生物質(zhì)顆粒燃料是由秸稈、稻草、稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼等以及“三剩物”經(jīng)過加工產(chǎn)生的塊狀環(huán)保新能源。此外，生物質(zhì)顆粒燃料還包括純木屑、棕櫚殼、椰子殼等。生物質(zhì)顆粒燃料的原材料與植物所生長地區(qū)地域、氣候、季節(jié)息息相關(guān)。
基本特性
生物質(zhì)顆粒大致上描述為以下特性：生物質(zhì)顆粒的直徑一般為6~12毫米，長度為其直徑的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量小于15%，灰分含量小于2%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加劑，則應(yīng)為農(nóng)林產(chǎn)物，并且應(yīng)標(biāo)明使用的種類和數(shù)量。我國的標(biāo)準(zhǔn)對生物質(zhì)顆粒的熱值沒有提出具體的數(shù)值，但要求銷售商應(yīng)予以標(biāo)注。國家標(biāo)準(zhǔn)要求生物質(zhì)顆粒的熱值一般應(yīng)在16.9 兆焦上。
氣候?qū)ι镔|(zhì)顆粒燃料的影響
生物質(zhì)顆粒燃料的主要制作原材料是秸稈等植物，植物的生長是和氣候有著密切關(guān)系的，從而氣候的變化影響著生物質(zhì)能源的發(fā)展。
植物生長需要特定的環(huán)境條件，例如適宜的氣溫、濕度和光照強度。即使環(huán)境參數(shù)的微小變化也會影響一個物種的生存。近年來全球氣候不斷發(fā)生變化，以上升的趨勢發(fā)展著，對植物的生長也有一定的影響。
隨著全球氣溫上升，動物和植物都傾向于逐漸向高緯度或高海拔地區(qū)移動——這些地方氣候更涼爽，使得動植物能在理想環(huán)境下生存。在一些地區(qū)超過60%的植物分布向下轉(zhuǎn)移，即向更溫暖的低海拔地區(qū)轉(zhuǎn)移。可見氣候?qū)χ参锏挠绊懼?，生物質(zhì)顆粒燃料的制作原材料也面臨著氣候的威脅。
背景資料
生物能源技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學(xué)家的關(guān)注。許多國家都制定了相應(yīng)開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場等，其中生物能源的開發(fā)利用占有相當(dāng)大的份額。國外很多生物能源技術(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)更容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。
使用生物能源顆粒的方便程度可與燃?xì)?、燃油等能源媲美。以美國、瑞典和奧地利等國為例，生物能源的應(yīng)用規(guī)模，分別占該國一次性能源消耗量的4%、16%和10%;在美國，生物能源發(fā)電的總裝機容量已超過1MW，單機容量達(dá)10～25MW;在歐美，針對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非常普及。
中國也十分重視生物能源的開發(fā)和利用。20世紀(jì)80年代以來，中國政府一直將生物質(zhì)能源利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點科技攻關(guān)項目，開展了生物質(zhì)能利用新技術(shù)的研究和開發(fā)，使生物質(zhì)能技術(shù)有了進(jìn)一步提高。但中國生物質(zhì)能的利用研究主要集中在大中型畜禽場沼氣工程技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù)和垃圾填埋發(fā)電技術(shù)等項目，對于生物質(zhì)能顆粒燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)加工與直接燃燒利用的研究還剛剛起步。
國內(nèi)部分高校和科研機構(gòu)開展了生物質(zhì)顆粒成型技術(shù)的研究，取得了一定成績。但是，生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品在中國推廣應(yīng)用還很少，為了使中國生物質(zhì)能源顆粒盡快產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，我們對其推廣應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了分析，并探討了解決的對策與方法。
優(yōu)勢
1.生物質(zhì)顆粒燃料發(fā)熱量大，發(fā)熱量在3900~4800千卡/kg左右，經(jīng)炭化后的發(fā)熱量高達(dá)7000—8000千卡/kg。
2.生物質(zhì)顆粒燃料純度高，不含其他不產(chǎn)生熱量的雜物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3%，絕對不含煤矸石，石頭等不發(fā)熱反而耗熱的雜質(zhì)，將直接為企業(yè)降低成本。
3.生物質(zhì)顆粒燃料不含硫磷，不腐蝕鍋爐，可延長鍋爐的使用壽命，企業(yè)將受益匪淺。
4.由于生物質(zhì)顆粒燃料不含硫磷，燃燒時不產(chǎn)生二氧化硫和五氧化二磷，因而不會導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生，不污染大氣，不污染環(huán)境。
5.生物質(zhì)顆粒燃料清潔衛(wèi)生，投料方便，減少工人的勞動強度，極大地改善了勞動環(huán)境，企業(yè)將減少用于勞動力方面的成本。
6.生物質(zhì)顆粒燃料燃燒后灰碴極少，極大地減少堆放煤碴的場地，降低出碴費用。
7.生物質(zhì)顆粒燃料燃燒后的灰燼是品位極高的優(yōu)質(zhì)有機鉀肥，可回收創(chuàng)利。
8.生物質(zhì)顆粒燃料是大自然恩賜于我們的可再生的能源，它是響應(yīng)中央號召，創(chuàng)造節(jié)約性社會。
生物質(zhì)顆粒作為一種新型的顆粒燃料以其特有的優(yōu)勢贏得了廣泛的認(rèn)可;與傳統(tǒng)的燃料相比，不僅具有經(jīng)濟優(yōu)勢也具有環(huán)保效益，完全符合了可持續(xù)發(fā)展的要求。
首先，由于形狀為顆粒，壓縮了體積，節(jié)省了儲存空間，也便于運輸，減少了運輸成本。其次，燃燒效益高，易于燃盡，殘留的碳量少。與煤相比，揮發(fā)份含量高燃點低，易點燃;密度提高，能量密度大，燃燒持續(xù)時間大幅增加，可以直接在燃煤鍋爐上應(yīng)用。
除此之外，生物質(zhì)顆粒燃燒時有害氣體成分含量極低，排放的有害氣體少，具有環(huán)保效益。而且燃燒后的灰還可以作為鉀肥直接使用，節(jié)省了開支 。
未來的發(fā)展前景?這是人類進(jìn)步發(fā)展的必然過程和結(jié)果，用環(huán)保的能源代替污染的能源。
世界主要國家選擇發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)，是一個必然的歷史過程，具有客觀的依據(jù)與動因：
1.生物質(zhì)顆粒燃料是化石能源資源日益枯竭與生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重惡化形成了人們尋找替代能源的強制力;
2.新能源經(jīng)濟對于醫(yī)治國際金融危機產(chǎn)生的“病疴”、帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級并形成新興產(chǎn)業(yè)具有強大的拉動力;
3.清潔能源領(lǐng)域積累起來的技術(shù)創(chuàng)新成果已經(jīng)孕育了新能源革命的內(nèi)在啟動力;
4.人類追求“環(huán)境友好型”社會的共同愿望已經(jīng)轉(zhuǎn)化為強大的驅(qū)動力;
5.各國決策者采取的政策措施與協(xié)同合作生物質(zhì)顆粒燃料已經(jīng)形成了確定不移的推動力。
這五種力量的有機融合，使一些主要國家在新世紀(jì)之初便提出了“創(chuàng)建低碳經(jīng)濟”的概念，每年的環(huán)境日都與節(jié)能環(huán)保有關(guān)，今年的主題是“改善環(huán)境質(zhì)量，推動綠色發(fā)展”，這都體現(xiàn)了發(fā)展生物能源是歷史必然，更是難得的機遇。
推廣生物質(zhì)顆粒燃料問題的方法
引進(jìn)ETS制粒新技術(shù)、降低制粒成本
ETS(EcoTre System)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)。它對原料的濕度適應(yīng)性強，濕度為10%～35%時就可以成粒，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℃，壓制出來的顆粒溫度一般只有55℃～60℃，無須冷卻即可直接進(jìn)行包裝，通?？梢匀サ舾稍锖屠鋮s2道工序，如圖4所示。這種制粒方法能耗很低(比傳統(tǒng)的工藝方法減少60%～70%的能量消耗)，而且機器磨損也大大減小，總成本降低很多。對于不同的原料，ETS系統(tǒng)在整個東莞生物質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)制粒過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，可見，ETS生產(chǎn)效率顯著提高。
加強生物質(zhì)能源利用的宣傳力度
發(fā)展生物質(zhì)能源具有良好的生態(tài)效益和社會效益。法國政府認(rèn)為，發(fā)展生物質(zhì)能源，不僅可以保護環(huán)境，緩和氣候變化，還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;使用生物質(zhì)能源替代石油、煤炭等傳統(tǒng)能源，每年可減少原油進(jìn)口量1,100萬t，相當(dāng)于省下了25億到30億歐元，減排CO2 1,600萬t。
國家制定相應(yīng)的配套政策
生物質(zhì)燃料的推廣必須要國家的支持，國家應(yīng)通過制定能源稅、環(huán)境保護稅等政策來促進(jìn)生物質(zhì)能源的發(fā)展，使環(huán)保意識及可持續(xù)發(fā)展意識深入人心。
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