「ペレット工場のほとんどは小規模で、年間平均生産能力は約9,000トンです。2013年にはペレット不足に見舞われ、生産量はわずか29,000トン程度にとどまりましたが、その後、このセクターは急成長を遂げ、2016年には88,000トンに達しました。2021年までに少なくとも290,000トンに達すると予測されています。」

チリは一次エネルギーの23%をバイオマスから得ています。これには薪も含まれます。薪は家庭暖房に広く利用されている燃料ですが、地域の大気汚染にも関連しています。近年、ペレットなどのよりクリーンで効率的なバイオマス燃料や、新しい技術が急速に進歩しています。ラ・フロンテーラ大学の研究者であるローラ・アソカル博士が、チリにおけるペレット生産に関連する市場と技術の背景と現状について洞察を提供します。

アゾカル博士によると、薪を主要なエネルギー源として利用することはチリの特徴です。これは、チリの伝統と文化に加え、豊富な森林バイオマス、化石燃料の高価格、そして中南部の寒くて雨の多い冬といった要因にも関連しています。

森の国

この発言の文脈を理解するために、チリには現在 1,750 万ヘクタールの森林があり、そのうち 82 パーセントが自然林、17 パーセントがプランテーション（主に松とユーカリ）、1 パーセントが混合生産林であることを言及しておくべきでしょう。

つまり、この国は急速な成長を遂げているにもかかわらず、現在の一人当たりの年間所得が 21,000 米ドル、平均寿命が 80 歳であるにもかかわらず、家庭用暖房システムは未発達なままであるということです。

実際、暖房に消費される総エネルギーの 81 パーセントは薪から得られており、これはチリでは現在約 170 万世帯がこの燃料を使用しており、年間の総消費量は 1,170 万 m³ を超える薪に達していることを意味します。

より効率的な代替案

薪の大量消費はチリ​​の大気汚染にも関連しています。人口の56%、つまり約1,000万人が、年間濃度2.5pm未満（PM2.5）の粒子状物質（PM）1立方メートルあたり20mgの大気汚染にさらされています。

PM2.5の約半分は薪の燃焼に起因しています。これは、木材の乾燥不足、ストーブの効率の低さ、住宅の断熱性の低さなど、いくつかの要因によるものです。さらに、薪の燃焼は二酸化炭素（CO2）を排出しないと想定されていますが、ストーブの効率の低さから、灯油ストーブや液化ガスストーブと同等のCO2排出量が発生しています。

近年、チリでは教育レベルの向上により社会の力が強化され、自然遺産の保護や環境保護に関する要求が表明され始めています。

上記に加え、研究の飛躍的な発展と高度な人材の育成により、国は既存の家庭暖房ニーズに応える新たな技術と燃料の探求を通じて、これらの課題に立ち向かうことができました。こうした代替手段の一つがペレットの生産です。

ストーブのスイッチアウト

チリにおけるペレット利用への関心は2009年頃から高まり始め、当時はヨーロッパからのペレットストーブやボイラーの輸入が始まりました。しかし、輸入コストの高さが課題となり、普及は遅々と進みました。

環境省は、その使用を普及させるために、2012年に住宅および産業部門向けにストーブとボイラーの交換プログラムを開始しました。この交換プログラムのおかげで、2012年には4,000台を超えるユニットが設置され、その後、地元の家電製品メーカー数社が加わったことで、その数は3倍に増加しました。

これらのストーブとボイラーの半分は住宅部門にあり、28パーセントは公共機関にあり、約22パーセントは産業部門にあります。

木質ペレットだけでなく

チリのペレットは、主に一般的な植林樹種であるラジアータパイン（Pinus radiata）から生産されています。2017年には、チリ中部と南部に、規模の異なる32のペレット工場が立地していました。

ペレット工場のほとんどは小規模で、年間平均生産能力は約9,000トンです。2013年にはペレット不足に見舞われ、生産量はわずか約29,000トンにとどまりましたが、その後、このセクターは急成長を遂げ、2016年には88,000トンに達し、2020年までに少なくとも190,000トンに達すると予測されています、とアゾカー博士は述べています。

森林バイオマスが豊富であるにもかかわらず、この新しい「持続可能な」チリ社会は、高密度バイオマス燃料の製造のための代替原料の探索に、起業家や研究者の関心を集めています。この分野では、数多くの国立研究センターや大学が研究を展開しています。

ラ・フロンテーラ大学では、BIOREN 科学中核に属し、化学工学部と連携している廃棄物およびバイオエネルギー管理センターが、エネルギーの可能性のある地元のバイオマス源を識別するためのスクリーニング方法を開発しました。

ヘーゼルナッツの殻と小麦のわら

本研究では、ヘーゼルナッツの殻が燃焼に最適な特性を持つバイオマスであることが特定されました。さらに、小麦わらは入手しやすさと、麦わらや刈り株の焼却に伴う環境への影響の少なさから、特に注目されています。小麦はチリの主要作物であり、約28万6000ヘクタールの耕作地で栽培され、年間約180万トンの麦わらを生産しています。

ヘーゼルナッツの殻の場合、このバイオマスは直接燃焼させることも可能ではあるものの、研究はペレット製造への利用に重点が置かれてきました。その理由は、地域の大気汚染問題に対処するため、公共政策によって薪ストーブからペレットストーブへの切り替えが進められており、地域の実情に適応した固形バイオマス燃料を生産するという課題に直面しているためです。

結果は有望で、予備調査結果では、これらのペレットが ISO 17225-1 (2014) に従って木質由来のペレットに対して確立されたパラメータに準拠することが示唆されています。

小麦わらの場合、不規則な大きさ、低い嵩密度、低い発熱量など、このバイオマスのいくつかの特性を改善するために焙焼テストが実施されてきました。

不活性環境下、中温で行われる熱処理プロセスである焙焼は、この農業残渣に特化して最適化されました。初期結果では、150℃未満の中温運転条件下で、保持エネルギーと発熱量が大幅に増加することが示唆されています。

この焙焼バイオマスを用いてパイロットスケールで製造されたいわゆるブラックペレットは、欧州規格ISO 17225-1（2014）に基づいて特性評価されました。結果は良好で、焙焼前処理プロセスにより、見かけ密度が469kg/m³から568kg/m³に増加しました。

保留中の課題は、国内市場に投入できる製品を実現し、国を悩ませている環境問題への取り組みに貢献するために、焙焼した麦わらペレットに含まれる微量元素の含有量を減らす技術を見つけることを目的としている。