 추가로 소요됩니다.2009년에 발표된 이탈리아 볼로냐 대학 화학 및 광물 공학부와 브리티시컬럼비아 대학의 클린 에너지 연구 센터에 의한 수출 목재 펠릿의 환경 영향 평가에서는 캐나다 목재 펠릿을 밴쿠버에서 스톡홀름으로 수송하는 데 소비된 에너지가 15,500km에 이르는 것으로 결론지었다.파나마 운하)는 목재 [25][26]펠릿의 총 에너지 함량의 약 14%이다.

펠릿 규격

유럽에서 일반적으로 사용되는 규범에 부합하는 펠릿(DIN 51731 또는 ö-Norm M-7135)은 10% 미만의 수분 함량을 가지며 밀도(입방미터당 1톤 이상, 따라서 물에 가라앉는다)가 균일하고 구조 강도가 우수하며 먼지 및 회분 [8]함량이 낮다.목재섬유는 해머밀에 의해 분해되기 때문에 목재 [citation needed]종류에 따라 완성된 펠릿의 차이는 거의 없다.펠릿은 거의 모든 목재 품종에서 만들 수 있으며, 펠릿 프레스기에 양호한 계장이 갖춰져 있다면 프레스 [citation needed]규제에서 공급 재료의 차이를 보상할 수 있다.유럽의 주요 산지는 남스칸디나비아, 핀란드, 중앙유럽, 오스트리아, 발트해 [27][28]국가이다.

재생 목재 또는 외부 오염 물질을 포함하는 유럽 표준 규격을 준수하는 펠릿은 클래스 B 펠릿으로 [8]간주됩니다.파티클 보드, 처리 또는 도장된 목재, 멜라민 수지 코팅 패널 등의 재생 재료는 특히 펠릿의 [citation needed]연소 특성에 유해한 배출물과 제어 불가능한 변화를 일으킬 수 있기 때문에 펠릿에 사용하기에 적합하지 않다.

미국에서 사용되는 표준은 Pellet Fuels Institute에 의해 개발되었으며, 유럽에서와 마찬가지로 [citation needed]의무적이지 않다.그러나 많은 제조업체는 규정을 [citation needed]준수하지 않는 펠릿에 의한 손상을 보증할 수 없기 때문에 이를 준수하고 있다.미국의 펠릿 가격은 2007-2008년 화석 연료 가격 인플레이션 기간 동안 급등했지만, 이후 현저하게 떨어졌으며 일반적으로 석탄을 제외한 대부분의 화석 연료보다 에너지 양당 가격이 낮다.

유럽과 북미의 규제 기관은 목재 펠릿과 펠릿 스토브를 포함한 모든 형태의 목재 열에 대한 배출 기준을 강화하는 절차를 진행 중입니다.이러한 규격은,[29][30] 컴플리언스를 보증하기 위한 독립 인증 테스트와 함께, 필수가 됩니다.미국에서는 2009년에 시작된 새로운 규칙이 EPA 규제 검토 과정을 [31]완료했으며,[32][33][34] 2014년 6월 24일에 코멘트를 위해 최종 새로운 규칙이 발행되었다.미국 목재 표준 위원회는 새로운 펠릿 [35]표준에 대한 독립 인증 기관이 될 것입니다.

위험 요소

목재 알갱이는 보관 중에 많은 의 독성 일산화탄소를 방출할 수 있습니다.개인 창고와[36] 선상 [37][38]선박에서 치명적인 사고가 발생했다.

나무 알갱이는 취급 시 미세먼지를 발생시켜 심각한 먼지 [39]폭발을 일으킬 수 있습니다.

목재 펠릿은 일반적으로 대규모 사일로에 대량으로 보관됩니다.펠릿은 스스로 가열되고 점화되며 진화가 매우 어려운 깊은 곳에서 연기가 나는 불을 일으킬 수 있습니다.연기가 나는 불은 사일로 [40]폭발로 이어질 수 있는 독성 일산화탄소와 인화성 열분해 가스를 생성한다.

펠릿 스토브 작동

펠릿 가열 장치에는 세 가지 일반적인 유형이 있습니다. 즉, 자립형 펠릿 스토브, 펠릿 스토브 인서트 및 펠릿 보일러입니다.

펠릿 스토브는 연료, 목재 또는 기타 바이오매스 펠릿이 호퍼라고 불리는 저장 통에 저장되는 현대식 용해로와 같이 작동합니다.호퍼는 어플라이언스 상단, 측면 또는 원격으로 배치할 수 있습니다.기계식 오거는 자동으로 탄알을 화분에 넣는다.거기서부터, 그것들은 최소한의 배출로 고온에서 연소한다.열교환관은 불에 의해 가열된 공기를 방으로 보낸다.대류 팬은 열교환관을 통해 실내로 공기를 순환시킵니다.펠릿 스토브의 내부에는 온도 조절기와 같은 역할을 하고 [41]온도를 조절하는 회로 기판이 있습니다.

펠릿 스토브 인서트는 벽난로 인서트와 마찬가지로 기존 석조 건물이나 조립식 목재 벽난로에 삽입하는 스토브입니다.

펠릿 보일러는 주거용, 상업용 및 시설용에서 기존의 화석 연료 시스템을 대체하도록 설계된 독립형 중앙 난방 및 온수 시스템입니다.자동 또는 자동 펠릿 보일러에는 펠릿의 대량 저장을 위한 사일로, 사일로에서 호퍼로 연료를 이동하는 연료 공급 시스템, 여러 가열 영역에 걸쳐 온도를 조절하는 논리 컨트롤러 및 장기 자동 작동을 [42]위한 자동 재 제거 시스템이 포함됩니다.

펠릿 바구니는 사람이 기존의 난로나 [43]벽난로에서 펠릿을 사용하여 집을 데울 수 있게 해줍니다.

에너지 출력 및 효율

목재 펠릿 히터

목재 펠릿의 에너지 함량은 약 4.7–5.2 MWh/tonne[44][45](~7450 BTU/lb), 14.4-20.3 MJ/[46]kg입니다.

고효율 목재 펠릿 스토브와 보일러는 최근 몇 년 동안 개발되었으며, 일반적으로 85%[47] 이상의 연소 효율을 제공합니다.최신 세대의 목재 펠릿 보일러는 응축 모드에서 작동할 수 있으므로 효율 값이 [48]12% 더 높습니다.목재 펠릿 보일러는 액체 또는 가스 연소 시스템에 비해 연소 속도와 연소 유무를 제한적으로 제어합니다. 그러나 이러한 이유로 온수 시스템의 [citation needed]열 저장 능력이 뛰어나기 때문에 온수 가열 시스템에 더 적합합니다.기름 연소 보일러에 개조할 수 있는 펠릿 버너도 사용할 [10]수 있습니다.

대기 오염 배출량

펠릿 연소 장비에서 발생하는 NO, SOx 휘발성 유기 화합물과 같은x 배출량은 다른 형태의 연소 [49]가열에 비해 일반적으로 매우 낮습니다.특히 펠릿 난방 시스템이나 석탄 또는 석유 난방 시스템이 근접하게 밀집된 도시 지역에서 미세 입자 물질이 공기로 방출되는 것이 인지된 문제입니다.대규모 설비의 정전기 집진기, 사이클론 분리기 또는 집진장치 입자 필터는 적절히 유지 및 [50]작동할 때 미립자를 제어할 수 있지만 오래된 펠릿 스토브 및 보일러의 PM 배출은 특히2.5 천연 가스(또는 재생 가능한 바이오 가스)와 비교하여 가까운 곳에서 문제가 될 수 있습니다.

지구 온난화

나무 펠릿을 태워서 열이나 전기를 만드는 것이 지구 기후 변화에 어느 정도 기여하는지는 물론, 기후에 미치는 영향이 경쟁 [9][51][52][53]열원을 사용하는 것에 비해 어떤 영향을 미치는지는 불확실하다.불확실성의 요인에는 목재 소스, 생산 및 운송 및 최종 연소에서 발생하는 이산화탄소 배출, [9][51][54]검토에 적합한 시간 척도가 포함된다.

그 Manomet 센터 보존 과학 연구에 의한 report[9],"바이오매스를 지속 가능성과 이산화 정책 연구"에서 2010년 6월 메사추세츠 에너지 자원의 조달을 위해 발행된은 나무 사료나 나무 칩과 같은 바이오매스, 공기 중으로, 20–25에 은퇴하지 않은"탄소 부채"을 만드는 이산화 탄소는 큰 액수의 해제한다고 결론짓고 있다. 연도그리고 그 이후에는 [9]순이익이 있습니다.2011년 6월, 동성은, 목재 펠릿을 [55]포함한 에너지용 바이오매스 사용에 관한 통제의 대폭적인 강화를 기대하면서, 최종 규제의 제출을 준비하고 있었습니다.바이오매스 에너지 찬성론자들은 마노메트 보고서의 [56][57]결론에 이의를 제기했고, 과학자들은 보고서에서 기후 영향이 [51][58]보고된 것보다 더 심각하다고 지적했습니다.

ca. 2008년까지는 식물 생장이 [59]공기로 방출되는 탄소를 회수하고 저장하는 것으로 믿었기 때문에 (나무 알갱이에서 나오는) 바이오매스 에너지가 탄소 중립이라고 과학 논문에서도 일반적으로 가정되었다.그 후 바이오매스의 기후적 영향을 연구하는 과학논문이 등장하기 시작했는데, 이는 바이오매스의 탄소중립성[54][60]대한 단순한 가정을 반박하는 것이었다.바이오매스 에너지 자원 센터에 따르면 탄소 중립성에 대한 가정은 "바이오매스의 탄소 영향은 연료의 수확 방법, 숲의 종류, 산림 관리의 종류, 그리고 시간에 따라 그리고 경관에 [50]걸쳐 바이오매스가 어떻게 사용되는지에 달려있다는 인식으로 바뀌었다"고 한다.

2011년 Greenpeace USA 및 Southern Environmental Law Center를 포함한 미국의 12개 저명한 환경단체는 목재 펠릿을 포함한 바이오매스 에너지의 정부 인센티브에 대해 높은 기준을 설정하는 정책을 채택했다.이 보고서는 부분적으로 "정부 인센티브를 받을 자격이 있는 공급원과 시설은 [61]대체하거나 경쟁하는 에너지원보다 20년 이내 및 장기간에 걸쳐 낮은 수명주기, 누적 및 GHG 및 해양 산성화 배출을 초래해야 한다"고 명시하고 있다.

2021년 2월 11일 500명의 과학자와 경제학자들은 세계 지도자들에게 바이오 에너지를 위한 숲 사용에 관한 편지를 썼다.그것은 "목재를 태우는 것은 수십 년에서 수백 년 동안 온난화를 증가시킬 것이다"라고 경고하고 있다.목재가 석탄, 석유, 천연가스를 대체할 때도 마찬가지입니다.서한은 목재를 태우는 데 대한 보조금 지급을 중단하고 재생 에너지 기준과 배출권 거래 [62]시스템에서 바이오매스를 탄소 중립으로 취급하는 것을 중단할 것을 요구하고 있다.

지속가능성

목제품 업계는 목재에너지를 대량으로 사용할 경우 건설·제조용 원자재(Lumber) 공급이 크게 [9][63]줄어들 것으로 우려하고 있다.

비용.

2005년 이후 인기가 급격히 상승함에 따라 펠릿의 가용성과 비용이 [64]문제가 될 수 있습니다.이는 펠릿 스토브, 용해로, 펠릿 바스켓 또는 업계에서 브래들리 [65]버너로 알려진 기타 장치를 구입할 때 중요한 고려 사항입니다.그러나 현재 펠릿 생산량은 증가하고 있으며 2008-2009년에 [66]미국에서 몇 개의 새로운 펠릿 공장을 온라인으로 만들 계획이 있습니다.

펠릿의 비용은 톱밥 및 [67]오프컷 공급의 변동으로 이어지는 건물 주기의 영향을 받을 수 있습니다.

2015년 10월 5일 업데이트된 연료 가격에 관한 뉴햄프셔 에너지 기획 사무소의 발표에 따르면, #2 연료유의 가격은 BTU에 상당하는 1톤 펠릿 = #2 연료유의 118.97 갤런을 사용하여 대량 배송 목재 연료 펠릿의 비용과 비교할 수 있다.이는 펠릿 1톤이 16,500,000 BTU를 생산하고 #2 연료유 1갤런이 138,690 BTU를 생산한다고 가정합니다.따라서 배송된 #2 Fuel Oil 가격이 Gal당 1.90달러일 경우, 펠릿의 브레이크벤 가격은 배송된 T당 238.00달러입니다.

지역별 사용량

유럽

독일의 상점 선반에 있는 펠릿
EU 펠릿 사용(톤)[68]
나라 2013
영국 4 540 000
이탈리아 3 300 000
덴마크 2 500 000
네덜란드 2 000 000
스웨덴 1 650 000
독일. 1 600 000
벨기에 1 320 000

유럽 전체의 사용법은 정부의 규제에 따라 다릅니다.네덜란드, 벨기에, 영국에서는 펠릿이 주로 대규모 발전소에서 사용됩니다.영국 최대 발전소인 Drax 발전소는 2012년부터 일부 장치를 펠릿 버너로 전환했습니다. 2015년까지 Drax는 영국에서 미국에서 [69]목재 펠릿을 가장 많이 수출했습니다.덴마크스웨덴에서는 펠릿이 대규모 발전소, 중규모 지역난방 시스템 및 소규모 주택난방에 사용된다.독일, 오스트리아, 이탈리아, 프랑스에서 펠릿은 주로 소규모 주거용 및 산업용 [68]난방에 사용됩니다.

영국은 비국내 및 가정용 목재 펠릿 보일러 설비가 7년에서 20년 사이에 지급을 받을 수 있도록 허용하는 재생 열 인센티브(RHI)라는 보조금 제도를 시작했다.이는 세계 최초의 계획이며, EU의 약속에 따라 영국에서 발생하는 재생 가능 에너지의 양을 증가시키는 것을 목표로 하고 있다.스코틀랜드와 북아일랜드는 별개지만 비슷한 계획을 가지고 있다.2015년 봄부터 바이오매스 소유자는 국내든 상업적이든 상관없이 RHI [70]지급을 받기 위해 BSL(Biomass Supply List) 승인 공급업체로부터 연료를 구입해야 합니다.재생열 인센티브 스캔들은 "재 환금 스캔들"이라고도 불리며 실패한 재생 에너지(목재 펠릿 연소) 인센티브 계획에 초점을 맞춘 북아일랜드의 정치적 스캔들이었다.

펠릿은 [27]유럽의 주요 펠릿 생산국인 스웨덴에서 주로 석유 연소식 중앙 난방의 대안으로 널리 사용되고 있습니다.펠릿 중앙 가열로의 주요 시장인 오스트리아에서는 전체 신규 가정용 가열로의 2/3가 펠릿 버너인 것으로 추정됩니다.이탈리아에서는 자동 공급 펠릿 스토브의 큰 시장이 발달했다.이탈리아의 펠릿의 주요 용도는 [71]난방용 소규모 주택용 및 산업용 보일러입니다.

2014년 독일에서 연간 전체 목재 펠릿 소비량은 220만 톤이었습니다.이러한 펠릿은 주로 주거용 소규모 난방 부문에서 소비됩니다.펠릿 부문을 에너지 생산에 사용하는 공동 연소 공장은 이 나라에 널리 보급되어 있지 않다.가장 많은 양의 목재 펠릿은 DINplus 인증을 받았으며, 이는 최고 품질의 펠릿입니다.원칙적으로 저품질의 펠릿을 [72]수출한다.

인도

2019년 인도는 다음 [73]작물을 파종하기 위해 들판에서 그루터기/바이오매스가 타면서 발생하는 대기 오염을 줄이기 위해 수도 델리 주변의 석탄 연소 발전소에서 바이오매스 펠릿을 공동 연소하기 시작했습니다.국내 전역에서 바이오매스 펠릿을 발전용으로 사용하여 약 1억4500만 톤의 농업 잔류물을 이용하여 발전 [74]시 동일한 양의 수입 석탄을 대체할 계획입니다.

뉴질랜드

2013년 뉴질랜드에서 목재 펠릿의 총 판매량은 3~500,000톤이었습니다.최근 새로운 목재 펠릿 공장의 건설로 생산 [75]능력이 크게 증가했습니다.타우포에 있는 네이처 플레임 우드 펠릿 가공 공장은 2019년 말에 연간 생산 능력을 85,000톤으로 [76]두 배로 늘릴 예정입니다.Azwood[77] Energy는 Nelson에서 목재 펠릿 가공 공장을 운영하고 있으며, 매년[78] 120만 입방미터 이상의 임업 잔류물을 사용하여 가정용, 병원, 학교 및 우유 [79]가공을 포함한 산업 공정에서 탄소 중립 연료를 공급하고 있습니다.

미국

유럽제 보일러를 수입하는 회사도 있습니다.2009년 현재, 약 800,000명의 미국인들이 [49]난방을 위해 나무 알갱이를 사용하고 있다.2013년 [80]미국에서는 233만 톤의 목재 알갱이가 난방에 사용될 것으로 추정되었습니다.미국의 유럽으로의 목재 펠릿 수출은 2006년 124만 톤에서 2012년 700만 톤으로 증가했지만 숲은 [81]더 커졌다.

기타 용도

말 침구

나무 알갱이에 소량의 물을 더하면, 그것들은 팽창하여 톱밥으로 돌아간다. 때문에 말 침구로 사용하기에도 적합하다.보관과 이동의 용이성은 전통적인 침구보다 더 큰 장점입니다.하지만, 호두를 포함한 몇몇 종류의 나무들은 말에게 독이 될 수 있기 때문에 절대 [82]침구용으로 사용해서는 안 된다.

태국에서는 동물의 침구용으로 쌀껍질 알갱이가 생산되고 있다.흡수율이 높아 [83]목적에 이상적입니다.

소 사료

식용물질로 만든 바이오매스 펠릿은 사료 [84][85]부족을 극복하기 위해 먼 곳에서 사료 잉여지를 수입해 소 사료로도 사용할 수 있다.

흡수제

목재 펠릿은 또한 석유나 [86]가스정을 시추할 때 오염된 물을 흡수하는 데 사용됩니다.

요리.

나무 펠릿 그릴은 굽고 굽고 피우는 다재다능한 방법으로 인기를 얻고 있다.펠릿의 크기는 여전히 정확하게 온도를 제어하는 [87]목재 연소식 그릴을 만드는 데 유용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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