生物质原料收储运以及成型燃料技术概述.docx

生物质原料收储运及成型燃料技术概述摘要：化石能源的开采和利用推动了世界的工业革命和社会发展，然而到了今天，人类却不得不面临能源枯竭和化石燃料使用过程中带来的环境污染这两大全球性问题。开发利用更加清洁、可再生的新能源便成为了人们关注的焦点。于是在一场轰轰烈烈的化石燃料替代能源的研究浪潮中，生物质能源脱颖而出。在众多的生物质能源利用技术中，生物质燃料备受关注。本文主要就生物质燃料技术发展中的原料收、储、运问题和生物质成型燃料技术的研究现状两大方面，进行综合的概述。关键词：生物质，原料收、储、运，成型燃料1. 前言 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源。一般来讲,生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源,主要包括农业生物质资源、林业生物质资源和工业废水及城市固体废弃物,通过燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等利用技术,可转化为二次能源,分别为热量或电力、固体燃料（木炭或成型燃料）、液体燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和气体燃料（沼气、生物质燃气和氢气等）。 自20世纪70年代以来,为了应对日益突出的能源危机和气候变化,世界各国高度重视生物质能的开发与利用,提出了明确的发展目标,制定了完整的法规和政策体系,生物质能技术水平不断提高,产业规模逐渐扩大,成为促进能源多元化和实现可持续发展的重要途径之一。中国能源储备少、产量低,而需求却在大幅增加,供需矛盾日益尖锐。生物质能具有清洁、安全、可持续等特点,开发和使用生物质能,符合可持续的科学发展观和循环经济理念。针对国内外能源供求紧张的形势,开发利用生物质能,既是实行能源战略多元化,解决中国能源问题的有效途径,又是拓展农民就业领域,促进农民增收的重要渠道。中国政府历来重视生物质能的开发利用,自20世纪70年代以来,先后实施了一批生物质能利用研究项目和示范工程。“十一五”期间,国家又将生物质能的开发利用列入“国民经济和社会发展第十一个五年规划”。但是,目前中国生物质能发展还存在着许多问题。本文就其中的生物质原料收、储、运和生物质成型燃料的发展两大方面，进行全面综合的概述。2. 原料收、储、运 原料的收集、储存和运输是任何一项技术生产流程之首，占据着重要的地位。而在我国，原料收、储、运同时也是生物质利用技术发展的难点之首，是各个研究机构和专家力图攻克的难关之一。2.1 原料收集 近十几年来，生物质作为可替代化石燃料的清洁能源受到各国政府的重视而快速发展，如今，在各国能源结构中占据重要地位。但其快速发展的过程中也遇到很多困难，其中一个制约因素便是原料收集困难。据了解，我国生物燃料产业发展面临的最大挑战是原料资源基础任然薄[1]。生物质成型燃料作为生物质燃料的一大分支，因此，其发展同样受制于原料收集。生物质原料收集的分析探讨对继续大力发展生物质燃料至关重要。用于生物质成型燃料的资源主要来源于农作物秸秆、农产品加工业的副产品及林业废弃物等[2] 。农产品加工业的副产品和林业废弃物由于产地相对集中，主要来源于加工厂，数量多且容易收集。我国拥有丰富的农作物秸秆资源，但由于地域辽阔，自然村分散，土地承包制，农作物品种多，换种期较短，小农经营，农业机械化水平低等原因[3] ，一直以来，原料收集困难、收集率低导致成本高，大量的农作物秸秆收集成为生物质燃料加工生产工程中的“瓶颈”，制约着生物质的大范围大规模收集利用。2.1.1 生物质原料收集面临的问题（1）原料自然密度低，收集量大农作物秸秆不同于煤炭资源，其分布比较分散。中国土地实行家庭承包责任制，包产到户的模式，且自然村和农户都比较分散，各农户种植的农作物不一，导致同一种类的农作物秸秆自然密度低，这使得原料收集工程量大。谢光辉[4]等人折算获得禾谷类作物在中国大陆主产区的秸秆系数，利用这一系数估计每亩可收集到的风干玉米秸秆约为0.5吨，但目前1/3直接还田，1/3用作其他（如饲料、堆肥等），仅有1/3可收集作为生物质燃料。因此，要收集一定数量的秸秆是一个庞大的工程。很多农民不愿耗时耗力收集廉价的秸秆，而是直接焚烧还田。（2）收集时间紧促且难以控制 农作物的季节性很强，我国大部分农作物主产区是一年两熟，南方少数地区可一年三熟，换种期较短，为腾地换种下一季作物，要求在比较短的时间内完成收集。另外，在收集过程中会受到天气的影响，农作物秸秆一般含水率不一，在收集时需要晾晒到一定程度才可以打包打捆，如遇阴雨天将会拖延收集时间。天气变化难以控制，这加大农作物生物质收集的难度。（3）机械化程度低 我国的农作物秸秆