生物質固體成型燃料產業發展現狀與展望

田宜水

一前言

1生物質固體成型燃料

農作物秸稈通常松散地分散在大面積范圍內，且堆積密度較低，這給收集、運輸、儲藏和應用帶來了一定的困難。在一定溫度和壓力作用下，將秸稈壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀等成型燃料，提高其運輸和貯存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效率，不僅可以用于家庭炊事、取暖，也可以作為工業鍋爐和電廠的燃料替代煤、天然氣、燃料油等化石能源。

2不同類型的生物質固體成型燃料

3生物固體成型燃料的特點

生物質固體成型燃料是生物質能開發利用技術的發展方向之一，可為農村居民和城鎮用戶提供優質能源，近年來越來越受到人們的廣泛關注。其體積縮小6～8倍，密度約為1.1～1.4噸／m³；能源密度相當于中質煙煤：使用時火力持久，爐膛溫度高，燃燒特性明顯得到了改善。

二國外生物質固體成型燃料發展現狀

1國內外發展現狀

目前，國外生物質能固體成型燃料技術及設備的研發已經趨于成熟，相關標準體系也比較完善，形成了從原料收集、預處理到生物質固體成型燃料生產、配送、應用整個產業鏈的成熟體系和模式。

2生物質固體成型設備

3熱利用設備

4發展現狀

2005年，世界生物質固體成型燃料產量已經超過了420萬噸，其中美洲地區110萬噸，歐洲地區300萬噸。預計2007年將總產量超過500萬t。歐洲現有生物質固體燃料成型廠70余個。僅瑞典就有生物質顆粒加工廠10余

家，單個企業的年生產能力達到了20多萬噸。國外生物質固體成型燃料技術及設備的研發已經趨于成熟，相關標準體系也比較完善，形成了從原料收集、預處理到生物質固體成型燃料生產、配送、應用的產業鏈成熟體系和模式。

5歐盟標準－CEN／TC335固體生物質燃料

歐盟固體生物質燃料標準化工作始于2000年。按照歐盟的要求，由歐盟標準化委員會(cEN)組織生物質固體燃料研討會，識別并挑選了一系列需要建立的固體生物質燃料技術規范。歐盟標準化委員會準備了30個技術規范，分為術語；規格、分類和質量保證；取樣和樣品準備，物理(或機械)試驗；化學試驗等5個方面。技術規范的初始有效期限制為3年，在2年以后CEN成員國需要提交對標準的意見，特別是可否轉成歐盟標準。(表2)

三我國發展生物質固體成型燃料的有力條件

1國內發展現狀

我國生物質固體成型技術的研究開發已有二十多年的歷史，20世紀90年代主要集中在螺旋擠壓成型機上，但存在著成型筒及螺旋軸磨損嚴重、壽命較短、電耗大、成型工藝過于簡單等缺點，導致綜合生產成本較高，發展停滯不前。進入2000年以來，生物質固體成型技術得到明顯的進展，成型設備的生產和應用已初步形成了一定的規模。

2形成了良好的政策法規環境

國務院辦公廳《關于加快推進農作物秸稈綜合利用意見的通知》中指出“結合鄉村環境整治，積極利用

秸稈生物氣化(沼氣)、熱解氣化、固化成型及炭化等發展生物質能，逐步改善農村能源結構。”財政部出臺了《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》，采取綜合性補助方式，支持從事秸稈成型燃料、秸稈氣化、秸稈干餾等秸稈能源化生產的企業收集秸稈、生產秸稈能源產品并向市場推廣。

3核心技術趨于成熟

目前，我國秸稈固體成型的關鍵技術已取得突破，特別是模輥擠壓式顆粒成型技術，已經達到國際同類產品先進水平，有效地解決了功率大、生產效率低、成型部件磨損嚴重、壽命短等問題，并已實行商業化。全國秸稈固體成型設備的生產和應用已初步形成了一定的規模，固體成型燃料的年產量約20萬噸，主要以鋸末和秸稈為原料，用于農村居民生活用能、鍋爐燃料和發電等。生物質爐具的開發也取得一定的進展，開放了秸稈固體成型燃料炊事爐、炊事取暖兩用爐、工業鍋爐等專用爐具。

(1)不同的成型技術(圖5、6、7)

(3)生物質固體成型燃料示范工程案例

示范地點：北京大興區：建設規模：年產20000噸固體成型燃料，包括：顆粒燃料生產線1條，年產10000噸：壓塊燃料生產線1條，年產10000噸；原料類型：各種農作物秸稈、木屑、花生殼等。

工藝技術路線：(如8所示)

執行情況：已完成秸稈固體成型設備的研究設計，形成了具有自主知識產權的成型機，產品如圖9、10、11、12所示。

2008年5月通過農業部科教司組織的鑒定，鑒定結論：技術為國內領先，主要技術經濟指標居國際先進水平。

(4)生物質固體成型燃料爐

根據用途的不同，生物質固體成型燃料爐具可分為炊事爐、采暖爐和炊事采暖兩用爐；根據使用燃料的規格不同，可分為顆粒爐(圖13)和棒狀爐；根據進料方式的不同，可分為自動進料爐和手動爐；根據燃燒方式的不同，可分為燃燒爐、半氣化爐(圖14)和氣化爐。

(5)擬引進國外先進技術

引進了瑞典Gordic Environment AB公司的pellx生物質固體成型燃料高效燃燒器。(圖15)

熱輸出：10～25kW；

燃燒效率：大約90％；

功率消耗：大約40W

(6)我國生物質固體成型燃料標準體系(圖16)

(7)近期擬(已)制訂計劃(表4)

4秸稈收儲運模式初步建立

農作物秸稈通常松散地分散在大面積范圍內。收購組織面廣量大，涉及到千家萬戶，這給秸稈能源化利用帶來了困難。經過探索和嘗試，各地因地制宜，形成了“農戶+秸稈經紀人+企業”、“農戶+企業+政府”等各具特色的秸稈收儲運模式。(圖17)

需求分析：

生物質固體成型燃料適用于農村居民炊事和采暖用能，大中城市工業鍋爐、發電和熱電聯產等。生物質固體成型燃料可為農村家庭提供室內取暖燃料，未來發展潛力巨大；隨著國家節能減排政策的實施，大中城市取締燃煤的工業鍋爐將成為必然，將燃煤鍋爐改造為燃生物質固體成型燃料鍋爐則是一個可行的選擇；木質顆粒燃料具有燃燒效率高、自動化程度高、清潔衛生等優點，適合于別墅壁爐等高端人群的冬季采暖，也是未來一個應用方向。

四發展前景與展望

《可再生能源中長期發展規劃》中明確提出“重點發展生物質固體成型燃料”到2010年，生物質固體成型燃料年利用量達到100萬噸；到2020年，生物質固體成型燃料年利用量達到5000萬噸。(圖18)

效益分析：

拉動內需。建設1處年產3000噸秸稈固體成型燃料的示范點，需投資180萬元，需要水泥100噸、磚30萬塊、沙子170噸、鋼材70噸。

增加就業。建設秸稈固體成型燃料示范點可引導農村勞動力就地就近就業，每條生產線需要操作工30人，均來自當地農民，按照1000元／月計算，年人均收入可達1.2萬元。同時，從秸稈的收集、儲存和運輸整個收購環節，可以間接帶動當地的一部分勞動力參與到這個行業中來。按照每年收購12000噸原料計，可以吸收至少200人參與該行業。

增收入。推廣應用90萬噸固體成型燃料，可消納100萬噸秸稈，每噸秸稈按160元的收購價計算，直接為農民增收1.6元。

改善生態環境。開發秸稈固體成型燃料技術，將農作物秸稈變廢為寶、化害為利，杜絕了秸稈隨意堆棄和田間焚燒的現象，改善了村容村貌、農戶的生活條件和衛生質量；有力地保護退耕還林和退牧還草成果。