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发展颗粒燃料 便捷和高效利用生物质资源

发展颗粒燃料 便捷和高效利用生物质资源

一、能源问题是我国社会经济发展面临的大问题

    我国是能源消费大国,目前的消费总量差不多为欧盟15国的总和,且一次消费能源基本上都是煤炭、石油、天然气等化石能源,其中煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气占2.6%,水电等占7.0%;而一次能源生产总量中,煤炭占75.6%,石油占13.5%,天然气占3.0%,水电等占7.9%。国内除煤炭资源较为丰富外,石油等能源资源匮乏,储量仅占世界总量的2%,消费量却是世界第二,约一半的消费量需要进口。随着经济社会的发展,煤炭、石油、天然气等消费需求正持续高速增长,能源供应紧张状况日益严重,价格不断攀升,现已成为经济社会发展的严重制约因数。同时,我国这种能源生产和消费结构产生大量CO2、SO2、粉尘、灰渣等污染物,加重大气温室效应和环境不可持续性。更为令人担忧是,煤炭、石油、天然气等均为不可再生能源,从国内、外已探明的资源量和目前的消费量看,枯竭之时指日可见,其使用年限分别仅剩220年、40年和60年,如不及时开辟新能源来补充和替代,将直接威胁到人类社会的生存和发展。而开辟新能源一要开发利用可再生能源,二要开发利用清洁环保能源。

二、我国农林生物质资源丰富,可用于部分替代化石能源

    生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物可再生的物质。生物质资源主要包括农作物秸杆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废水废渣、城市垃圾、蔗渣、水生生物和油料作物等,而其中农作物秸杆、薪柴和农林加工剩余物等分布较广、资源量大、便于加工利用。据有关统计数据,我国水稻、玉米、小麦和棉花等农作物秸秆年产总量6.04亿吨,其中约有15%即0.91亿吨被用来直接还田造肥,25%即1.51亿吨被作为饲料,9%即0.54亿吨被用做工业原料,除此之外,约51%即3.08亿吨可以作为能源用途,其中已有1.9亿吨被农民在炉灶内直接燃烧用来炊事和采暖,其余约1.18亿吨则被废弃在田间地头或在田间直接焚烧,不仅浪费资源,也污染环境。另外,每年全国薪柴1.6亿吨,林产工业木材剩余物4,000万立方米,造纸业产生的木材剩余物约1万立方米,甘蔗渣4,000万吨,粮谷加工厂谷壳4,000万吨,这些剩余物绝大部分沦为废弃物,成为各行业的环境负担,增加处理成本。另外,我国尚有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷,可人工造林土地有311万公顷,按这些土地20%的利用率计算,每年约可生产10亿吨生物质。可见,我国生物质资源量是何等巨大。

    从社会角度看,有关数据表明,我国每100亿元人民币产值的生物质能源工业可提供100多万个就业岗位,同时,我国劳动力成本低,发展生物质能源比发达国家更具竞争力,有利于生物质颗粒燃料产业的出口创汇,可有力促进农村经济和社会发展,有利于建设资源节约、环境友好型社会。

    总之,生物质除具有分布广泛、资源丰富、成本低廉等特点外,还兼有可再生和清洁环保双重优势,合理利用可实现资源综合利用和节能减排双重目标。为此,国家制订了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等相关法律、法规,以及相关政策措施,鼓励开发利用生物质能源;中国科学院制定的2050年我国生物质资源科技发展路线图指出,中国要由生物质资源大国向生物质资源及生物经济强国转变,要实现大规模商业化应用生物质能源,以替代30%左右的石油进口,以生物质能源替代部分化石能源。

三、生物质颗粒燃料是农林生物质能源利用的最佳方式

    目前利用生物质能源的主要方式有厌氧发酵、气化、液化、制作柴油、蔗渣发电、乙醇代油、直接燃烧、致密成型等。其中厌氧发酵、液化、气化、制作柴油、蔗渣发电、乙醇代油等属热化学或生物化学过程,其热效率要大于直接燃烧、致密成型利用方式,但技术含量较高,不利于大范围、大规模普及应用;直接燃烧则属于最原始的利用方式,其热效率很低,不宜提倡;致密成型方式是将农林生物质资源通过一定设备压制成特定形态,再燃烧生热,获得能量,这种方式既可提高热效率,可适于大范围、大规模利用,值得推广,而生物质颗粒燃料则是致密成型利用的最佳方式。

     农林生物质颗粒燃料是将玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物经过粉碎、加压、增密、成型,成为小棒状颗粒型燃料。农林生物质原料密度一般为130kg/m3左右,成型后颗粒的主要性能指标为:热值>4500-4800kcal/kg,长度10~20mm,圆柱型φ6-8mm,密度>1.1-1.3t/m3,水分≤8.0%,灰分≤2%,水分≤8%,燃烧率≥98%,热效率≥81%,排烟黑度(林格曼级)<1,排尘浓度≤80mg/m3。其体积是原料体积的1/30-40,比重是原料的10-15倍(密度为:0.8-1.4),其具有耐燃烧,热值高,燃烧好,成本低,使用方便,清洁卫生等优点,可代替木柴、原煤、燃油、液化气等,能广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电厂等,同时还能够用于生产沼气、制作肥料、饲料、人造板、隔热板、餐饮具、育苗钵等。

目前我国生物质颗粒燃料加工设备的主要技术条件已经具备,一些企业正投入生物质颗粒燃料设备的生产,仅辽宁省就有18家之多,设备单台生产能力可从2000吨/年到30000吨/年不等依需要而任意定制,这也就是说,所生产设备可应用到任何地方,只要有生物质资源,就可应用这种设备生产,大到可以建一座大型工厂,小到可以建一个小型加工点,甚至家庭作坊。同时国内专门利用这种颗粒燃料的“生物质能(颗粒)气化燃烧锅炉”也已研发成功,其燃烧效率高、SO2和NOx排放低,锅炉热效率78%以上,排烟黑度小于林格曼1级,排尘浓度小于80mg/m3,SO2排尘浓度小于80mg/m3,达到国家环保一类区Ⅱ时段标准。而且随着我国对能源与环境的综合治理,燃烧生物质颗粒的炉具、灶具也将在中大城市的高档别墅或住宅安装使用,可以预见,在不久的将来,这种方便、节能、无污染的绿色能源将成为紧俏商品出现在各地超市或连锁店中

     因此,颗粒燃料不仅改变了燃烧性能,大幅提高了热效率,而且克服了农林生物质原料由于外形体积庞杂而不便于输送、储存的缺陷,使其可以按任何规格加工、包装,极大地方便了运输、储存,节约堆放场地和空间,可远距离甚至可向海外输送、销售,真正实现生物质资源的有效收集、方便运送、高效燃烧和便捷利用,使得在祖国广袤无垠的大地上,任何产生农林业秸秆及其加工剩余物的地方,都可以加工、销售和利用颗粒燃料,实现农林生物质资源最充分、高效、便捷利用。

     目前,生物制颗粒燃料市场行情非常好。价格方面:在美国市场上小包装生物质颗粒燃料零售价格为170美元/吨,高时达280美元/吨;在瑞典的交货价格为150美元/吨,高时达250美元。目前国内市场还不完善,广东省木质颗粒批发价750-850元/吨,高时达1100元/吨,大连地区木质颗粒批发价为人民币700-750元/吨,农作物秸秆颗粒批发价为人民币430-600元/吨,北京地区约为人民币650元/吨。需要量方面:国际市场具有广阔的市场空间,亚洲的日本、韩国具有较大市场,特别是欧美市场潜力都非常,年需求生物质颗粒4000万吨;在国内市场由于不可再生能源资源匮乏,急需替代能源,目前年需求生物质颗粒3000万吨。

       基于生物质颗粒燃料的诸多优点和广阔的市场前景,国家发改委专门制订了《全国生物质能开发利用工作情况及初步安排意见》和《生物质成型燃料发展规划》,近期内,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,开展生物质颗粒燃料应用示范点建设,年消耗颗粒燃料500万吨,代替300万吨煤;到2020年,使生物质颗粒燃料成为普遍使用的一种优质燃料,年消耗颗粒燃料5000万吨,代替3000万吨煤。

四、对大力发展生物质颗粒燃料的建议

      由于生物质能源的现代化利用尚处于发展初期,与其他能源建设相比,需要政府给予更多的支持和相应的扶持政策。

    第一,国家要完善发展生物能源的相关法规要在《可再生能源法》,《可再生能源中长期发展规划》和《生物质成型燃料发展规划》的等相关法律、法规基础上进一步制定实施细则,各级政府和部门也应完善鼓励和扶持发展的措施。要建立国家级的质量监督系统,抓好产品的标准化、系列化和通用化。

    第二,各级政府和主管部门要提高认识,加强领导引导广大群众提高对生物质颗粒燃料便捷和高效利用的认识,把推进其开发利用作为一项基本的能源政策,将发展生物制颗粒燃料纳入到国民经济建设总体规划之中。

     第三,制定优惠政策,为开发生物质颗粒燃料制定相应的财政、投资、信贷、减免税、价格补贴和奖励等政策。对生产、使用生物质颗粒燃料设备,以及生产、使用生物质颗粒燃料的企业和个人进行投资补偿,对其销售的产品减免税收;对从事生物质颗粒燃料研发的单位给与补偿和奖励。

    第四,鼓励企业打破部门、地区界限,实行横向联合,组织专业化生产要有计划、有步骤地支持一批骨干企业的发展,建立生产能力上有规模、有层次的产业体系,使之不断提高产品质量,降低生产成本,扩大市场销路。

     第五,保护国内市场,对国外进口的生物质颗粒燃料征收进口关税使低廉的生物质颗粒燃料难以进入国内市场;为出口国外的生物质颗粒燃料的企业实施出口退税等政策,加以鼓励。

      第六,鼓励国内金融机构为生产生物质颗粒燃料融资,政府可实施贷款贴息等扶持政策。

      综上所述,由于生物质颗粒燃料优势多,市场好,加上国家和各级政府环保和节能减排措施的不断加强,料想不要几年,生物质颗粒燃料将带来一次能源革命,那么其加工和生产、运输和销售势必成为又一新兴产业,推动经济和社会的发展。

来源|生物质颗粒联盟平台


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