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农民日报:生物质成型燃料 改善大气的“朝阳产业”

中国炉具网    作者:孙眉 王帅    来源:农民日报    日期:2021-02-01 10:10:11    浏览:858
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        中国炉具网讯:随着蓝天保卫战的打响,生物质成型燃料成了“煤改电”“煤改气”覆盖不到的“禁煤区”城镇、农村集中居住区供暖和工业供热的主要替代能源,未来供热、清洁取暖等领域应用潜力较大,并且能够直接替代煤炭,既能作为农村居民的炊事取暖燃料,又能用于城市供热、发电等。

        生物质成型燃料指利用专门设备将农林废弃物等生物质压缩为颗粒或块(棒)状燃料。与散秸秆相比,秸秆成型燃料体积缩小了6倍-8倍,密度可达到每立方米800-1400千克,便于存储和运输,配套专用锅炉热效率可达90%以上,污染物排放量低于燃煤锅炉,同时灰分可回收做肥料,实现“秸秆→燃料→肥料”循环利用,为城市、农村生活用能及工业用能提供了一种既环保又经济、安全的绿色消费方式。原本只能被高端用户使用的生物压缩燃料一旦实现产业化,将像当年小巧的半导体收音机走入千家万户一样,方便、快捷地走入城市与农村,取代燃煤、燃油,从而大幅度地改变我国能源利用结构。

        我国生物质固体成型燃料技术研究开发始于20世纪80年代,早期主要集中在螺旋挤压成型机上,但存在着成型筒及螺旋轴磨损严重、寿命较短、功耗大等缺点,导致综合成本较高,发展停滞不前。2000年以来,生物质颗粒技术得到较快的发展,成型设备的生产和应用已初步形成了一定的规模。目前,生物质固体成型燃料成型机主要有螺旋挤压、活塞冲压、模辊式等几种工艺类型。

        近年来,生物质成型燃料技术在我国得到明显的进展,关键技术已取得突破,特别是模辊挤压式颗粒成型技术已经达到国际同类产品先进水平,有效地解决了功率大、生产效率低、成型部件磨损严重、寿命短等问题,生产设备以环模式成型机为主,单机生产能力1-3吨/小时,吨产品能耗50-90千瓦时,模具等关键部件使用寿命约3000小时。我国已研制出集原料预处理、粉碎、成型工艺组合成为一体的规模化、低能耗秸秆成型设备成套生产线,以乡镇为成型燃料厂建设单元,建成了多个万吨级生产示范基地,生物质成型燃料生产和应用已初步形成了一定的规模。环模式成型机性能较优,单机生产能力1-3吨/小时,吨产品能耗50-90千瓦时,模具等关键部件使用寿命约3000小时。国内相关机构也开发出秸秆成型燃料炊事炉、炊事取暖两用炉、生物质锅炉等专用设备。

        目前,我国已研制出规模化、低能耗生物质成型技术成套生产线,将原料预处理、粉碎、成型工艺组合集成为一体化成型燃料生产设备,采取以乡镇为单位建立成型燃料厂,开发了适合我国国情的秸秆成型燃料技术,建成了多个万吨级示范基地。自2007年在原农业部支持下建设我国第一个全自动环保生物质成型燃料示范工程以来,在河南、山东、辽宁、黑龙江、吉林、安徽、河北、广东等地区,推广建立生产基地。生物质成型燃料产量不断增长,从2010年300万吨,提高到2018年约1500万吨,年均增长率达到22%。据不完全统计,秸秆类成型燃料厂及加工点有1100余处,主要用于中小型锅炉供热、发电以及农村炊事供暖用能等。

        加快推进秸秆成型燃料的利用,实现秸秆能源化、资源化、商品化,可大幅减少城镇、农村随着生活水平提高对化石类优质清洁能源日益增长的依赖,有效缓解农作物秸秆露天焚烧导致的大气污染和资源浪费问题,对于提高农业综合生产能力,促进农业农村经济可持续健康发展,加快建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的意义。

        典型案例

        2020年冬天,辽宁省盘锦市大洼区城区集中供热开始采用生物质成型燃料,从而取代了传统的燃煤。大洼区政府与采用生物质成型燃料供暖的企业已经签署了为期30年的“特许经营协议”。这意味着在未来的30年里,大洼区集中供暖都将采用这种新模式。

        据项目负责人介绍,生物质本身的热值并不高,但经压制成型后,燃料密度增大,热值和热效率便也得到提高,所产生热能的效果可以与煤炭媲美。从价格上讲,目前秸秆成型燃料的市场销售价格为每吨500元至550元,与标准煤的价格基本相当,但是从综合成本来看,生物质成型燃料要比煤低10%左右。从能源燃烧效率来看,煤炭的燃烧率一般在70%左右,煤入炉以后燃烧的时间较长,耗费的水电较多;而生物质能源的燃烧率却高达95%。而且,生物质能源在燃烧过程中产生的粉尘、残灰等污染物也远少于煤炭。燃煤所产生的残留物多达30%到40%,生物质燃料燃烧后却只余5%的灰烬。今年冬天,用生物质成型燃料集中供热,将节省标煤7万吨,可减少排放二氧化碳15万吨。

        目前,大洼区这家生物质燃料供热企业已先后与锦州市义县张家堡和盘锦市盘山县高升镇两座生物质成型燃料加工基地建立了合作关系,双方签订了常年供应协议,以确保燃料的充分供应。义县张家堡生物质燃料基地主要是将玉米、稻草等来自农业生产的秸秆转化为成型燃料,其原材料主要取自义县张家堡周围地区。这个燃料基地每年将为大洼区提供约10万吨的生物质成型燃料。盘山县高升镇的生物质燃料基地,主要提供的是一些木质屑片,每年将5万吨左右的产品销往大洼。有了这15万吨生物质燃料,便基本可以保证大洼区城区集中供热的需要。

        在山东,生物质能源在农村也得到很好的应用。滨州市阳信县温店镇、德州市平原县三塘乡等地入围省能源局公布的《2020年度省能源节约专项资金入围名单》,作为生物质能源推广应用示范县积极推广生物质能、地热能、太阳能等清洁能源供热。

        据悉,阳信县的生物质清洁取暖建设已然走出了一条“分散式、分布式、集中式”三种模式相结合的新路子。在温店镇驻地及附近村庄,推行生物质热电联产集中供暖;在学校、医院、敬老院等公共场所及部分有条件的村庄,推广“生物质成型燃料+锅炉机组分布式取暖”;其余基础条件偏差的村庄,采用“生物质成型燃料+专用炉具分散式取暖”。

        平原县三唐乡在推进清洁能源取暖应用领域开展了积极探索,一个“生物质能+太阳能+地热能+空气能”多能互补的特色示范区即将建成。经过调研,三唐乡确定了符合当地实际的“秸秆收储体系+分布式生物燃料加工中心+生物质燃料+多能互补”的清洁取暖模式,引入清华大学多能互补清洁供暖技术和生物质燃料加工企业。该项目首期将采取多能互补方式清洁取暖1.7万平方米,两年内将扩大到15万平方米左右,建设生物质分散取暖示范村20个、多能互补示范社区4个。同时,投资1800万元,新建3处、扩建1处标准化秸秆收储固化加工中心,达到年产生物质颗粒燃料8万吨的规模,力争2021年全乡绿色能源覆盖率达到85%以上。

原标题:生物质成型燃料 改善大气的“朝阳产业”

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