根據(jù)中國(guó)生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展特點(diǎn),可以將中國(guó)成型燃料的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展分為三個(gè)階段。
第一階段是20 世紀(jì)70年代末至80年代初,是技術(shù)引進(jìn)和試驗(yàn)階段。由農(nóng)業(yè)部牽頭從韓國(guó)、泰國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等引進(jìn)了十余臺(tái)螺桿擠壓型成型機(jī),分別在遼寧、湖北、貴州、河南等省進(jìn)行試驗(yàn)、改進(jìn)。最后因三個(gè)方面原因這種設(shè)備沒(méi)有作為燃料成型機(jī)堅(jiān)持下來(lái),一是當(dāng)時(shí)的煤比成型燃料便宜;二是螺桿特別是螺旋頭磨損太快(大部分在40h左右,有的企業(yè)使用特殊合金堆焊,維修周期也不超過(guò)60 h);二是沒(méi)有市場(chǎng)需求,且設(shè)備不配套。
第二階段是20世紀(jì)80年代中期到20世紀(jì)末,為國(guó)家開(kāi)始投資、積極開(kāi)展研究階段。1979年初,國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)資助原河南農(nóng)學(xué)院開(kāi)展以秸稈為原料的活塞式棒狀成型機(jī)的基礎(chǔ)研究,這是國(guó)家?guī)讉(gè)部委首次對(duì)生物質(zhì)成型燃料開(kāi)展資助。80年代后期林業(yè)部門(mén)也開(kāi)始了以木質(zhì)原料為主的成型燃料研究,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了幾種以棒狀燃料為主的實(shí)驗(yàn)裝置,但當(dāng)時(shí)也是因?yàn)閲?guó)家沒(méi)有在經(jīng)費(fèi)上給予足夠的支持,設(shè)備技術(shù)問(wèn)題較多,企業(yè)不愿意介入,市場(chǎng)需求很弱,因此一直處在技術(shù)研究階段,市場(chǎng)年供給量不大于3萬(wàn)t。
第三階段是發(fā)展階段。20世紀(jì)末至今,化石能源價(jià)格不斷飆升,國(guó)際上石油上漲到100多美元/桶,比10年前上升10倍,國(guó)內(nèi)雖然也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,但漲多降少;煤炭由每噸80多元,上升到每噸800多元,并且由此帶動(dòng)了各種產(chǎn)品價(jià)格上升,CPI、PPI居高不下。全社會(huì)都提出了疑問(wèn):能源價(jià)格上升是因?yàn)橘Y源問(wèn)題嗎?油和煤消耗盡了以后怎么辦?就在這樣的環(huán)境條件下,各國(guó)政府紛紛制定戰(zhàn)略規(guī)劃和方針政策,大量投資新能源產(chǎn)業(yè)。2010年中國(guó)總投資超過(guò)了美國(guó),居世界第一位。多項(xiàng)激勵(lì)政策出臺(tái)鼎力支持新能源產(chǎn)業(yè),教育戰(zhàn)線(xiàn)也增設(shè)新的新能源專(zhuān)業(yè),為今后新能源發(fā)展培養(yǎng)戰(zhàn)略型人才。2010年國(guó)家?guī)醉?xiàng)拉動(dòng)生物質(zhì)成型燃料發(fā)展的政策兌現(xiàn),2011年又啟動(dòng)了綠色能源示范縣建設(shè)工作,成型燃料也成為這個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)日的主要技術(shù)。這種背景使成型燃料的地位大大提高,市場(chǎng)供給能力很快上升到400多萬(wàn)t,國(guó)內(nèi)企業(yè)重組,準(zhǔn)備上市,大規(guī)模發(fā)展的勢(shì)頭再次來(lái)臨。
2、存在的問(wèn)題
中國(guó)生物質(zhì)成型燃料已有20多年的歷史,經(jīng)歷了全部研究和發(fā)展的過(guò)程,總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),結(jié)合我國(guó)城鄉(xiāng)能源發(fā)展實(shí)際,認(rèn)為我國(guó)的成型燃料產(chǎn)業(yè)還存在以下幾個(gè)必須解決的問(wèn)題。
(1)技術(shù)問(wèn)題
目前國(guó)內(nèi)加工木質(zhì)原料的環(huán)模設(shè)備從設(shè)計(jì)到制造基本上都沿用了飼料顆粒機(jī)的技術(shù),生產(chǎn)廠家沒(méi)能根據(jù)生物質(zhì)成型燃料的特定要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改進(jìn),因此用于燃料生產(chǎn)就存在維修周期很短,成本耗能都比較高的問(wèn)題。秸稈類(lèi)成型燃料加工主要問(wèn)題是成型系統(tǒng)和喂料機(jī)構(gòu)磨損太快,塊狀成型機(jī)加工質(zhì)量不高,密度較低,表面裂縫太多,運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加料過(guò)程中機(jī)械粉碎率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);棒狀燃料機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,生產(chǎn)率較低,能耗較高。
生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用過(guò)程還存在結(jié)渣和沉積腐蝕的問(wèn)題。秸稈中含有較多的氯、鉀、鈣、鐵、硅、鋁等成分,特別是氯和鉀,其含量比任何固體燃料都高得多。這些元素的存在,使得結(jié)渣和沉積腐蝕問(wèn)題非常嚴(yán)重。生物質(zhì)成型燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時(shí),當(dāng)爐溫達(dá)到780℃以后,部分金屬和非金屬氧化物熔化,并和未燃盡燃料混攪在一起形成結(jié)渣,阻擋空氣進(jìn)入爐膛,這已成為生物質(zhì)鍋爐被迫停止運(yùn)轉(zhuǎn)的最主要的原因。
生物質(zhì)灰分中的共晶鈉和鉀鹽在大約700℃的條件下就能汽化。在650℃左右時(shí),這些堿金屬的蒸氣就開(kāi)始凝結(jié)到顆粒上面,一些細(xì)塵粒也接踵而來(lái),在鍋爐系統(tǒng)的水冷壁和空氣預(yù)熱器的表面上沉積下來(lái),造成受熱面的沾污,其厚度可達(dá)10~30 mm以上,嚴(yán)重影響傳熱效率,圖1.9所示為從生物質(zhì)鍋爐省煤器上剝離下來(lái)的沉積物。同時(shí),由于生物質(zhì)中氯元素含量很高,鍋爐受熱面存在嚴(yán)重的氯腐蝕問(wèn)題,這是導(dǎo)致生物質(zhì)燃料鍋爐停機(jī)維修周期短的主要原因。
(2)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不成熟
中國(guó)的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)還處于初級(jí)階段,主要表現(xiàn)是:無(wú)序發(fā)展,原料和產(chǎn)品價(jià)格都處于議價(jià)交換階段;設(shè)備沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有衡量設(shè)備實(shí)際狀況的技術(shù)檢測(cè)和鑒定。沒(méi)有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系;收獲、運(yùn)輸、儲(chǔ)存與加工機(jī)械化程度差別大;秸桿原料多數(shù)是花生殼、玉米芯等農(nóng)副產(chǎn)品加工剩余物,玉米秸稈等大宗秸稈資源還沒(méi)得到充分利用;成型燃料使用對(duì)象以鄉(xiāng)鎮(zhèn)鍋爐、茶爐、熱風(fēng)爐為主,農(nóng)戶(hù)使用比例很;與化石燃料相比,國(guó)家在生物質(zhì)燃料基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人才技術(shù)培訓(xùn)、科學(xué)研究、制造裝備等方面的投資可以說(shuō)是微小足道的,生物質(zhì)成型燃料企業(yè)80%以上是個(gè)體經(jīng)營(yíng),缺乏現(xiàn)代化企業(yè)管理意識(shí),沒(méi)有抗風(fēng)險(xiǎn)能力。這些現(xiàn)象和問(wèn)題都嚴(yán)重制約著生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(8)政策引導(dǎo)待加強(qiáng)
目前,國(guó)家出臺(tái)的與生物質(zhì)成型燃料相關(guān)的政策,其引導(dǎo)作用還沒(méi)有完全表現(xiàn)出來(lái),補(bǔ)貼方法也不成熟,還存在不少負(fù)面反應(yīng)。