2007年，國家發(fā)改委公布《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展空間和產(chǎn)業(yè)地位都作了明確規(guī)劃，其發(fā)展前景一度頗為樂觀。幾年之后的今天，不少研究人員認(rèn)為，生物質(zhì)能發(fā)展遭遇“冰河世紀(jì)”，并發(fā)出“十二五”如何破冰的追問。而生物質(zhì)能就包含生物質(zhì)成型燃料。
在近日舉行的全國生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研討會(huì)暨第五屆全國高效低排放爐具和成型機(jī)展示會(huì)上，全國生物質(zhì)成型燃料技術(shù)協(xié)作組組長、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)原校長張百良作了題為《中國生物質(zhì)成型燃料發(fā)展問題及政策建議》的主題報(bào)告，提出“生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)是貫穿一、二、三產(chǎn)業(yè)的鏈條，其資源源于農(nóng)林第一產(chǎn)業(yè)，其加工屬第二產(chǎn)業(yè)，供熱服務(wù)又是第三產(chǎn)業(yè)，是投資小、效益高、顯示度強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)富民的戰(zhàn)略重點(diǎn)”。
為進(jìn)一步了解生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展情況，記者近日專訪了張百良。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：您在多個(gè)場合都建議大力發(fā)展生物質(zhì)成型燃料，請(qǐng)具體介紹一下。
張百良：它包含三個(gè)關(guān)鍵詞——“生物”、“成型”、“燃料”。
生物質(zhì)成型燃料就是把農(nóng)林剩余生物質(zhì)原料，如：作物秸稈、農(nóng)副產(chǎn)品加工剩余物(稻殼、玉米芯、花生殼、酒糟、糠醛渣、醋糟)、林木加工剩余物(樹枝、樹皮、木屑等)進(jìn)行粉碎脫水，然后送入專用的生物質(zhì)成型機(jī)內(nèi)，加工成具有一定形狀、一定密度的固體燃料(簡稱BDMF)。
生物質(zhì)成型燃料的燃燒方式、物理形態(tài)與煤相近。它在密度為1時(shí)含有的熱量與中質(zhì)煙煤相當(dāng);含氧量高，燃燒充分，二氧化碳零排放;另外，燃燒尾氣中所含的二氧化硫、氮氧化物和煙塵都大大低于煤。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：與太陽能、風(fēng)能等可再生能源相比，生物質(zhì)成型燃料有何優(yōu)勢?又有何劣勢?
張百良：生物質(zhì)能和風(fēng)能、太陽能、水能等可再生能源的能量都來源于太陽。生物質(zhì)能是可再生能源中唯一的化學(xué)能態(tài)，其載體是植物，靠植物的光合作用將二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)釋放出氧氣;風(fēng)能、太陽能、水能都是物理能態(tài)，風(fēng)能的載體是大氣，水能的載體是水。
生物質(zhì)成型燃料是可再生能源中唯一可以以固體形式儲(chǔ)存、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化的化學(xué)態(tài)能量。轉(zhuǎn)化后排出的二氧化碳可重新被植物吸收，成為生物質(zhì)。原料多樣，遍布地球陸地水域，十分豐富，使用方便簡單，投入小收效快，是農(nóng)民增收的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);而其他可再生能源使用則有選擇性、局限性，投資大。
然而，生物質(zhì)資源也有能量密度較低，儲(chǔ)存、運(yùn)輸不便，季節(jié)性強(qiáng)等技術(shù)性問題。但這是可以解決的。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：請(qǐng)您談?wù)勆镔|(zhì)成型燃料的發(fā)展歷程，國內(nèi)和國外的發(fā)展?fàn)顩r。
張百良：從20世紀(jì)30年代開始，日本、西德等就開始研究成型技術(shù)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，隨著全球性石油危機(jī)的沖擊和環(huán)保意識(shí)的提高，世界各國越來越重視開發(fā)和高效轉(zhuǎn)換生物質(zhì)能。
美國上世紀(jì)末，已在25個(gè)州興建了日產(chǎn)量為250～300噸的樹皮成型燃料加工廠，進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。
西歐國家先后研制生產(chǎn)了沖壓式成型機(jī)、顆粒成型機(jī)。意大利、丹麥、法國、德國、瑞典、瑞士、比利時(shí)等國相繼建成生物質(zhì)顆粒燃料成型生產(chǎn)廠家30多個(gè)，機(jī)械驅(qū)動(dòng)活塞式成型燃料生產(chǎn)廠家40多個(gè)，成型設(shè)備及成型燃料進(jìn)入了商業(yè)化運(yùn)作階段。1995年前后，瑞典、丹麥、奧地利等國大力推進(jìn)這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，民用鍋爐、工業(yè)鍋爐及小型熱電廠開始使用生物質(zhì)成型燃料，并實(shí)現(xiàn)了各自的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，開始向國外出口技術(shù)和設(shè)備。
20世紀(jì)80年代初，顆粒成型技術(shù)獲得突破。東南亞國家生物質(zhì)成型燃料行業(yè)發(fā)展迅速，泰國、印度、越南、菲律賓等國先后建成多家生物質(zhì)固化、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠。
國外目前對(duì)秸稈的收集已隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的高度發(fā)展得以較好解決，但規(guī)?；a(chǎn)的秸稈儲(chǔ)存還有不少問題;顆粒燃料加工中設(shè)備快速磨損仍然是推廣應(yīng)用的障礙，發(fā)達(dá)國家采用批量換件的辦法使生產(chǎn)正常運(yùn)行，但維修成本很高，生物質(zhì)成型燃料的價(jià)格也是我國的2～3倍。燃爐沉積腐蝕問題國外也還處于研究階段。除了采用機(jī)械辦法清理外，目前還沒有突破性進(jìn)展。
據(jù)國際顆粒燃料網(wǎng)報(bào)道，2010年全球有650家企業(yè)生產(chǎn)成型燃料，年生產(chǎn)能力達(dá)到7000萬噸左右。我于1989年專題考察了歐洲成型燃料的發(fā)展?fàn)顩r，提出了發(fā)展我國成型燃料的建議，但當(dāng)時(shí)各方面條件都不具備;20世紀(jì)80年代，我國又開始引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈成型機(jī)。同時(shí)開展了生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究，至今已有20年。1990年后，機(jī)械螺桿式、柱塞式成型技術(shù)得到發(fā)展，20世紀(jì)90年代期間，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功了HPB系列液壓驅(qū)動(dòng)柱塞式成型機(jī)(大棒型)。
目前，我國生物質(zhì)成型技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展階段，呈現(xiàn)出企業(yè)積極參與，國家導(dǎo)向逐步加強(qiáng)的特點(diǎn)。國內(nèi)主要設(shè)備類型有：機(jī)械螺桿推進(jìn)式、液壓雙缸沖壓式、環(huán)模擠壓式、平模擠壓式，以木質(zhì)為主的顆粒型，以秸稈為主的塊(柱)狀型成型燃料成為發(fā)展的主導(dǎo)成型機(jī)。
近幾年，江蘇、河南、遼寧、安徽、山東、河北等地開始將成型設(shè)備進(jìn)行示范推廣，針對(duì)結(jié)渣和排煙問題設(shè)計(jì)的半汽化爐具，在技術(shù)上有了新的進(jìn)展。設(shè)備生產(chǎn)、燃料加工、燃爐配套及營銷企業(yè)各省都有多家投入運(yùn)營。政府環(huán)保、能源主管部門也開始給予支持和幫助。新的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的研發(fā)單位在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
2010年后，中國成型燃料生產(chǎn)量有了較大提高，中國式秸稈成型機(jī)基本定型，快速磨損等問題得到進(jìn)一步解決，新的經(jīng)營模式開始建立。年生產(chǎn)總量突破了200萬噸，社會(huì)認(rèn)可程度大大提高。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：請(qǐng)具體談?wù)勆镔|(zhì)成型燃料技術(shù)的突破情況。其難點(diǎn)主要在哪里?
張百良：生物質(zhì)成型燃料技術(shù)難點(diǎn)有三：以秸稈為主要原料的成型機(jī)快速磨損;生物質(zhì)燃燒的結(jié)渣、沉積腐蝕、原料的濕儲(chǔ)存等技術(shù)問題;還有管理模式及政策扶持等問題。
快速磨損是國際同行共同關(guān)注的難題，我國在技術(shù)上基本解決了該問題，使原來的維修周期由100多小時(shí)提高到800小時(shí)。
另外，秸稈中含有較高的堿性氧化物，這些氧化物與燃燒粉塵在高溫時(shí)易形成低熔點(diǎn)熔融結(jié)渣，阻礙通風(fēng)，最后會(huì)被迫停爐維修。國外處理此類故障均采用機(jī)械法進(jìn)行過程粉碎除渣。
我國解決燃燒帶來的結(jié)渣和沉積問題是從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)入手，設(shè)計(jì)了雙燃室兩段供氣鍋爐、燃燒爐，比較徹底地解決了結(jié)渣和沉積腐蝕的世界性難題，大大降低了運(yùn)轉(zhuǎn)成本。這項(xiàng)技術(shù)也是我國自有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
秸稈的堆積密度很低，工業(yè)化生產(chǎn)成型燃料需量很大，堆放占地很多，尤其是在露天堆放中要損失較多的熱量，解決濕儲(chǔ)存技術(shù)問題就成為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)此進(jìn)行了12個(gè)月的連續(xù)實(shí)驗(yàn)研究，取得了多種技術(shù)參數(shù)，很快可進(jìn)入工程試驗(yàn)。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：生物質(zhì)成型燃料需要什么樣的特殊裝備?目前我國在裝備方面有什么需要改進(jìn)的地方?
張百良：生物質(zhì)成型燃料需要能夠保證達(dá)到一定密度、一定形狀的成型設(shè)備，要與燃燒設(shè)備配套。
成型設(shè)備中的核心部件是成型套筒，由三部分組成，即預(yù)壓、成型、保型。 秸稈在成型階段的溫度要在160℃左右，這是大多數(shù)秸稈的軟化熔融溫度。在軟化后，其表面呈熔融狀態(tài)，這時(shí)給它一定壓力即能很好成型，動(dòng)力消耗也少。
目前秸稈加工突出問題是快速磨損，我國不少秸稈成型機(jī)已在磨損部位使用了最好的合金，進(jìn)行了最好的熱處理，但維修周期也最多300小時(shí)，還帶來了成本及后期服務(wù)問題，采用非金屬材料，調(diào)整加工工藝，是我們成功的研究成果，已在逐步推廣;另外還有生產(chǎn)模式和原料價(jià)格混亂問題也亟待我們研究解決。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：在您的介紹中，生物質(zhì)成型燃料具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但為什么很多研究人員認(rèn)為，包括生物質(zhì)成型燃料在內(nèi)的生物質(zhì)能發(fā)展遭遇“冰河世紀(jì)”，并發(fā)出“十二五”如何破冰的追問?
張百良：農(nóng)林生物質(zhì)資源在我國年產(chǎn)至少11億噸，其中有多少用于能源，至少取決于四個(gè)限制因素：經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)需求、技術(shù)進(jìn)步、能源價(jià)格。
經(jīng)濟(jì)條件是直接因素，發(fā)展生物質(zhì)能首先要看使用者能否用得起，國家有多大的支持力度，是否合算;社會(huì)需求，在化石能源豐富的地方，老百姓還是愿意用化石能源，在這樣的地方發(fā)展生物質(zhì)成型燃料就會(huì)遇到習(xí)慣勢力等多方障礙;市場價(jià)格是關(guān)鍵因素，化石能源價(jià)格直接影響生物質(zhì)能的發(fā)展，目前國內(nèi)煤價(jià)750～1200元/噸，石油已漲到109美元/桶，這種環(huán)境下生物能源發(fā)展會(huì)加快，國家也會(huì)大力支持。
技術(shù)進(jìn)步是決定性因素，目前應(yīng)該說生物質(zhì)能技術(shù)中的核心技術(shù)并沒有解決，能投比低、價(jià)格高，其核心技術(shù)的突破在2020年前都很難實(shí)現(xiàn)。在核心技術(shù)未有破冰的條件下搞低水平擴(kuò)張是勞民傷財(cái)?shù)呐e動(dòng)，要把錢用在高技術(shù)突破和設(shè)備投入上，不要搞低端競爭。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：今年是“十二五”開局之年，同時(shí)節(jié)能也是今后應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的主題之一，生物質(zhì)成型燃料發(fā)展在“十二五”期間與國家政策在哪方面有契合?國家出臺(tái)什么樣的政策才能使生物質(zhì)成型燃料發(fā)展得更好?
張百良：國家要積極發(fā)展生物質(zhì)成型燃料裝備業(yè)，并把它列入“十二五”規(guī)劃。
目前我國的生物質(zhì)成型設(shè)備、燃燒鍋爐等在科學(xué)層面的問題已經(jīng)基本得到較好解決，最大問題是加工制造業(yè)落后，90%是手工作坊式生產(chǎn)。這些手工作坊很難向技術(shù)創(chuàng)新方面投入，存在嚴(yán)重的短期行為。在金錢利益的驅(qū)使下，不少企業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)受到侵害。因此，在補(bǔ)貼、貸款、減稅等政策上不能支持低端競爭、低水平擴(kuò)張，應(yīng)從戰(zhàn)略高度出發(fā)，發(fā)展生物質(zhì)成型燃料現(xiàn)代制造業(yè)。盡快扭轉(zhuǎn)現(xiàn)在一哄而起的現(xiàn)象。
要有計(jì)劃地突破幾個(gè)類型機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)系列設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，在全國推廣應(yīng)用，關(guān)鍵部件要標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)模化生產(chǎn)。農(nóng)村成型燃料的生產(chǎn)還是以1500公斤/臺(tái)年、原料收集半徑在5公里內(nèi)較好。
作物秸稈是成型燃料中加工難度最大、成本最高的類型，它又是我國必須解決的重點(diǎn)，國家也應(yīng)將其作為扶持重點(diǎn)。
我國生物質(zhì)成型燃料現(xiàn)在還處于無序發(fā)展?fàn)顟B(tài)。上邊，國家無主管部門，多部門插手，都發(fā)表講話，都立項(xiàng)目，都不解決實(shí)質(zhì)性問題，更不解決難題;下邊，秸稈原料、成型燃料沒人進(jìn)行商品管理，購銷、價(jià)格市場混亂，中間商得利，用戶上當(dāng)，生產(chǎn)者吃虧。
建議國家明確主要管理部門，系統(tǒng)解決行業(yè)中的重大問題，從而使生物質(zhì)成型燃料這把火越燒越旺，走出“冬天”，煥發(fā)生機(jī)。來源：中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)
