生物質成型燃料開發現狀及應用前景

黃仕英

【摘 要】隨著經濟的發展，國家為滿足人們對能源的需求大力開采化石燃料造成了我國化石能源儲量迅速下降。為滿足我國長期可持續發展的戰略規劃，開發新能源已成為必然趨勢。生物質成型燃料是一種燃值較高、清潔及燃燒充分的環保型燃料備受業內人士關注。本文就生物質成型燃料開發現狀進行了分析并對其應用前景進行了展望。

【關鍵詞】生物質燃料 清潔能源 現狀分析 應用分析

近年來，隨著我國化石能源儲量的不斷減少及開采難度的不斷加大，使用成本逐步上升；同時化石燃料燃燒所帶的有毒有害物質對人類生存環境造成了嚴重的影響。為適應我國長期可持續發展的戰略規劃及改變我國日益惡化的生態環境，清潔能源的開發越來越受到國家及行業的高度重視。

生物質能源是一種可再生、環境友好型的清潔能源，具有良好的產業化前景和巨大的發展潛力，在各國的能源結構中占有重要的地位[1]。其中生物質成型燃料技術是生物質能源轉化與利用的主要發展方向之一。經有關研究發現，生物質成型燃料具有清潔燃燒的優點：燃燒性能好，燃燒飛灰極少，有毒有害成分低，燃燒時的溫室氣體排放量僅為煤炭的1/9[2]，NOX和SO2的排放量分別為煤炭的 1/5和1/10[3]。生物質成型燃料具有原料豐富、生產工藝簡單、操作方便、成本低、便于運輸、熱值高等優點。我國是農業大國，大量的農林剩余物需要處理，以前通過焚燒、掩埋等方式處理不僅造成了環境的污染，還帶來了能源的大量浪費。因此，有效利用農林剩余物作為燃料是我國實現新能源利用的主要研究方向。

1 我國生物質成型燃料開發流程及現狀分析

我國成型燃料開發研究工作起步較晚，從20世紀80年代，由于能源危機，生物壓塊作為一種可再生能源得到人們的重視，便開始對生物質固化成型燃料進行研究。生物質成型燃料主要指以各種生物質如樹葉、秸稈、鋸末、稻殼等為主要原材料，通過進行有效的篩選、切割、粉碎并通過各種加工成型技術成型為條狀或塊狀的可用作燃料的物質[4]。

目前國內生物質成型燃料的主要生產技術有螺旋擠壓技術、活塞沖壓技術、輥模擠壓技術、平模擠壓成型技術等。螺旋擠壓成型技術是目前生產生物質成型燃料最常采用的技術。活塞沖壓技術的優點為成型密度較大，允許物料水分含量高，但由于其成型原理是以油缸往復運動的間歇成型，生產率不高，產品質量不穩定且不適宜炭化。相比于螺旋擠壓技術和活塞沖壓技術，輥模擠壓成型法對物料適應性最好。而大型平模式制粒機具有原料適應性廣、產量大、噸料耗電低、輥模壽命長及成型密度可調等特點被廣泛應用于目前生物質成型燃料加工中。

我國農林剩余物原料豐富，對生物質成型燃料穩定生產提供了保障。成型后的燃料具有體積小、密度大、儲運方便、成型燃料致密、無碎屑飛揚、使用方便及衛生、燃燒持續穩定、燃燒效率高的特點。燃燒后，灰渣及煙氣中污染物含量小，是清潔能源，有利于保護環境，因此生物質成型燃料是高效潔凈能源，可替代礦物能源用于生產與生活領域。隨著礦物能源日漸枯竭，對環境污染程度增加，而生物質成型燃料技術水平提高、規模擴大、成本降低，生物質成型燃料在我國未來的能源消耗中將占有越來越大的比重， 應用領域及范圍也逐步擴大。

2 生物質成型燃料應用前景展望

鑒于生物質成型燃料具有便于運輸、燃燒性能好、熱值高、燃燒污染低等優點，可廣泛應用于工業鍋爐和電廠的燃料、小區供熱和農村取暖等，是替代煤炭的理想燃料[6]。

2.1 生物質成型燃料在發電行業的應用

電力是我國主要能源之一，對國家的發展及人們的生活息息相關。目前由于新能源開發不足，我國的電力供應主要還是以煤炭為主，其使用成本高、燃燒污染大、對環境危害嚴重等不適宜可持續發展的要求。我國屬于農業大國，擁有充足的農作物剩余物，若將這類物質經過加工變為生物質成型燃料用于發電將不僅有利于能源的有效開發與利用，同時也滿足了環保方面的要求[2]。由于用于發電的生物質為廢木、桔桿等農業廢料，使用成本較低且附加值高，一些國家已作為電力發展的重要方面得到重視和利用。

2.2 生物質成型燃料在工業生產方面的應用

工業生產中熱能的供應可以對維持正常生產提供有效保障。目前常見熱能供應方式主要由煤炭燃燒提供，其燃燒成本高、污染嚴重，無法滿足當前環保的要求。為節約成本及減少環境污染，以生物質成型燃料為主要供能方式的鍋爐—雙層爐排生物質成型燃料鍋爐的產生及使用逐步解決了這一問題，在技術上，該種鍋爐具有高的燃燒效率，煙塵的排放量少等優點，在經濟上節約了使用成本，在未來具有很大的發展前景。

2.3 生物質成型燃料在后期國家政策的支持與技術完善

前面提到生物質成型燃料具有多方面的優點，該項技術的產生對國家的可持續發展戰略提供了可靠地保證。目前財政部已出臺了《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》支持秸稈能源化利用的企業，國家政策支持力度也在逐步加大。同時在技術研發上除了考慮生物質固體成型技術的可靠性和經濟性外應更多從加工設備運行可靠性、使用壽命、節能降耗等方面研發，努力使生物質成型燃料廣泛進入商業化生產及銷售階段。

3 結語

隨著生物質成型燃料技術研發的逐步成熟及完善，各類新型的設備逐漸開發與應用，但目前生物質成型燃料開發還遠落后于發達國家。面對我國生物質成型燃料開發現狀，國家及相關企業應加大投入，不斷推進生物質成型燃料產業的健康發展。

參考文獻：

[1]陳曦，韓志群，孔繁華，等.生物質能源的開發與利用[J].化學進展，2007，19（7/8）：1091-1097.

[2]霍麗麗，田宜水，孟海波，等.生物質固體成型燃料全生命周期評價[J].太陽能學報，2011，32（12）：1875-1880.

[3]劉圣勇，陳開碇，張百良.國內外生物質成型燃料及燃燒設備研究與開發現狀[J].可再生能源，2002，20（4）：14-15.

[4]李景明，薛梅.中國生物質能利用現狀與發展前景[J].農業科技管理，2010（29）.

[5]孫蕊.云南省生物質能源林建設現狀與發展對策[J].林業建設，2014（6）.

[6]付婭琦，睢利銘，楊北方，等.生物質固體成型燃料的關鍵技術及可行性[J].農業裝備與車輛工程，2011（5）：1-4.