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生物质固体成型燃料的发展现状与前景展望

摘要：由于生物质固体成型燃料具有能量密度和燃烧效率高、强度大、储运和使用方便、对环境友好等优点，因此备受各国青睐。我国对生物质固化成型技术的研究已有20多年的历史，但在原料固化成型过程当中仍有许多的问题有待解决，这严重制约着我国成型产业的快速发展。介绍了我国生物质成型燃料发展的长期目标，综述了生物质成型技术在国内外的研究现状，提出了生物质成型技术存在的主要问题，并简要分析了生物质成型燃料的发展前景。

随着全世界范围内一次能源的快速消耗，现有的不可再生能源已逐渐面临枯竭，面对这种情况人们迫切需要开发一种新的、可再生能源来减少对资源逐渐衰竭的依赖和缓解对坏境造成的影响。生物质能源是一种可再生、对坏境友好的清洁能源，也是可再生能源的主要组成部分，是最具有产业化和规模化前景的可再生能源，在各国的能源结构中占有重要的地位。其中，生物质固体燃料成型技术具有原料丰富、易于实现大规模生产、便于储运的特点，其优势已逐渐显现。

生物质固化成型技术是将各类生物质原料经粉碎、干燥、高压成型等环节使原来分散的、没有一定形状的原料压缩成具有一定形状、密度较大的成型燃料，其用途非常广阔，可以用于锅炉和煤气发生炉，也可用于工业、家庭和农业园林暖房供暖，是一种极具竞争力的燃料。目前，生物质成型燃料主要以棒状、块状、颗粒状3种形式存在。

我国拥有非常丰富的生物质资源，但大多以散抛型低容重的能源形式存在，存在资源分散、能量密度低、储运不方便等缺点，严重制约着我国生物质能源的大规模应用，因此生物质高新转换技术的研究成为开发利用生物质能的重点，其中生物质成型技术是比较成熟的转换技术之一。我国生物质成型技术的发展较晚，20世纪80年代才开始引进螺旋推进式秸秆成型机，研究生物质压缩成型技术。经过多年的开发研究，我国生物质固体成型燃料技术已经取得了阶段性成果，研发了螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式3种固体成型燃料生产设备，促进了生物质固体成型产业的发展。虽然我国在生物质成型技术方面取得了一定的成果，但是，在成型过程中仍然有许多的技术不成熟，这也是制约我国成型燃料产业快速发展的主要因素之一。

1我国生物质成型燃料发展的长期目标

生物质能源是我国重点发展的可再生能源之一，尤其是生物质成型燃料技术的发展。从“十二五”提出的生物质能源规划中可以预见，在未来十五年内生物质成型燃料将会成为所有生物质能源中发展速度最快、规模最大的能源。表1是我国生物质能源长期的发展目标，从表1可以看出，我国在“十二五”可再生能源规划中已经加大了对生物质能源的发展力度，特别是生物质成型燃料在最近几年发展的速度已是前所未有。我国成型燃料的具体发展目标是：到2020年，使生物质成型燃料成为普遍使用的一种优质燃料。

2国内外成型技术的研究状况

生物质能的研究与开发已经成为全球热门课题之一，受到了世界各国政府与科研人员的广泛关注。早在20世纪30年代，日本、西欧国家等就开始研究成型技术。20世纪70年代以来，随着全球性石油危机的冲击和环保意识的提高，世界各国越来越认识到开发和高效转换生物质能的重要性，纷纷投入资金和技术力量研究和开发生物质成型技术及设备。美国20世纪末已在25个州兴建了日产量250~300t的树皮成型燃料加工厂，进行工厂化生产。欧洲的荷兰、瑞典、比利时、芬兰、丹麦等国在20世纪70年代已有了冲压式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备；亚洲的泰国、印度、韩国、菲律宾等国在20世纪80年代已建了不少生物质固化、碳化专业生产工厂，并研制出相关的燃烧设备。目前，发达国家对生物质成型技术的研究已相当成熟，生物质固体成型燃料已经商品化，而且相关技术已被许多国家引进和效仿。当前研究的热点已转变为热解液化技术、生物质制氢技术、工程藻类法制生物柴油、纤维素制乙醇、二氧化碳转换为能源等。

我国生物质压缩成型技术始于20世纪80年代。1990年以来，机械螺杆式、柱塞式成型技术得到发展。20世纪90年代，河南农业大学成功研制了HPB系列液压驱动式成型机，现已在国内形成了产业化。进入2000年以后，生物质固体成型技术得到明显的的进展，成型设备的生产和应用已初步形成了一定的规模，且大部分为饲料设备生产厂转型而来。近几年，随着我国经济的快速发展以及我国政府对发展生物质能源的高度重视，我国生物质成型燃料技术已趋向成熟，而且部分已实现了商业化。

目前，国内一些知名的成型设备生产企业，在环模制粒机和平模制粒机的设计、制造方面已经积累了丰富的经验，某些方面已达到世界先进水平，如济宁市田农机械有限公司生产的MZLH-系列环模制粒机是在吸收国外先进生产技术并结合我国国情自主研发的新型生物质制粒设备；一些高校及科研单位正在积极开发适合我国国情的