Puugaasigeneraator

Puugaasigeneraator on gaasistamise seade, mis eraldab puidu ja kivisöe põletamisel sünteesgaasi, mis koosneb õhulämmastikust, vingugaasist, vesinikust, metaani osakestest ja teistest gaasidest, mida pärast jahutamist ja filtreerimist saab kasutada sisepõlemismootori kütuseks või teistel eesmärkidel. Ajalooliselt olid puugaasigeneraatorid tihti paigaldatud sõidukitele, aga tänapäevased uuringud ning arendused on keskendunud enamasti statsionaarsetele seadmetele.

Eelised

1. Puugaasi saab kasutada sisepõlemismootorites. (Maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks võib kasutada gaasi turbiinides.) Puit on taastuv energiaallikas. Seega saab puugaasi kasutada juhul, kui maagaasi ja bensiini pole saada.

2. Puidul kütusena on kinnine süsinikuringe, mis ei tekita globaalset kliimasoojenemist. Võrreldes fossiilkütustega on puugaas loodusele ohutum.

3. Kriisiolukorras on neid suhteliselt lihtne toota käepärastest vahenditest.

4. Puugaas põleb puhtamalt, võrreldes tavalise puidu ja bensiiniga põletamisega. Tahma tekib puugaasi põletamisel minimaalselt või üldsegi mitte.

5. Statsionaarse seadme puhul on võimalik saavutada maksimaalne soojus- ja elektritootlikkus. Selliseid koostootmisjaamu on kasulik ehitada isegi tööstuslikult arenenud riikides. Suurematel jaamadel on isegi parem efektiivsus.

Puudused

1. Seadeldis on ebamugavalt suur.

2. Suhteliselt aeglane käivitusaeg. Selleks, et kuumutada küttepuu vajaminevale temperatuurile, kulub mitu minutit. Suuremates jaamades võib selleks kuluda isegi tunde.

3. Osadel mudelitel võib esineda tõrkeid, mistõttu gaasi tootmine pole stabiilne.

4. Maksimaalsel võimsusel töötavat seadet on raske peatada, kuna gasifitseerimisprotsess jätkub ka pärast seadeldise väljalülitamist.

5. Gasifitseerimise põhiprodukt on süsinikmonooksiid. See põletataks koos teiste gaasidega ohutuks süsinikdioksiidiks, kuid süsinikmonooksiid on inimestele ohtlik.

6. Puidu niiskus on tavaliselt 15–20%. Isegi kuiva puidu põletamisel tekib hapniku (O) ja vesiniku (H) aatomeid, millest tekib veeaur. Ühes kilogrammis kuivas puidus on 0,4 liitrit vett, millest omakorda puugaasi jahutamisel ja filtreerimisel tekib tõrv. Mistõttu on vaja spetsiaalseid reovee puhastusseadmeid. Reovee puhastusele kulub 25–35% puugaasist saadud energiat.

Pärast II maailmasõda

USA Föderaalne Eriolukordade Agentuur (FEMA) avaldas märtsis 1989 raamatu, kuidas ehitada puugaasigeneraatorit siis, kui naftat pole saadaval. Eli [kas EL-i ?] kaasabil ja uurimistöö edendamisel sai alguse 2005. aastal Güssingis Austrias Euroopa energiapoliitika tulevikku käsitlev projekt. Sealt leiab sellise gaasimootoriga puugaasil töötava elektrijaama jooniseid, mille tootlikkus on 2 MW elektrienergiat ja 4,5 MW soojust. Joonised sisaldavat veel kahte konteinerit, et oleks võimalik puugaasiga eksperimenteerida. Ühte neist saab kasutada puugaasi ümbertöötamiseks diislikütusesarnaseks kütuseks Fischeri-Tropschi printsiibil. 2005. aasta oktoobri seisuga oli võimalik 5 kilogrammist puidust toota 1 liiter diislit [kas diislikütust?].

Ajalugu

Seal on veel rikkalikult kirjandust puugaasi tootmisest ja gaasitöödest. Puugaasi nimetatakse ka asulagaasiks, isetoodetud gaasiks, sünteetiliseks gaasiks ja generaatorigaasiks. Tänapäeval on see kõik avalik informatsioon. Kõige edukamad puugaasigeneraatorid, mis on kasutusel Euroopas ja USA-s, on varasema Imberti disaini modifitseeringud. Puugaasi toodetakse enamasti puidust, kuid võib kasutada ka sütt. Süsi on tihedam ja saadud gaas on puhtam (ilma hõljuvate tõrvaosakeste ja üleliigse veeta). FEMA 1989. aasta mudelil on märgatavad eelised varasemate Euroopas levinud mudelite ees. FEMA mudelile on lihtsam kütust lisada ja ka lihtsam ehitada. Puudusteks on kindla oksüdeerumisruumi puudumine, mis viib töötemperatuuri languseni, mis omakorda liigse tõrva tekkeni. Seetõttu on vanemad mudelid siiski populaarsemad. Liigne tõrv gaasis rikub mootori kiiresti, ummistades klapid ja rõngad. Uus disain, mida kutsutakse "Keith gaasistajaks", pakub välja lahendused temperatuuri ja tõrva probleemile.

Testimised Auburni Ülikoolis näitasid, et saadud gaas on 37% efektiivsem kui bensiin. See süsteem on püstitanud kiirusrekordi biomassi toitel töötavate sõidukite seas ja on tehtud ka mitmeid üleriigilisi testisõite. UN andis välja dokumendi nimega FAO 72, mis seletab detailselt puugaasi generaatori disaini ja ehitust. Sama sisaldab ka Maailma Panga tehniline paber 296.

Gasifitseerimine on olnud oluline tavakasutuses olev tehnoloogia. Mis on leidnud laialdast kasutust kivisöest gaasi tootmisel, millega omakorda suudeti lahendada valgustusprobleemid 19. ja 20. sajandi algul. Esimeste Otto sisepõlemismootorite (ottomootorite) kasutuselevõtmisel 1870. aastatel hakkasid need asendama aurumootoreid, mis olid olnud seni põhilised jõuallikad statsionaarete seadmete käitamisel. Üleminekuprotsess kiirenes veelgi pärast 1886. aastat, kui kaotas kehtivuse ottomootoritele esitatud patent. Gasifitseerimise potentsiaalset ja praktilist rakendust sisepõlemismootoritele mõisteti juba väga hästi tehnoloogia väljatöötamise algaastatel. Aastal 1873 leiutas ja patenteeris Thaddeus S. C. Lowe vee gaasistamise protsessi, millega oli võimalik toota suurtes kogustes vesinikgaasi nii koduseks kui tööstuslikuks tarbimiseks, et saada soojust ja valgust. Erinevalt seni tavakasutuses olnud söest ja koksist toodetud gaasist pakkus vesinik tunduvalt efektiivsemat kütust sooja saamiseks. 19. sajandi lõpupoole kasutati sisepõlemismootorites vahetevahel söest toodetud gaasi, mis aga muutus 20. sajandi algul, kui põhiliseks tooraineks gaasitootmisel sai koks. Koksist toodetud gaas oli märkimisväärselt odavam kui söest destilleerimisel (pürolüüs) toodetud gaas. Aastal 1920 leiutas prantsuse leiutaja Georges Imbert õhu pealevoolu generaatori. Teise maailmasõja ajal oli bensiin normeeritud, sest seda oli vähe saada. Suurbritannias, Prantsusmaal ja Saksamaal improviseeriti ja konstrueeriti laialdaselt selliseid generaatoreid, et toota sõidukitele kütust. Tööstuslikke generaatoreid toodeti enne ja pärast Teist maailmasõda eriolukordadeks või majandusprobleemidega riikides. Isegi mittekonkureerivates maades nagu Rootsi ja Brasiilia, oli gasifitseerimine populaarne, kui naftat polnud saada. Brasiilia võidusõitja Chico Landi võitis 1944. aastal Sćo Paulo Interlagose ringrajal toimunud võidusõidu puugaasimootoril töötanud Alfa Romeoga.