1、引言
    目前，生物能源技術的研究與開發(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家的關注。許多國家都制定了相應開發(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)利用占有相當大的份額。國外很多生物能源技術和裝置已經(jīng)達到商業(yè)化應用程度，同其他生物質(zhì)能源技術相比較，生物質(zhì)顆粒燃料技術更容易實現(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氣、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1萬MW，單機容量達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己非常普及。
    我國也十分重視生物能源的開發(fā)和利用。20世紀80年代以來，我國一直將政府將生物質(zhì)能源利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質(zhì)能利用新技術的研究和開發(fā)，使生物質(zhì)能技術有了進一步提高。但我國生物質(zhì)能的利用研究主要集中在大中型畜禽場沼氣工程技術、秸稈氣化集中供氣技術和垃圾填埋發(fā)電技術等項目，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開展了生物質(zhì)顆粒成型技術的研究，取得了一定成績。但是，生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品在我國推廣應用還很少，為了使我國生物質(zhì)能源顆粒盡快產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，我們對其推廣應用中存在的問題進行了分析，并探討了解決的對策與方法，富通新能源生產(chǎn)銷售的木屑顆粒機、秸稈顆粒機專業(yè)壓制木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2、推廣應用中存在的問題與分析
    2.1傳統(tǒng)制粒技術，制粒成本高
    目前，我國采用的制粒方法均為傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，木質(zhì)顆粒的制粒原理見圖1，它與現(xiàn)有的飼料制粒方式相同，即原料從環(huán)模內(nèi)部加入，經(jīng)由壓輥碾壓擠出環(huán)模而成粒狀。其工藝流程見圖2，包括原料烘干、壓制、冷卻、包裝等。
    該工藝流程需要消耗大量能量，首先在顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發(fā)生變形、升溫，溫度可達100℃—120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能;第二，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，為了達到這個濕度，很多原料要烘干以后才能用于制粒；第三，壓制出來的熱顆粒(顆粒溫度可達95℃～110℃)要冷卻才能進行包裝。后2項工藝消耗的能量在制粒全過程中占25%～35%，加之成型過程中對機器的磨損比較大，所以傳統(tǒng)顆粒成型機的產(chǎn)品制造成本較高。
    2.2對生物質(zhì)能顆粒認識不夠深
    大多數(shù)人對生物質(zhì)能顆粒具有高能、環(huán)保、使用方便的特性認識不夠，甚至許多用能單位根本就不知道有生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品，更談不上認識和應用。
    2.3服務配套措施跟不上
    生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，運輸、貯藏、供應等服務措施跟不上，用戶使用不方便。
3、解決的對策與方法
    3.1引進ETS制粒新技術、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)，原理見圖3。它對原料的濕度適應性強，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行包裝，通常可以去掉干燥和冷卻2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。圖2傳統(tǒng)制粒工藝流程
    據(jù)調(diào)查，我國農(nóng)村自制土灶的熱效率最高為20%—25%，即使經(jīng)過改造，節(jié)柴灶的熱效率也僅為38%～40%[4]。經(jīng)測算，ETS制粒過程僅消耗其本身所含能量的1%左右，生物質(zhì)能顆粒燃燒器（包括爐、灶等）的熱效率為87%～89%，因此按保守的估計，使用專用燃燒器燃用生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品可提高熱效率47%左右。
    木質(zhì)顆粒在美國市場的小包裝零售價格為170美元／t，大包裝價格約為135美元／t[2]；在瑞典的交貨價格為150美元／t；散裝的木質(zhì)顆粒在阿姆斯特丹的離岸價為80美元／t。如果我國引進ETS技術生產(chǎn)木質(zhì)顆粒，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比國外要低很多。經(jīng)測算，批量生產(chǎn)成本為240元／t左右，零售價格為320元人民幣／t(39美元／t)，這樣的價格在國際市場上的競爭力是毋庸置疑的，在國內(nèi)可與煤炭價格相抗衡。因此，在我國引進EST制粒技術是經(jīng)濟的、可行的。
    3.2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，每年可減少原油進口量1，100萬t，相當于省下丁25億到30億歐元，減排C02，600萬t。
    美國的實踐表明，生物質(zhì)能源發(fā)電的勞動密集程度比傳統(tǒng)發(fā)電方式高。將于2005年實施的法國生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃，可為法國全境創(chuàng)造和提供3萬個就業(yè)崗位。我國勞動力成本低，發(fā)展生物質(zhì)能源比發(fā)達國家更具競爭力，將為成千上萬的人創(chuàng)造就業(yè)機會。有數(shù)據(jù)表明，我國每100億元人民幣產(chǎn)值的生物質(zhì)能源工業(yè)可提供100多萬個就業(yè)崗位。我國現(xiàn)有森林年均凈耗量34，395萬m3，其中薪材占29. 8%，為10250萬m3，如果將這些薪材制成木質(zhì)顆粒用來發(fā)電（發(fā)電效率按30%計），每年可發(fā)電1，230億kWh，每年可創(chuàng)產(chǎn)值369億元，增加369萬個工作崗位。
    3.3國家制定相應的配套政策
國家應通過制定能源稅、環(huán)境保護稅等政策來促進生物質(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。
4、結論
    綜上所述，降低整個制粒生產(chǎn)過程的成本，是生物質(zhì)顆粒燃料推廣應用的關鍵，而引進ETS制粒生產(chǎn)技術可以有效解決這一關鍵問題。木質(zhì)顆粒生產(chǎn)成本降低以后，顆粒成品的當量價格與煤相當，可望從根本上取代燃煤。這樣，在不久的將來，國產(chǎn)的生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品就有望進入我們的日常生活了。