生物质颗粒燃料(英语:Biomass Pellet Fuel)是从生物质压缩制成的一种燃料。生物质颗粒燃料多为茎状农作物经过加工产生的圆形固体,其直径一般为6~10mm,长度为其直径的4~5倍,生物质固体燃料因其原料种类的不同,所含的热值从3500-4800大卡/kg不等,制成燃料密度可达到1.1,便于贮存和运输,可用来发电、供热,硫含量大大低于煤,且生物质在其生长过程中要吸收CO2,正好抵消其燃烧过程中产生的CO2,故称生物质燃料为可再生、零排放、绿色燃料(对比电、气取暖,用1度电按国内平均发电煤耗399克/千瓦时计算,要产生约1KgCO2、30gSO2;用1立方天然气取暖则要排放约2KgCO2),生物质燃料锅炉燃烧后的灰渣物主要为有机物燃烧后的灰分,可做钾肥回田,实现“秸秆——燃料——肥料”的良性循环。
由于环保和有利于治理秸秆、又可利用我国天量的秸秆能源,加之有政府的大力支持,我国在20年前开始引进生物质颗粒技术,那时从颗粒机的制造、颗粒的加工到炉具的制作,在全国掀起了一波生物质能源再利用的高潮。
然而,在国外用得好好的东西,搬到国内却出了问题,首先国外(主要指欧洲国家)的颗粒燃料基本上是用树木或红松木制成,他们有的是森林、有的是资源,而用这些原料制成的颗粒燃料(称为木质颗粒燃料)的特点是着火易、灰渣少、不结焦、热值高且稳定,非常容易控制;反观国内的颗粒燃料由于树木资源少而主要用秸秆制成(也称非木质颗粒燃料),其特点与上述恰恰相反:着火难、灰渣多、易结焦、热值低且不稳定运行控制困难;其次国外的颗粒燃料炉一般都是用于单一取暖功能,且按照欧洲国家大户型200~300平居住面积设计的(适合25kw左右锅炉),锅炉热容量大、体积大便于容纳自动控制装置;而国内农户家庭取暖面积一般不超过120平(适合10kw左右锅炉)、锅炉热容量小、体积小不便于容纳自动控制装置;这样(除商用较大的锅炉外)无论从燃料技术和锅炉技术都不能照搬国外的东西,洋为中用在这里终于不灵了。在上游,我制颗粒机械过关了,在中游,我收储秸秆和颗粒生产都捋顺了,但万万没想到却卡在下游环节——家用小型秸秆颗粒锅炉无一例外全部失败,用户的情况我不知道,但在某届炉博会上我亲眼看到的景象是展示位上各厂商烧秸秆颗粒燃料的锅炉都会停下来打焦掏灰、烟灰满面—-毫不意外,这些锅炉均是在那种外形像一把”靠背椅”、带炊事功能的燃煤热水取暖炉上改装而来,失败当然是大概率事件,试想,颗粒供暖锅炉不去掉炊事功能那有空间安装自动化部件、又怎么能做到专业化呢,于是秸秆生物质颗粒取暖陷入了“有米无锅”的困境。
城门失火,殃及池鱼,秸秆颗粒燃料没有了用户无疑会连累到中上游产业,一时间颗粒机械厂停工,颗粒加工厂燃料积压卖不出去,更有不法厂商为了骗取政府对秸秆颗粒燃料的补贴而虚 燃料出厂产量,于是在2012年全面停止了对秸秆颗粒生产商的补贴,而停补也标志秸秆颗粒燃料用于农村取暖工程的失败。当然失败不等于完败,比如在颗粒制造机械行业涌现出一些优秀企业,推出了螺旋挤压、活塞冲压、模辊挤压等可以与国外机器相媲美的上好制粒机械,还有不少颗粒燃料加工厂商继续从事以家具厂边角料、树枝为主的木质颗粒燃料,这些木质颗粒燃料目前市场价卖到1000~1500元/吨,到去年为止,木质颗粒燃料年总产量最高年份是2015年,全年生产约300万吨,这个年产量可以认为是我国木材资源的有限性和用户价格承载能力所能达到的最好成绩,至今木质生物质颗粒年产量始终未有超越。
20多年时间各行各业都已发生了翻天覆地的变化,如手机从当初的按键2G到了现在的触屏5G、洗衣机从当初的机械式程控开关到了现在的智能控制,甚至供家庭娱乐的手搓麻将都变成了全自动麻将机了,但秸秆生物质燃料炉具却依然停留在初级阶段而得不到应用。这20年政府为了治理农业秸秆出台了很多相关政策,比如秸秆深埋、秸秆制肥、秸秆制沼气、秸秆造纸等等,但直到今天秸秆仍然还是个棘手的问题。又比如政府针对北方农村取暖工程也是花了大力气,从2017年开始政府实施了北方农村煤改电、煤改气取暖项目,到2019年总共花了700亿元,到2020年可能会突破1000亿。假如炉具生产行业通过大力推进新技术、新方法解决了秸秆颗粒燃料在农村的取暖和秸秆治理(两者有相辅相成之功效)问题,那这笔钱是不是可以少花或不花或用于给农户配发秸秆颗粒燃料呢,这一切源自秸秆颗粒燃料炉具的不成熟。
国家能源局关于《生物质能发展十三五规划》中提到:“坚持分布式开发,形成就近收集资源、就近加工转化、就近消费的分布式开发利用模式,提高生物质能利用效率”。我国有取暖需求的广大农村地区、城乡结合部是天然分布式的超级消费群体,如果以村级建立就近收集、加工和分发秸秆颗粒燃料用于取暖,年处理秸秆超亿吨并不是梦想,可见家用秸秆取暖锅炉的成败,足以影响国家对秸秆治理方针和农村能源战略。
2020全国两会上,第十三届全国人大代表姜希猛关于《清洁供暖大力推进“煤改生”》提案建议中提到:2017年欧盟国家生物质供热占最终能源消费量比重大于10%的国家已经有14个,拉托维亚占比最高,为33.21%。芬兰、瑞典、爱沙尼亚、丹麦和立陶宛,占比超过20%。克罗地亚、奥地利、罗马尼亚等国达到15%左右。而在中国,这个比例还不到1%。从数据上可看出,我国在生物质能源的开发利用上遇到了不小的瓶颈。
比如,在锅炉标准的制定不能一刀切。前面讲到这两种燃料的特点在着火难容程度、灰渣含量、结焦与否、热值高低和稳定程度上存在明显的差别,非木质颗粒锅炉可能要采用不同的控制方法甚至不同的锅炉结构,实际上这是同类型而不同级别的锅炉,这就需要在标准的制定上有区别的对待,但在历年发布的炉具执行标准中都只有笼统的生物质颗粒锅炉的排放标准及热效率要求,但是实上木质颗粒锅炉相比非木质颗粒锅炉当然容易达到标准之规定,而后者却要付出更高的成本才能达到。由于标准、名称甚至型号对这两种锅炉的无差别对待(统称生物质锅炉),就会有炉具生产厂家打擦边球、混淆概念,造成对用户的误导、造成市场的混乱。
又例如,编制行业标准的企业成员资格是以生产规模大小为入选标准,很少以技术型企业为入选标准,而大企业有做批量工程的优势,其产品不愁卖不出去,因此安于现状、没有动力去开发新产品,出于自我保护可能还会阻止新技术的入标,这一点从今天的技术标准与20多年前的标准对比可以知晓。
另外,炉具作为大众消费商品,运营生态却是计划经济模式,即由地方政府统一采购、统一分发到户,政府想用尽量少的资金采购尽量多的炉具,其结果是农民手中低附加值锅炉不好用,而成本更高但能解决实际问题的秸秆颗粒锅炉却得不到良性的发展。
秸秆多、木材少是我国生物质能源的基本组成要素(约80:1),是无法改变的现实问题,唯一可改变是对秸秆技术的重视和对市场的培养、以及政策对秸秆能源的扶持,对我国拥有数亿吨级秸秆的合理利用,是一项利国利民利子孙的大事,在秸秆颗粒领域我们已错过了20年,但没有理由再错过下一个20年。
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