2022年行業(yè)分析報(bào)告我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題與發(fā)展對(duì)策

我國(guó)生物質(zhì)顆粒燃料推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題與發(fā)展對(duì)策1引言

目前，生物能源技術(shù)的討論與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國(guó)政府與科學(xué)家的關(guān)注。很多國(guó)家都制定了相應(yīng)開發(fā)討論方案，如日本的陽(yáng)光方案、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)等，其中生物能源的開發(fā)利用占有相當(dāng)大的份額[1]。國(guó)外許多生物能源技術(shù)和裝置已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度，同其他生物質(zhì)能源技術(shù)相比較，生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)更簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。使用生物能源顆粒的便利程度可與燃?xì)?、燃油等能源媲美。以美?guó)、瑞典和奧地利等國(guó)為例，生物能源的應(yīng)用規(guī)模，分別占該國(guó)一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美國(guó)，生物能源發(fā)電的總裝機(jī)容量已超過(guò)1萬(wàn)MW，單機(jī)容量達(dá)10～25MW；在歐美，針對(duì)一般居民家用的生物質(zhì)顆粒燃料及配套的高效清潔燃燒取暖爐灶已特別普及。

我國(guó)也非常重視生物能源的開發(fā)和利用。20世紀(jì)80年月以來(lái)，我國(guó)始終將政府將生物質(zhì)能源利用技術(shù)的討論與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了生物質(zhì)能利用新技術(shù)的討論和開發(fā)，使生物質(zhì)能技術(shù)有了進(jìn)一步提高。但我國(guó)生物質(zhì)能的利用討論主要集中在大中型畜禽場(chǎng)沼氣工程技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù)和垃圾填埋發(fā)電技術(shù)等項(xiàng)目[1]，對(duì)于生物質(zhì)能顆粒燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)加工與直接燃燒利用的討論還剛剛起步。

國(guó)內(nèi)部分高校和科研機(jī)構(gòu)開展了生物質(zhì)顆粒成型技術(shù)的討論,取得了肯定成果。但是，生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品在我國(guó)推廣應(yīng)用還很少，為了使我國(guó)生物質(zhì)能源顆粒盡快產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，我們對(duì)其推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并探討了解決的對(duì)策與方法。

2推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題與分析

2.1傳統(tǒng)制粒技術(shù)，制粒成本高

目前，我國(guó)采納的制粒方法均為傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，木質(zhì)顆粒的制粒原理見圖1，它與現(xiàn)有的飼料制粒方式相同，即原料從環(huán)模內(nèi)部加入，經(jīng)由壓輥碾壓擠出環(huán)模而成粒狀。其工藝流程見圖2，包括原料烘干、壓制、冷卻、包裝等。

該工藝流程需要消耗大量能量，首先在顆粒壓制成型過(guò)程中，壓強(qiáng)達(dá)到50～100MPa，原料在高壓下發(fā)生變形、升溫，溫度可達(dá)100℃～120℃，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)需要消耗大量的電能[2]；其次，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，為了達(dá)到這個(gè)濕度，許多原料要烘干以后才能用于制粒；第三，壓制出來(lái)的熱顆粒(顆粒溫度可達(dá)95℃～110℃)要冷卻才能進(jìn)行包裝。后2項(xiàng)工藝消耗的能量在制粒全過(guò)程中占25%～35%，加之成型過(guò)程中對(duì)機(jī)器的磨損比較大，所以傳統(tǒng)顆粒成型機(jī)的產(chǎn)品制造成本較高。

2.2對(duì)生物質(zhì)能顆粒熟悉不夠深

大多數(shù)人對(duì)生物質(zhì)能顆粒具有高能、環(huán)保、使用便利的特性熟悉不夠，甚至很多用能單位根本就不知道有生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品，更談不上熟悉和應(yīng)用。

2.3服務(wù)配套措施跟不上

生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后，運(yùn)輸、貯藏、供應(yīng)等服務(wù)措施跟不上，用戶使用不便利。

3解決的對(duì)策與方法

3.1引進(jìn)ETS制粒新技術(shù)、降低制粒成本

ETS(EcoTreSystem)是意大利研制開發(fā)的新型木質(zhì)顆粒制粒生產(chǎn)系統(tǒng)，原理見圖3。它對(duì)原料的濕度適應(yīng)性強(qiáng)，濕度為10%～35%時(shí)就可以成粒，所以大部分原料不需要干燥即可直接用于制粒；成粒以后的升溫只有10℃～15℃，壓制出來(lái)的顆粒溫度一般只有55℃～60℃[3]，無(wú)須冷卻即可直接進(jìn)行包裝，通常可以去掉干燥和冷卻2道工序，如圖4所示。這種制粒方法能耗很低(比傳統(tǒng)的工藝方法削減60%～70%的能量消耗)，而且機(jī)器磨損也大大減小，總成本降低許多。對(duì)于不同的原料，ETS系統(tǒng)在整個(gè)生產(chǎn)制粒過(guò)程的單位能量消耗為25～60kWh/t、生產(chǎn)成本為68～128美元/t，而傳統(tǒng)工藝的單位能耗為80～180kWh/t[3]，可見，ETS生產(chǎn)效率顯著提高。

圖2傳統(tǒng)制粒工藝流程

圖3ETS制粒原理

圖4ETS制粒工藝流程

據(jù)調(diào)查，我國(guó)農(nóng)村自制土灶的熱效率最高為20%～25%，即使經(jīng)過(guò)改造，節(jié)柴灶的熱效率也僅為38%～40%[4]。經(jīng)測(cè)算，ETS制粒過(guò)程僅消耗其本身所含能量的1%左右，生物質(zhì)能顆粒燃燒器(包括爐、灶等)的熱效率為87%～89%，因此按保守的估量，使用專用燃燒器燃用生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品可提高熱效率47%左右。

木質(zhì)顆粒在美國(guó)市場(chǎng)的小包裝零售價(jià)格為170美元/t，大包裝價(jià)格約為135美元/t[2]；在瑞典的交貨價(jià)格為150美元/t；散裝的木質(zhì)顆粒在阿姆斯特丹的離岸價(jià)為80美元/t[2]。假如我國(guó)引進(jìn)ETS技術(shù)生產(chǎn)木質(zhì)顆粒，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比國(guó)外要低許多。經(jīng)測(cè)算，批量生產(chǎn)成本為240元/t左右，零售價(jià)格為320元人民幣/t(39美元/t)，這樣的價(jià)格在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力是毋庸置疑的，在國(guó)內(nèi)可與煤炭?jī)r(jià)格相抗衡。因此，在我國(guó)引進(jìn)EST制粒技術(shù)是經(jīng)濟(jì)的、可行的。

3.2加強(qiáng)生物質(zhì)能源利用的宣揚(yáng)力度

進(jìn)展生物質(zhì)能源具有良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。法國(guó)政府認(rèn)為，進(jìn)展生物質(zhì)能源，不僅可以愛護(hù)環(huán)境，緩和氣候變化，還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展；使用生物質(zhì)能源替代石油、煤炭等傳統(tǒng)能源，每年可削減原油進(jìn)口量1,100萬(wàn)t，相當(dāng)于省下了25億到30億歐元，減排CO21,600萬(wàn)t[10]。

美國(guó)的實(shí)踐表明，生物質(zhì)能源發(fā)電的勞動(dòng)密集程度比傳統(tǒng)發(fā)電方式高。將于2022年實(shí)施的法國(guó)生物質(zhì)能源進(jìn)展規(guī)劃，可為法國(guó)全境制造和供應(yīng)3萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位[10]。我國(guó)勞動(dòng)力成本低，進(jìn)展生物質(zhì)能源比發(fā)達(dá)國(guó)家更具競(jìng)爭(zhēng)力，將為成千上萬(wàn)的人制造就業(yè)機(jī)會(huì)。有數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每100億元人民幣產(chǎn)值的生物質(zhì)能源工業(yè)可供應(yīng)100多萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。我國(guó)現(xiàn)有森林年均凈耗量34,395萬(wàn)m3，其中薪材占29.8%，為10250萬(wàn)m3[4]，假如將這些薪材制成木質(zhì)顆粒用來(lái)發(fā)電(發(fā)電效率按30%計(jì))，每年可發(fā)電1,230億kWh，每年可創(chuàng)產(chǎn)值369億元，增加369萬(wàn)個(gè)工作崗位。

3.3國(guó)家制定相應(yīng)的配套政策

國(guó)家應(yīng)通過(guò)制定能源稅、環(huán)境愛護(hù)稅等政策來(lái)促進(jìn)生物質(zhì)能源的進(jìn)展，使環(huán)保意識(shí)及可持續(xù)進(jìn)展意識(shí)深化人心。

4結(jié)論

綜上所述，降