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·費爾和伊恩·麥格雷戈正在進(jìn)行“Hydrogen Naturally”項目。
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，計劃在北美建立自然空氣捕獲(NAC)中心，將低價值的富含碳的森林殘留物轉(zhuǎn)化為氫，同時永久地隔離碳，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)驗的項目團(tuán)隊，企業(yè)家們正在森林部門創(chuàng)建一個新的氫和CCS產(chǎn)業(yè)。
費爾說，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存。
該公司估計，在一個四階段設(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)碳屬性的價值后，其成本與藍(lán)色氫大致相同。
費爾說：“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)面臨的一個挑戰(zhàn)是如何使這些措施變得經(jīng)濟(jì)。
Hydrogen Naturally將激勵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。
項目范圍
隨著加拿大西部目前大部分木屑顆粒生產(chǎn)運往海外電力公司，費爾表示，他們的氫氣中心將創(chuàng)造一個新的、可靠的市場，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。每個中心每年將產(chǎn)生16萬噸氫氣，并儲存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。
費爾說，公司成功的一個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)為原住民爭取權(quán)益，我們對此非常非常自豪。”
項目狀態(tài)
Hydrogen Naturally已經(jīng)完成了項目前規(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。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目一樣，最終的投資決定是在創(chuàng)始投資完成的同時做出的；我們完成我們開始的事情，”麥格雷戈說。
他說，由于Hydrogen Naturally項目跨越了兩個行業(yè)，而在過去，這兩個行業(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這種合作所帶來的好處感到興奮。
麥格雷戈說，Hydrogen Naturally在整個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，我們不能浪費這個優(yōu)勢。”
費爾說，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，”費爾說。
