目前利用生物質(zhì)能源的主要方式有厭氧發(fā)酵、氣化、液化、制作柴油、蔗渣發(fā)電、乙醇代油、直接燃燒、致密成型等。其中厭氧發(fā)酵、液化、氣化、制作柴油、蔗渣發(fā)電、乙醇代油等屬熱化學或生物化學過程,其熱效率要大于直接燃燒、致密成型利用方式,但技術(shù)含量較高,不利于大范圍、大規(guī)模普及應用;直接燃燒則屬于最原始的利用方式,其熱效率很低,不宜提倡;致密成型方式是將農(nóng)林生物質(zhì)資源通過一定設備壓制成特定形態(tài),再燃燒生熱,獲得能量,這種方式既可提高熱效率,可適于大范圍、大規(guī)模利用,值得推廣,而生物質(zhì)顆粒燃料則是致密成型利用的最佳方式。
農(nóng)林生物質(zhì)顆粒燃料是將玉米桿、麥草、稻草、花生殼、玉米芯、棉花桿、大豆桿、雜草、樹枝、樹葉、鋸末、樹皮等固體廢棄物經(jīng)過粉碎、加壓、增密、成型,成為小棒狀顆粒型燃料。農(nóng)林生物質(zhì)原料密度一般為130kg/m3左右,成型后顆粒的主要性能指標為:熱值>4500-4800kcal/kg,長度10~20mm,圓柱型φ6-8mm,密度>1.1-1.3t/m3,水分≤8.0%,灰分≤2%,水分≤8%,燃燒率≥98%,熱效率≥81%,排煙黑度(林格曼級)<1,排塵濃度≤80mg/m3。其體積是原料體積的1/30-40,比重是原料的10-15倍(密度為:0.8-1.4),其具有耐燃燒,熱值高,燃燒好,成本低,使用方便,清潔衛(wèi)生等優(yōu)點,可代替木柴、原煤、燃油、液化氣等,能廣泛用于取暖、生活爐灶、熱水鍋爐、工業(yè)鍋爐、生物質(zhì)發(fā)電廠等,同時還能夠用于生產(chǎn)沼氣、制作肥料、飼料、人造板、隔熱板、餐飲具、育苗缽等。
目前我國生物質(zhì)顆粒機燃料加工設備的主要技術(shù)條件已經(jīng)具備,一些企業(yè)正投入生物質(zhì)顆粒燃料設備的生產(chǎn),僅遼寧省就有18家之多,設備單臺生產(chǎn)能力可從2000噸/年到30000噸/年不等依需要而任意定制,這也就是說,所生產(chǎn)設備可應用到任何地方,只要有生物質(zhì)資源,就可應用這種設備生產(chǎn),大到可以建一座大型工廠,小到可以建一個小型加工點,甚至家庭作坊。同時國內(nèi)專門利用這種顆粒燃料的“生物質(zhì)能(顆粒)氣化燃燒鍋爐”也已研發(fā)成功,其燃燒效率高、SO2和NOx排放低,鍋爐熱效率78%以上,排煙黑度小于林格曼1級,排塵濃度小于80mg/m3,SO2排塵濃度小于80mg/m3,達到國家環(huán)保一類區(qū)Ⅱ時段標準。而且隨著我國對能源與環(huán)境的綜合治理,燃燒生物質(zhì)顆粒的爐具、灶具也將在中大城市的高檔別墅或住宅安裝使用,可以預見,在不久的將來,這種方便、節(jié)能、無污染的綠色能源將成為緊俏商品出現(xiàn)在各地超市或連鎖店中。
因此,顆粒燃料不僅改變了燃燒性能,大幅提高了熱效率,而且克服了農(nóng)林生物質(zhì)原料由于外形體積龐雜而不便于輸送、儲存的缺陷,使其可以按任何規(guī)格加工、包裝,極大地方便了運輸、儲存,節(jié)約堆放場地和空間,可遠距離甚至可向海外輸送、銷售,真正實現(xiàn)生物質(zhì)資源的有效收集、方便運送、高效燃燒和便捷利用,使得在祖國廣袤無垠的大地上,任何產(chǎn)生農(nóng)林業(yè)秸稈及其加工剩余物的地方,都可以加工、銷售和利用顆粒燃料,實現(xiàn)農(nóng)林生物質(zhì)資源最充分、高效、便捷利用。
目前,生物制顆粒燃料市場行情非常好。價格方面:在美國市場上小包裝生物質(zhì)顆粒燃料零售價格為170美元/噸,高時達280美元/噸;在瑞典的交貨價格為150美元/噸,高時達250美元。目前國內(nèi)市場還不完善,廣東省木質(zhì)顆粒批發(fā)價750-850元/噸,高時達1100元/噸,大連地區(qū)木質(zhì)顆粒批發(fā)價為人民幣700-750元/噸,農(nóng)作物秸稈顆粒批發(fā)價為人民幣430-600元/噸,北京地區(qū)約為人民幣650元/噸。需要量方面:國際市場具有廣闊的市場空間,亞洲的日本、韓國具有較大市場,特別是歐美市場潛力都非常,年需求生物質(zhì)顆粒4000萬噸;在國內(nèi)市場由于不可再生能源資源匱乏,急需替代能源,目前年需求生物質(zhì)顆粒3000萬噸。
基于生物質(zhì)顆粒燃料的諸多優(yōu)點和廣闊的市場前景,國家發(fā)改委專門制訂了《全國生物質(zhì)能開發(fā)利用工作情況及初步安排意見》和《生物質(zhì)成型燃料發(fā)展規(guī)劃》,近期內(nèi),結(jié)合解決農(nóng)村基本能源需要和改變農(nóng)村用能方式,開展生物質(zhì)顆粒燃料應用示范點建設,年消耗顆粒燃料500萬噸,代替300萬噸煤;到2020年,使生物質(zhì)顆粒燃料成為普遍使用的一種優(yōu)質(zhì)燃料,年消耗顆粒燃料5000萬噸,代替3000萬噸煤。