Улавливание CO2.
Грегг Спиклер, директор по пивоварению компании Alamo Brewing в Сан-Антонио, подключает пеноуловитель между ферментатором и системой рекуперации CO2 компании Earthly Labs.
Знаете ли вы, откуда берутся пузырьки в вашем пиве? Это может быть не совсем так, как вы думаете.
Дрожжи, конечно же, производят углекислый газ (CO2) вместе с этанолом и всеми этими вкусными эфирами и фенолами. Однако лишь небольшой процент [hide]пива содержит углекислый газ, образующийся в процессе собственного брожения. Большая часть этого газа уходит в атмосферу, пузырясь в продувочных ведрах и увеличивая выбросы парниковых газов. Большинство баночного, бутылочного и кегового пива подвергается принудительной карбонизации и упаковывается с помощью нагнетаемого CO2, который местные поставщики регулярно доставляют на пивоварню.
Пивоварни обычно работают как механизмы, и использование CO2 от оптовых поставщиков – один из тех винтиков в механизме, который просто работает. Мало кто задумывается о том, что дрожжи вырабатывают газ. Он просто выбрасывается в атмосферу, потому что приобрести CO2 у третьей стороны легко и относительно дешево. В конце концов, газ есть газ. Верно?
Если посмотреть с другой стороны, то это такая абсурдная неэффективность системы, которой мог бы гордиться Руб Голдберг. Вместо того, чтобы использовать все, что создают дрожжи, пивовар выбрасывает сотни литров CO2 в качестве побочного продукта каждого брожения, а затем идет и покупает чужой побочный продукт.
Потому что именно оттуда поступает вся эта масса CO2: это побочный продукт других отраслей промышленности. На большей части территории Соединенных Штатов большая часть CO2 поступает в результате процесса переработки кукурузы в топливный этанол. Еще один большой кусок приходится на добычу природного газа и переработку нефти, а в Великобритании большая часть CO2 поступает от производства удобрений. Несмотря на то, что молекула CO2 – это молекула CO2, независимо от того, откуда она поступила – из пивоварни или с завода по производству удобрений, все не так просто, когда мы говорим о том, как перевести этот газ в пиво.
Улавливание двуокиси углерода
Как пивоварни могут использовать весь потенциал ферментации и замкнуть этот цикл? Самым большим препятствием на пути небольшой пивоварни к использованию вырабатываемого ею CO2 является, главным образом, технологический процесс.
Безусловно, возможно естественное карбонизирование пива – даже разливного. В Германии, где добавление CO2 извне противоречит законам о чистоте пива, естественная карбонизация достигается с помощью клапана(шпунт) во время брожения. Интерес к шпунтованию среди американских пивоваров, похоже, растет наравне с интересом к традиционному лагеру, и это то, что может сделать даже домашний пивовар.
Для крупных пивоваренных заводов, производящих сотни тысяч баррелей в год, системы рекуперации CO2 более распространены – и они являются примером того, как даже в вопросах устойчивого развития экономия от масштаба благоприятствует гигантам с процессами и покупательной способностью, недоступными для небольших пивоваренных заводов. Системы рекуперации CO2 – это семизначные капиталовложения, предлагаемые такими компаниями, как GEA и Atlas Copco. Они требуют сотен квадратных метров площади и специальных операторов для поддержания их в рабочем состоянии. Если сопоставить эти затраты с простотой и доступностью сжатого CO2, то выбор в пользу сжатого газа становится однозначным решением.
Однако по мере того, как практика устойчивого развития набирает обороты среди независимых пивоваров, а внимание к выбросам CO2 усиливается, все больше пивоваров ищут способы использовать газ, который они уже производят. Проблема: до недавнего времени не существовало экономически обоснованного решения для пивоварен, производящих менее 100 000 баррелей в год.
Возможно, первой ремесленной пивоварней, внедрившей систему рекуперации CO2, была Alaskan в Джуно. Удаленность пивоварни означала, что сжатый CO2 стоил намного дороже, чем в другом регионе. Как говорит соучредитель компании Марси Ларсон, “место, где мы находимся, определяет то, что мы делаем”. Пивоварня добавила возможность рекуперации CO2 с помощью решения, предложенного компанией Pentair из Гемании еще в 1990-х годах. Ларсон говорит, что она удивлена, что эта технология не получила более широкого распространения среди других ремесленных пивоваров.
За 3 000 миль Тихого океана на острове Мауи другой пивовар использует аналогичную установку рекуперации от Pentair. Компания Maui Brewing является лидером в области инициатив по обеспечению устойчивого развития, начиная с сокращения потребления воды, солнечной энергии и заканчивая рекуперацией CO2. И хотя положительные экологические аспекты этих усилий являются первостепенными(Ха-ха, прим.MrD`Anger), есть и другие соображения.
“На Мауи хреновая электрическая сеть, – говорит Гаррет Марреро, соучредитель и генеральный директор пивоварни. Учитывая обилие солнечного света в тропиках, солнечная энергия была легким решением. Огромный массив панелей и аккумуляторов Tesla Powerpack составляет “микросеть” пивоварни, которая теперь почти не зависит от электрических сетей Мауи.
Гавайи также являются одним из самых дорогих рынков CO2 в стране, и за 16 лет пивоварения на Мауи эта стоимость удвоилась. Ограниченное местное производство также означает нехватку и кратковременное повышение цен. Эти затраты и нестабильность заставили Марреро обратить внимание на системы улавливания CO2. Он начал сотрудничать с компанией Pentair, которая разрабатывала свою систему регенерации CO2 Haffmans CO2mpactBrew.
Занимая площадь 40-футового транспортного контейнера, система Haffmans компенсировала потребности Maui Brewing в CO2, но не полностью заменила потребность в поставках CO2 навалом. Система сложна, требует регулярного технического обслуживания, подвержена простоям и может собирать газ только из некоторых ферментаций пивоварни. “Временами это может расстраивать, но мы знали, на что шли”, – говорит Марреро о раннем внедрении технологии, – “и мы считаем, что наш долг – делать больше, используя меньше”.
Потенциальная экономия затрат, независимость от местных поставщиков и прямое сокращение выбросов CO2 – все это в совокупности сделало рекуперацию CO2 стоящим проектом для Maui Brewing.
Когда я разговаривал с Марреро, он упомянул, что сейчас он находится в Вайоминге по пути в Roadhouse Brewing в Джексон Хоул для сотрудничества. Он также упомянул об их менее масштабной системе рекуперации CO2 от Earthly Labs.
Решения по рекуперации для небольших пивоваренных заводов
Когда я начал свое расследование того, как ремесленные пивоварни подходят к рекуперации CO2, я ожидал увидеть целый ряд доступных технологий и решений. Реальность такова, что низкая стоимость и широкая доступность сжатого CO2 означали, что не многие пивовары готовы инвестировать в оборудование для регенерации, а производители ориентированы на крупнейшие ремесленные пивоварни.
Компания Earthly Labs стремится изменить эту ситуацию.
Основанная в 2016 году в Техасе на основе запатентованной технологии, которая очищает и обезвоживает уловленный газ, а затем сжимает его для хранения, компания Earthly Labs стремится к тому, чтобы их подключаемая и играющая система рекуперации, получившая название CiCi-, вошла как можно в большее количество ремесленных пивоварен. Они начали с местного рынка в Остине и теперь расширяются на другие пивные точки по всей стране.
Джон Куртуа, менеджер по производству Roadhouse в Джексон Хоул, охотно рассказал о своем опыте сотрудничества с Earthly Labs и системе CiCi, установленной на производственной пивоварне Roadhouse. “Это беспроигрышное решение”, – говорит он, – “И не потребовалось много усилий, чтобы убедить руководство пивоварни”.
С самого начала соучредители Колби Кокс и Гэвин Файн основали Roadhouse, руководствуясь принципами устойчивого развития и уважения к потрясающей природной среде, которая окружает Джексон Хоул. Earthly Labs CiCi вписывается в это обязательство, экономя деньги и повышая безопасность пивоварни. Они также настаивают на том, что это улучшает вкус их пива.
“Это перо в нашей шляпе, предмет нашей гордости”, – говорит Куртуа. На информационном вебинаре Earthly Labs, записанном недавно, он подсчитал, что пивоварня окупит затраты на установку CiCi – около 150 000 долларов после доставки и установки – всего за три года. И это без учета возможности продажи излишков CO2, которые пивоварня получит из системы.
Система Earthly Labs включает в себя несколько отдельных компонентов. Основной блок – размером примерно с коммерческий холодильник – содержит дегидратор и компрессор, являющиеся основой системы, а также массив датчиков, контролирующих процесс; пара пеноуловителей, подключенных между емкостями для брожения и CiCi, предотвращает попадание твердых частиц в систему. Во время активного брожения CO2 проходит через пеноуловители и попадает в CiCi. Устройство осушает газ, очищает его от примесей и сжимает в колбу для хранения, чтобы использовать в дальнейшем в процессе пивоварения.
Куртуа говорит, что больше всего его удивила не простота установки и настройки системы – через два дня после доставки она была запущена, – и не эффективность улавливания того, что раньше было просто отходами. Самым большим сюрпризом, по его словам, стало качественное улучшение качества пива Roadhouse за счет регенерированного CO2.
“Без сомнения, пиво лучше”, – говорит Куртуа. “Чтобы поверить в это, нужно это увидеть”.
Первоначально пивовары и производственный персонал скептически отнеслись к заявлениям о том, что система улучшит качество. Однако обширные сенсорные панели и анализ как регенерированного газа, так и газированного с его помощью пива убедили их в этом.
Ключ к успеху – в чистоте CO2, который секвестрирует CiCi. В то время как пищевой CO2 имеет чистоту около 99,9 процента, 0,1 процента, которые не являются углекислым газом, могут включать углеводороды, сенсорно-активные молекулы и кислород. Это звучит не так уж и много, но в статье “Понимание и обеспечение качества поставок CO2 для использования на пивоваренных заводах” Ассоциация пивоваров рассматривает это в контексте: Эти 0,1 процента равны 1 000 частей на миллион – концентрация, которая на один-четыре порядка выше, чем многие ароматически активные компоненты в хмеле.
Наибольшее беспокойство у пивоваров может вызвать следы кислорода, которые могут присутствовать в насыщенном CO2. Куртуа утверждает, что регенерированный CO2 из системы Earthly Labs показывает уровень кислорода, равный одной цифре – разница, которая “позволяет видению пивовара сиять, обеспечивая лучшее удержание пены, лучшее охмеление и чистый, более яркий аромат”. [/hide]
Photos: Courtesy Roadhouse Brewing
Вопрос масштаба
В разговорах с более чем полудюжиной пивоваров, [hide]использующих системы Earthly Labs или желающих добавить возможности по улавливанию углерода, самое близкое к критике системы, помимо комментариев о шестизначной начальной стоимости, это когда Кевин Бранд, владелец и основатель (512) Brewing в Остине, говорит: “Я бы хотел, чтобы мы могли использовать ее больше”.
Он говорит, что система лучше всего работает при подключении к активному брожению в одном из 120-баррелевых ферментаторов пивоварни, хотя 30-баррелевые и более крупные емкости также совместимы с CiCi. “Самое интересное – это не деньги, которые мы экономим, а то чувство, которое мы испытываем, когда работаем с системой”, – говорит Брэнд.
Брэнд был одним из первых внедрителей CiCi в Остине и тесно сотрудничал с Earthly Labs, чтобы устранить недостатки первых внедрений. Современная итерация CiCi, известная как Oak, лучше всего подходит для пивоварен, производящих от 5 000 до 20 000 баррелей в год.
Эми Джордж, основатель и генеральный директор Earthly Labs, называет его “универсальным решением”, добавляя, что компания разрабатывает как меньшие, так и большие устройства. Между тем, спрос на эти установки растет – вместе со сроками изготовления.
Помимо первоначальной стоимости системы, существуют номинальные эксплуатационные расходы, поскольку углеродный фильтр необходимо регулярно менять. (Earthly Labs включает год сменного фильтра в первоначальную стоимость.) Компрессор потребляет некоторое количество электроэнергии; по оценкам Джорджа, затраты на электроэнергию составляют менее 1 500 долларов в год. “Я не заметил изменений в наших счетах за электричество”, – говорит Брэнд по телефону (512).
Другие преимущества менее очевидны на первый взгляд.
В компании Denver Beer Company из Колорадо CiCi не была идеальной заменой сжиженному CO2, но ценность рекуперированного CO2 была достаточной, чтобы сделать систему привлекательной.
Компания Denver Beer производит около 25 000 баррелей в год – это максимум того, с чем может справиться текущая модель CiCi. Для карбонизации пива пивоварня по-прежнему использует баллонный резервуар. Вместо газирования рекуперированный CO2 подает пиво через разливные системы в трех водопроводных залах пивоварни, заменяя дорогостоящие поставки CO2 в розничные точки продаж. Что еще более важно, излишки рекуперированного CO2 они продают одному из предприятий по выращиванию конопли в районе Денвера.
“Мы очень рады, что у нас есть CiCi”, – говорит основатель Denver Beer Патрик Кроуфорд. “Это отличный маркетинговый инструмент”.
Конечно, первоначальные капитальные затраты – это не пустяк. В большей части страны CO2 все еще стоит менее 25 центов за фунт, и это может отодвинуть срок окупаемости инвестиций на четыре-пять лет. Однако многие клиенты Earthly Labs использовали креативные финансовые соглашения, партнерские отношения или правительственные гранты, чтобы смягчить этот удар. Эти клиенты также утверждают, что использование CO2, полученного в результате собственного брожения, представляет собой дополнительную ценность, превышающую статью в балансовом отчете.
Одним из очевидных препятствий является то, что пока еще не многие пивоварни могут использовать эту технологию. Текущее предложение Earthly Labs предназначено для пивоваренных заводов определенного размера. Барт Уотсон, главный экономист Ассоциации пивоваров, говорит, что только 4 или 5 процентов пивоваренных заводов страны находятся в диапазоне от 5 000 до 20 000 баррелей в год.
Однако разрабатываемые небольшие установки позволят отвоевать большую часть рынка. Если технология в конечном итоге окажется экономически эффективной для большинства пивоваренных заводов, то дни ведер с пузырями могут быть сочтены.[/hide]
Обсудим?
Автор публикации
