生物質能作為可再生能源,一直是人類賴以生存的重要能源形式。目前,生物質能技術已受到世界各國政府和科學家的關注。相對于風能、太陽能等其它可再生能源,生物質能源具有應用地域廣,投資規模小,使用更方便、經濟等特點。更重要的是,與其它可再生能源相比,生物質資源是能夠真正穩定、持久地提供能源的綠色資源。同時,推動生物質能的規模化應用,是解決目前人類所遭遇的能源環境危機等一系列問題的最對應的解決方案,富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機、
木屑顆粒機專業壓制生物質成型顆粒燃料,同時我們還有大量的生物質顆粒燃料出售。
減排溫室氣體是全球環境保護的重要領域。我們必須降低化石能源在能源消費結構中的比例,減少溫室氣體的排放。為此,我國提出了“到2020年,可再生能源在能源構成中的比例要達到1CV&右”的可再生能源發展戰略,并加快了“可再生能源促進法))的立法工作。
1、制約生物質大規模化應用的“瓶頸”問題
作為一種散拋型的容重比較低的能源形式,生物質資源具有松散堆積、能量密度低,運輸、儲運、使用占用空間大、儲運成本高的特點。其嚴重地制約了生
2、生物質能大規模應用的基礎技術-Highzones技術
“Hi ghzones"是北京惠眾實科技有限公司( Bei j ingHighzones SZcinece Ca Ltd)申“惠眾實”的英文音譯,“Highzones技術”是車載式生物質壓縮成型技術的簡稱。與國外現有先進技術相比,該技術可實現生物質常溫壓縮成型設備的小型化和移動化,即可解決松散狀生物質能應用的收集半徑問題,又可通過新的成型機理,大大降低壓縮成型燃料的綜合成本,解決生物質能大規模應用的經濟性和實用性問題,對生物質能應用的各個領域將產生重要的影響。
2004年4月,國際生物質能領域的權威專家、歐盟生物質能工業協會( EUBIA)主席托德先生(Tord Fjal I sTrorr)在專程考察了該技術后,興奮地對前來采訪的“人民日報))記者說“Highzone~t物質能新技術是生物質加工機理上的重大突破,在世界上當屬首創。這是一個將給人類社會產生重要影響的技術進步!”2004年5月8日至1 9日,歐盟生物質能標準起草單位瑞典農業大學受歐洲生物質能工業協會委托,對Hi ghzones技術設備及產品進行了全面測試,測試結果表明Highzones技術處于世界領先地位。
2.1現有生物質成型機理
構成生物質的兩大基本元素是木質和纖維素。木質素是生物質材料中粘接纖維素,決定其結構強度的主要物質。木質素為非晶體的復雜的芳香族檗合物,沒有熔點但有軟化點,在適當溫度下(200- 300攝氏度)會軟化、液化。在此時適當加以壓力使其和纖維素緊密粘接并與相鄰顆粒互相膠接,冷卻后固化成型。目前的國外生物質成型燃料就是利用這一原理以生物質固化成型機經過熱擠壓制成的,簡稱熱壓縮成型技術。這一機理的壓縮成型工藝,決定了其壓縮成型設備只能以廠房、車間的形式生產。相對于散拋型的生物質資源特點,高儲運“瓶頸”制約了其規模化產業的形成。
2.2Highzones技術生物質成型機理
原生態生物質的結構特性,不是某一構成物質的單純特性,而是其構成元素的綜合特性。純粹的木質素不溶于水,但具有吸水性。原生態生物質材料中木質素與水等其它元素是兼容共存的。生物質材料的力傳導性極差,但通過縮短力傳導距離,給其一個剪切力,可使纖維素分子團錯位、變形、延展成薄片,在較小的壓力下,使其相鄰相嵌、層層相疊、嚴密包裹重新組合而成型。利用這一理論制造的機械設備,體積小、能耗低,可以實現自然含水率生物質不用任何添加劑、粘結劑的常溫壓縮成型。若與聯合收割機配套,可以實現能源與糧食一起收獲。此技術簡稱為Highzones技術。
2 3兩種技術的成型二藝流程比較
由表1可見,Highzones按術比現有的熱壓成型技術減少了烘干、成型時加熱以及降溫等三個耗能程序,可實現就地及時壓縮成顆粒燃料,消除了自然態生物質材料大規模應用中的運輸儲藏成本。而且,Highzones技術顆粒燃料產品的成型后可直接包裝,無密封、防潮等特殊要求。此外,這兩種技術在成型過程中均不需要任何添加劑和粘結劑。
2.4Highzones技術燃燒產品直接成本構成
3、技術現狀
(1)完成了機理分析工作。
(2)完成了兩個國際專利(PCT)和12個國內專利的申報工作。
(3) Hi ghzones-V型生物質顆粒成型機,試驗運轉近500h。并順利通過歐盟生物質能應用的標準制定單位瑞典農業大學生物質化學與應用研究所嚴格的設備及產品檢驗。
(4)采用高速旋切技術,研制出了生物質專用粉碎機,并申報了專利。
(5)采用低溫氣化直接燃燒機理,研制出了無需用電的自動燃燒爐具,并申報了專利。
(6)由于采用常溫壓縮成型技術,壓縮成型產品更環保,沒有醛類物質的揮發,相對于困擾歐美生物質應用領域的“醛類揮發”問題,Highzones技術更具有優勢。這一點已得到歐盟文件的認可。
(7)Highzonestj術大大減少了生物質壓縮成型的工藝流程,壓縮成型機械設備結構緊湊,加工工藝屬普通機械的加工生產范圍;設備運行溫度和壓力強度無特殊要求,操作使用方便。可見,Highzonestf術從設備生產到設備使用的規模化門檻較低,易于推廣。因而被歐盟生物質能工業協會(EUBIA)主席托德先生(l-ord Fjallstrom評價為“會對人類、對社會產生重大影響的技術進步”。
4、技術市場化特點及應用
4 1市場化特點
Highzones技術相對于現有的壓縮成型及粉碎技術,大大減少了工藝流程,生產設備的加工工藝簡單,屬于普通機械的生產制造范疇,直接成本低,實現批量化大規模生產的可操作性強。
Highzones技術燃料產品的生產成本低(僅為原來“熱成型”的1/3),用戶使用價格與中質煤(熱值在3700- 5000kcal)相當,實現了生物質能利用由過去的“貴族消費”到“平民消費”的轉變,其經濟性和實用性的優勢,可極大地拓寬生物質能應用領域,消費者在不改變原有用能習慣的條件下,可享受到高品位的清潔燃料。
生物質能燃燒爐具不僅有歐美市場多年形成的成熟的產品體系,而且,Highzones技術體系開發出了適合中國特色的低成本、高效率的燃燒系統,可方便地轉化為滿足不同需求的系列產品。
4.2應用前景
Highzones技術作為生物質能大規模應用的基礎技術,通過可移動生物質生產基站方式,可解決生物質規模化應用的儲運成本高的“瓶頸”問題,使生物質利用的液化、氣化、直接燃燒發電等技術在應用過程中降低成本,使生物質顆粒燃料的應用從西方的“奢侈消費品”轉變到中國的“平民消費品”。使綠色能源替代燃煤、燃油等化石能源的夢想具有了成為現實的基礎,對改變我國能源結構,促進西部大開發、退耕還林還草等工程的實施,產生深遠的影響。
(1)據統計,我國生物質能大多是以直接燃燒的方式利用的,由于農戶所用的爐灶過于簡陋,燃燒效率只有180左右,資源浪費十分嚴重。通常情況下,每個農戶每天大約需要燃燒16-24kg秸稈,累計年消耗量為8佐右。這意味著在大多數秸稈資源豐富的省份,農戶基本上要將秸稈全部用掉,才能維持秸稈的供需平衡。而在一些人均耕地和農作物產量較少的西部邊遠地區和山區,農戶為了維持正常的生活用能需要,光依靠秸稈是遠遠不夠的,不得不大量砍伐森林植被,從而導致了嚴重的水土流失和生態破壞。
由于生物質壓縮燃料的燃燒效率高達90%比傳統的燃燒效率高4倍,可節約80%的生物質能資源,每個農戶每年只需消耗2t秸稈就可以滿足全年的生活用能需要。從而形成數億噸的生物質能源進入商業用能領域,減少化石能源的消費比例。
如將我國每年3 52億t可用作能源使用的秸稈資源制成生物質燃料顆粒,將產生1 355 2億元的產值,再加上每年3725萬m2的林產品加工剩余物和大量的灌木資源,還可加工生產2235萬t木質顆粒燃料。可見,Highzonestf術生物質能項目的推廣,擁有巨大的市場前景。
(2)Highzones技術的利用可在荒漠化治理中發揮作用。我國是受荒漠化危害最嚴重的國家之一,荒漠化地區涉及了全國18個省區、471個縣、31個民族的近2億人口。目前,我國仍有荒漠化土地2674萬km2,占國土面積的279%每年因荒漠化造成的直接經濟損失高達540億元。而且,荒漠化仍以每年3000多km2的速度在擴展。通過綜合高效利用農村現有秸稈等農作物廢棄物資源,引導農戶種植柳枝稷等能源植物,可在廣大農村特別是荒漠化地區形成生物質能綜合利用的良性利益鏈,減少植被破壞,促進退耕還林環草工程的實施。標本兼治,達到治理荒漠化的目的。以蘭州大學在定西種植柳枝稷為例,其荒漠化土地每公頃年產柳枝稷干貨18to若在2974萬km2的荒漠化土地上種植柳枝稷,不僅可以增加植被面積,治理荒漠化,還可形成年產4 81億t柳枝稷顆粒燃料的生物質能利用規模,年實現721.5億的經濟效益。
Highzones地及時壓縮成型技術的誕生,消除了生物質規模化應用高儲運成本的“瓶頸”問題,使生物質資源進入商業市場替代化石能源具有了經濟性、實用性基礎,使生物質能的生產與消費的產業鏈形成對接。這一產業鏈的形成,可以使現有農作物廢棄物得以有效利用,農業增效,使農民增加就業,農民增收;使農村生活用能質量提高,改變農村面貌。可以通過生物質壓縮燃料的使用,緩解能源緊張,提高能源消費中清潔能源的比例,改善大氣環境,減少二氧化碳排施通過Highzone蹴地及時壓縮成型技術產業鏈形成,可以使現有灌木草叢資源的養護形成盈利的產業,擴大退耕還林還草、山川秀美工程的成果。因此,H i ghzone蹴地及時壓縮成型技術將為生物質能應用領域及相關產業帶來巨大影響。
該項目技術研究的實驗室階段已于2002年1 0月完成,并申請了國際專利,2003年7月完成了該技術產業化設備的功能樣機。直至2004年9月28日,收到歐盟的檢測報告后得到國內的普遍認可,在種類國際國內生物質能應用的研討會上,得到了專家們一致贊揚。鑒于該項技術的推廣產業化特性及我國現實尚無完善的風險投資機制和生物質能及相關行業的產業基礎,國內企業及投資人對生物質能應用的價值和意義需要加深了解,才能參與推廣合作。因此,時至今日,參觀者眾多,盡管叫好聲一片,但只有中小規模投資人在生物質能壓縮燃料的特殊用途(如用于煙草行業,可實現煙桿壓縮燃料烤煙葉岢提高煙葉質量保持其天然的純度及醇良以及用于食品烘烤等領域)感興趣。在國家發改委能源局領導的關注支持下,目前,甘肅省發改委正在積極組織進行解決農村生活用能的試點工作。預計2005年可通過推廣前的試點驗收。
根據我國社會發展現狀及該技術產業化的特性,可以確定該項技術的產業化必須由有實力雄厚的企業參與才能很好推進,并且該企業最好應具備一定的產業規模,完善的管理體系,從事的行業是機械、家電、環保等具有上市公司資質的企業。但鑒于技術研發方的項目推介工作仍未展開,尚需繼續努力,同時歡迎企業、投資領域的有關人士積極介入,在能源危機的大球境下,做好生物質能應用的新的產業理念,做成一個循環經濟、綠色能源帶動的可持續發展產業。
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