生物质成型燃料开发现状及应用前景

黄仕英

【摘 要】随着经济的发展，国家为满足人们对能源的需求大力开采化石燃料造成了我国化石能源储量迅速下降。为满足我国长期可持续发展的战略规划，开发新能源已成为必然趋势。生物质成型燃料是一种燃值较高、清洁及燃烧充分的环保型燃料备受业内人士关注。本文就生物质成型燃料开发现状进行了分析并对其应用前景进行了展望。

【关键词】生物质燃料 清洁能源 现状分析 应用分析

近年来，随着我国化石能源储量的不断减少及开采难度的不断加大，使用成本逐步上升；同时化石燃料燃烧所带的有毒有害物质对人类生存环境造成了严重的影响。为适应我国长期可持续发展的战略规划及改变我国日益恶化的生态环境，清洁能源的开发越来越受到国家及行业的高度重视。

生物质能源是一种可再生、环境友好型的清洁能源，具有良好的产业化前景和巨大的发展潜力，在各国的能源结构中占有重要的地位[1]。其中生物质成型燃料技术是生物质能源转化与利用的主要发展方向之一。经有关研究发现，生物质成型燃料具有清洁燃烧的优点：燃烧性能好，燃烧飞灰极少，有毒有害成分低，燃烧时的温室气体排放量仅为煤炭的1/9[2]，NOX和SO2的排放量分别为煤炭的 1/5和1/10[3]。生物质成型燃料具有原料丰富、生产工艺简单、操作方便、成本低、便于运输、热值高等优点。我国是农业大国，大量的农林剩余物需要处理，以前通过焚烧、掩埋等方式处理不仅造成了环境的污染，还带来了能源的大量浪费。因此，有效利用农林剩余物作为燃料是我国实现新能源利用的主要研究方向。

1 我国生物质成型燃料开发流程及现状分析

我国成型燃料开发研究工作起步较晚，从20世纪80年代，由于能源危机，生物压块作为一种可再生能源得到人们的重视，便开始对生物质固化成型燃料进行研究。生物质成型燃料主要指以各种生物质如树叶、秸秆、锯末、稻壳等为主要原材料，通过进行有效的筛选、切割、粉碎并通过各种加工成型技术成型为条状或块状的可用作燃料的物质[4]。

目前国内生物质成型燃料的主要生产技术有螺旋挤压技术、活塞冲压技术、辊模挤压技术、平模挤压成型技术等。螺旋挤压成型技术是目前生产生物质成型燃料最常采用的技术。活塞冲压技术的优点为成型密度较大，允许物料水分含量高，但由于其成型原理是以油缸往复运动的间歇成型，生产率不高，产品质量不稳定且不适宜炭化。相比于螺旋挤压技术和活塞冲压技术，辊模挤压成型法对物料适应性最好。而大型平模式制粒机具有原料适应性广、产量大、吨料耗电低、辊模寿命长及成型密度可调等特点被广泛应用于目前生物质成型燃料加工中。

我国农林剩余物原料丰富，对生物质成型燃料稳定生产提供了保障。成型后的燃料具有体积小、密度大、储运方便、成型燃料致密、无碎屑飞扬、使用方便及卫生、燃烧持续稳定、燃烧效率高的特点。燃烧后，灰渣及烟气中污染物含量小，是清洁能源，有利于保护环境，因此生物质成型燃料是高效洁净能源，可替代矿物能源用于生产与生活领域。随着矿物能源日渐枯竭，对环境污染程度增加，而生物质成型燃料技术水平提高、规模扩大、成本降低，生物质成型燃料在我国未来的能源消耗中将占有越来越大的比重， 应用领域及范围也逐步扩大。

2 生物质成型燃料应用前景展望

鉴于生物质成型燃料具有便于运输、燃烧性能好、热值高、燃烧污染低等优点，可广泛应用于工业锅炉和电厂的燃料、小区供热和农村取暖等，是替代煤炭的理想燃料[6]。

2.1 生物质成型燃料在发电行业的应用

电力是我国主要能源之一，对国家的发展及人们的生活息息相关。目前由于新能源开发不足，我国的电力供应主要还是以煤炭为主，其使用成本高、燃烧污染大、对环境危害严重等不适宜可持续发展的要求。我国属于农业大国，拥有充足的农作物剩余物，若将这类物质经过加工变为生物质成型燃料用于发电将不仅有利于能源的有效开发与利用，同时也满足了环保方面的要求[2]。由于用于发电的生物质为废木、桔杆等农业废料，使用成本较低且附加值高，一些国家已作为电力发展的重要方面得到重视和利用。

2.2 生物质成型燃料在工业生产方面的应用

工业生产中热能的供应可以对维持正常生产提供有效保障。目前常见热能供应方式主要由煤炭燃烧提供，其燃烧成本高、污染严重，无法满足当前环保的要求。为节约成本及减少环境污染，以生物质成型燃料为主要供能方式的锅炉—双层炉排生物质成型燃料锅炉的产生及使用逐步解决了这一问题，在技术上，该种锅炉具有高的燃烧效率，烟尘的排放量少等优点，在经济上节约了使用成本，在未来具有很大的发展前景。

2.3 生物质成型燃料在后期国家政策的支持与技术完善

前面提到生物质成型燃料具有多方面的优点，该项技术的产生对国家的可持续发展战略提供了可靠地保证。目前财政部已出台了《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》支持秸秆能源化利用的企业，国家政策支持力度也在逐步加大。同时在技术研发上除了考虑生物质固体成型技术的可靠性和经济性外应更多从加工设备运行可靠性、使用寿命、节能降耗等方面研发，努力使生物质成型燃料广泛进入商业化生产及销售阶段。

3 结语

随着生物质成型燃料技术研发的逐步成熟及完善，各类新型的设备逐渐开发与应用，但目前生物质成型燃料开发还远落后于发达国家。面对我国生物质成型燃料开发现状，国家及相关企业应加大投入，不断推进生物质成型燃料产业的健康发展。

参考文献：

[1]陈曦，韩志群，孔繁华，等.生物质能源的开发与利用[J].化学进展，2007，19（7/8）：1091-1097.

[2]霍丽丽，田宜水，孟海波，等.生物质固体成型燃料全生命周期评价[J].太阳能学报，2011，32（12）：1875-1880.

[3]刘圣勇，陈开碇，张百良.国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状[J].可再生能源，2002，20（4）：14-15.

[4]李景明，薛梅.中国生物质能利用现状与发展前景[J].农业科技管理，2010（29）.

[5]孙蕊.云南省生物质能源林建设现状与发展对策[J].林业建设，2014（6）.

[6]付娅琦，睢利铭，杨北方，等.生物质固体成型燃料的关键技术及可行性[J].农业装备与车辆工程，2011（5）：1-4.