纖維燃料：加拿大公司從邊緣化的木材中制造“超綠色”氫氣
2023-10-30
布萊恩·費(fèi)爾和伊恩·麥格雷戈正在進(jìn)行“Hydrogen Naturally”項(xiàng)目。
兩位加拿大商業(yè)巨頭——一位來自林業(yè)界，另一位來自能源界——已經(jīng)聚集在一起，成立了一個(gè)新的合資企業(yè)，他們的宏偉愿景是利用樹木的碳濃縮能力來生產(chǎn)負(fù)排放的氫氣，從而使空氣碳捕獲在加拿大變得經(jīng)濟(jì)。
不列顛哥倫比亞省出生的布萊恩·費(fèi)爾和艾伯塔省出生的伊恩·麥格雷戈是Hydrogen Naturally的創(chuàng)始人，這是一家初創(chuàng)公司，計(jì)劃在北美建立自然空氣捕獲(NAC)中心，將低價(jià)值的富含碳的森林殘留物轉(zhuǎn)化為氫，同時(shí)永久地隔離碳，從而成為世界上最大的碳負(fù)燃料生產(chǎn)商。
麥格雷戈是總部位于卡爾加里的西北資本公司的創(chuàng)始人，他與合作伙伴加拿大自然資源公司共同構(gòu)思并建造了加拿大幾十年來第一座柴油煉油廠，耗資超過100億美元。該煉油廠包括世界上最大的藍(lán)色氫工廠——由天然氣生產(chǎn)氫氣，由碳捕獲和儲(chǔ)存(CCS)提供支持——以及一條名為阿爾伯塔碳干線的專用二氧化碳管道。
費(fèi)爾是全球鋸木廠設(shè)備制造商BID集團(tuán)的前唯一所有者。他現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)著Brian Fehr集團(tuán)，該集團(tuán)在北美擁有可再生能源、大型木材和建筑服務(wù)公司。
在Peak Renewables(Fehr)和North West Capital(MacGregor)各自的公司下，以及在自然資源領(lǐng)域擁有數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，企業(yè)家們正在森林部門創(chuàng)建一個(gè)新的氫和CCS產(chǎn)業(yè)。
費(fèi)爾說，Hydrogen Naturally公司的技術(shù)能夠?qū)淠镜奶疾东@能力與制氫工廠的直接封存結(jié)合起來，從而創(chuàng)造出一種負(fù)碳燃料。
他說：“我們將把被邊緣化的纖維——比如通常留在灌木叢中的廢棄物或殘枝，過去可能已經(jīng)進(jìn)入紙漿廠的纖維，以及在我們可以得到它們的地方研磨殘留物——我們將把它造粒，并將其氣化，以產(chǎn)生綠色氫氣。”
纖維轉(zhuǎn)化為燃料
公司的理念始于路邊的收獲。Hydrogen Naturally計(jì)劃開始收集森林殘留物的過程-加拿大西部被邊緣化的纖維，它們通常要么堆積燃燒(根據(jù)政府防止野火的規(guī)定)，要么收集并送到紙漿廠，顆粒廠或生物能源廠。不過，他們不會(huì)挑剔；任何木制品加工過程中殘留的纖維都是可以利用的。
然后，這些殘留物將被制成顆粒，以便于運(yùn)輸?shù)郊械?span lang="EN-US">Hydrogen Naturally生產(chǎn)工廠。在該工廠，顆粒將經(jīng)過封閉的氣化過程和下游分離，以產(chǎn)生純二氧化碳和氫。然后，二氧化碳將被壓縮成一種超臨界液體，并通過管道輸送到地下的隔離井中永久儲(chǔ)存。
該公司估計(jì)，在一個(gè)四階段設(shè)施的第一階段，每年投入60萬噸木屑顆粒，他們將獲得4萬噸氫氣，并從大氣中永久去除100萬噸二氧化碳。氫氣可以作為“超綠色”的負(fù)排放輸入，用于任何使用氫氣的工業(yè)過程，如煉油廠、化肥廠和化工廠，或作為運(yùn)輸業(yè)的燃料。
無論最終用途是什么，其結(jié)果都是一種負(fù)碳燃料，該公司將其稱為“亮綠色氫”，該公司表示，這種燃料比綠色氫“更環(huán)保”——綠色氫是由可再生電力電解產(chǎn)生的氫——而且，在考慮到負(fù)碳屬性的價(jià)值后，其成本與藍(lán)色氫大致相同。
費(fèi)爾說：“灌木叢中留下的纖維太多了，不能焚燒或任其腐爛。每年都有樹木在森林火災(zāi)中被燒毀，而且情況越來越嚴(yán)重。”
“有了Hydrogen Naturally，我們可以把它變成顆粒，生產(chǎn)一種對(duì)經(jīng)濟(jì)有益的燃料。我們還可以捕獲和隔離從空氣中捕獲的碳，最終進(jìn)入封存到地下。除此之外，我們還可以重新種植這些樹木，使它們成為有生產(chǎn)力的樹木，而不是邊緣樹木。這使得生成的氫帶負(fù)碳排放屬性。這將改變游戲規(guī)則。”
加拿大歷史性的野火季節(jié)凸顯了Hydrogen Naturally提供的關(guān)鍵解決方案的意義。經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的滅火，加拿大的森林里積累了大量的燃料。多年來，林務(wù)人員一直關(guān)注通過景觀火災(zāi)管理來減少災(zāi)難性野火風(fēng)險(xiǎn)的必要性，包括通過采伐處理減少森林燃料。工業(yè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是如何使這些措施變得經(jīng)濟(jì)。
Hydrogen Naturally將激勵(lì)收割承包商從灌木叢中取出更多的殘余纖維。過去被砍斷并留在樹林里的纖維現(xiàn)在可以被清理和再加工。
該公司還可以將腐朽的木材——被甲蟲殺死的，被火災(zāi)殺死的，等等——變成有利可圖的顆粒。費(fèi)爾指出，森林再生速度更快，這有助于森林中積累的木材被移走。
項(xiàng)目范圍
隨著加拿大西部目前大部分木屑顆粒生產(chǎn)運(yùn)往海外電力公司，費(fèi)爾表示，他們的氫氣中心將創(chuàng)造一個(gè)新的、可靠的市場(chǎng)，以保持木屑顆粒的生產(chǎn)，并在北美本地使用。他說：“它正在將目前運(yùn)往海外的顆粒行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楸泵喇a(chǎn)業(yè)。”
“Hydrogen Naturally”公司正著眼于北美的四個(gè)生產(chǎn)工廠或中心，從埃德蒙頓北部的阿爾伯塔工業(yè)中心開始。每個(gè)中心每年將產(chǎn)生16萬噸氫氣，并儲(chǔ)存400萬噸二氧化碳。
去年，該公司與卑詩省的納爾遜堡第一民族(Fort Nelson First Nation)簽署了一項(xiàng)協(xié)議，將在那里建造他們的第一家顆粒廠，主要使用由該部族控制的纖維。
Peak Renewables目前在卑詩省擁有兩家鋸木廠，分別位于Vavenby和Galloway，在卑詩省Cranbrook擁有一家指接板工廠，在Sask省Prince Albert擁有一家OSB工廠。以及位于不列顛哥倫比亞省納爾遜堡的一家木屑顆粒廠。
費(fèi)爾說，公司成功的一個(gè)重要因素是與原住民的合作關(guān)系。
“Peak Renewables是一家擁有森林產(chǎn)品和生物能源設(shè)施所有權(quán)的公司，其中一些部族將擁有25%、35%或45%的股份。加拿大的這些設(shè)施都將包含原住民的所有權(quán)。”我們正在我們工作的城鎮(zhèn)為原住民爭(zhēng)取權(quán)益，我們對(duì)此非常非常自豪。”
項(xiàng)目狀態(tài)
Hydrogen Naturally已經(jīng)完成了項(xiàng)目前規(guī)劃的第一階段，并在樞紐1的中心地區(qū)確定了候選地點(diǎn)。前端工程正在進(jìn)行中，并將在年底前加速到全速。關(guān)于氫燃料的討論正在進(jìn)行中，許多人看到了大規(guī)模供應(yīng)負(fù)碳燃料抵消傳統(tǒng)燃料排放的好處。
“與匹克和西北的許多項(xiàng)目一樣，最終的投資決定是在創(chuàng)始投資完成的同時(shí)做出的；我們完成我們開始的事情，”麥格雷戈說。
他說，由于Hydrogen Naturally項(xiàng)目跨越了兩個(gè)行業(yè)，而在過去，這兩個(gè)行業(yè)之間幾乎沒有什么聯(lián)系，因此聯(lián)邦政府、阿爾伯塔省和不列顛哥倫比亞省政府都對(duì)這種合作所帶來的好處感到興奮。
麥格雷戈說，Hydrogen Naturally在整個(gè)自然空氣捕獲過程中使用成熟的技術(shù)，以快速響應(yīng)政府努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。“我們正在大規(guī)模地使用以前使用過的技術(shù)，只是以一種新的方式。如果我們要實(shí)現(xiàn)凈零排放，我們現(xiàn)在就需要一種負(fù)碳的解決方案。”
雖然目前提出了幾種形式的碳去除方法，但Hydrogen Naturally認(rèn)為，集中碳的成本是實(shí)現(xiàn)規(guī)模化空氣捕獲的主要障礙。麥格雷戈說：“多虧了太陽，木材纖維含有50%的碳，我們不能浪費(fèi)這個(gè)優(yōu)勢(shì)。”
費(fèi)爾說，加拿大的森林工業(yè)正處于轉(zhuǎn)型階段，尤其是在不列顛哥倫比亞省，政府的政策正在限制人們進(jìn)入原始森林，并立法規(guī)定土著居民對(duì)森林土地的權(quán)利，林業(yè)公司是森林健康變革不可或缺的組成部分。
這一變化的很大一部分是專注于100%地利用樹木。他說，氫自然可以成為解決方案的一部分。
“伊恩和我都很興奮。我們認(rèn)為我們正在做一件非常大的事情，這一切都是關(guān)于生物能源的，”費(fèi)爾說。
