1、生物質(zhì)能源屬于可再生能源，在能源產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
生物質(zhì)能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽(yáng)能，生物質(zhì)能有可能成為21世紀(jì)主要能源之一。目前，作為能源的生物質(zhì)主要是指農(nóng)業(yè)、林業(yè)及其它廢棄物，如各種農(nóng)作物秸稈、糖類作物、淀粉作物和油料作物，林業(yè)及木材加工廢棄物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物、以及動(dòng)物糞便等的一次加工生產(chǎn)的燃料及生物質(zhì)顆粒燃料，或者二次加工產(chǎn)生的能源（例如，沼氣，微藻油）。生物質(zhì)能源僅次于煤炭、石油和天然氣，居于世界能源消費(fèi)總量第四位，且前三位的能源都是屬于不可再生能源，由此更加凸顯出生物質(zhì)能源的重要性——生物質(zhì)能源將成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。
據(jù)估計(jì)，植物每年貯存的能量約相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍；而現(xiàn)階段生物質(zhì)作為能源被利用的部分還不到其年能量?jī)?chǔ)存總量的l%。這些未加以利用的生物質(zhì)，絕大部分自然腐解將能量釋放到自然界中。毋庸置疑，生物質(zhì)能源是人類利用最早、最多、最直接的能源，至今世界上仍有15億以上的人口以生物質(zhì)作為生活能源。據(jù)估計(jì)，未來(lái)的十年里將是世界各國(guó)大力發(fā)展生物質(zhì)能的關(guān)鍵時(shí)期，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家主要把目標(biāo)集中在大型生物質(zhì)顆粒燃料發(fā)電技術(shù)上，美國(guó)生物質(zhì)發(fā)電量以每年7%的速度增長(zhǎng)，歐盟生物質(zhì)能源消耗占能源總消耗將增加至15%，英國(guó)預(yù)計(jì)到2010年前生物質(zhì)能源可滿足能源總需求量的19%。專家認(rèn)為，生物質(zhì)能源將成為未來(lái)可持續(xù)能源重要部分，到 2015年，全球總能耗將有40%來(lái)自生物質(zhì)能源。
由于生物質(zhì)替代燃料具有無(wú)污染、可再生等顯著特點(diǎn)，因此日益受到各國(guó)的重視。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源短缺問(wèn)題顯得日益嚴(yán)重，為了解決能源危機(jī)，減輕環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能源顯得尤為重要。
目前，生物質(zhì)能源技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國(guó)政府與科學(xué)家的關(guān)注。許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)研究計(jì)劃，如日本的陽(yáng)光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)等，其中生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用占有相當(dāng)大的份額。國(guó)外很多生物質(zhì)能源技術(shù)和裝置已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的程度。
我國(guó)也十分重視生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用。20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)一直將生物質(zhì)能源利用技術(shù)的研究與應(yīng)用，列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開(kāi)展了生物質(zhì)能源利用新技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，使生物質(zhì)能源技術(shù)有了一定的提高。我國(guó)生物質(zhì)能源的利用和研究，主要集中在大中型畜禽場(chǎng)沼氣工程技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù)和垃圾填埋發(fā)電技術(shù)等項(xiàng)目，對(duì)于生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品的加工與燃燒利用的研究，也取得了一定的成績(jī)。生物質(zhì)能源顆粒產(chǎn)品在我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)始推廣應(yīng)用。
國(guó)家《可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出的總體目標(biāo)是：“到2010年，全國(guó)建成一批農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源示范基地，部分領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)業(yè)化程度明顯提升，農(nóng)業(yè)廢棄物利用范圍和規(guī)模明顯擴(kuò)大，農(nóng)村生活用能結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，農(nóng)民從農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)中獲得的收益不斷提高，農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能在國(guó)家能源消費(fèi)中的比例和地位不斷上升。到2015年，建成一批農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能基地，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系基本建成，開(kāi)發(fā)利用成本大幅度降低，初步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化”。
對(duì)于生物質(zhì)燃料的發(fā)展，我國(guó)的"十一五"規(guī)劃也明確了發(fā)展替代能源，要按照以新能源替代傳統(tǒng)能源、以優(yōu)勢(shì)能源替代稀缺能源、以可再生能源替代化石能源的思路，逐步提高替代能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重。按照這一思路，以木質(zhì)材料為基礎(chǔ)的可再生能源應(yīng)該是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)。
國(guó)家發(fā)改委2007年發(fā)布《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》稱，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)2020年可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃任務(wù)，將需總投資約2萬(wàn)億元。《規(guī)劃》指出，要逐步提高優(yōu)質(zhì)清潔可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例，力爭(zhēng)到2010年使可再生能源消費(fèi)量達(dá)到能源消費(fèi)總量的10%左右，到2020年達(dá)到15%左右。同時(shí)指出，今后一個(gè)時(shí)期，我國(guó)可再生能源發(fā)展的重點(diǎn)是水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽(yáng)能。我國(guó)將采取強(qiáng)制性市場(chǎng)份額、優(yōu)惠電價(jià)和費(fèi)用分?jǐn)偂①Y金支持和稅收優(yōu)惠、建立產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系等政策和措施，積極支持可再生能源的技術(shù)步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和開(kāi)發(fā)利用。
2、生物質(zhì)顆粒燃料，在生物質(zhì)能源中所占比重越來(lái)越大，發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆?br />
同其他生物質(zhì)能源技術(shù)相比，生物質(zhì)顆粒燃料技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用。生物質(zhì)顆粒原料主要是玉米桿、水稻桿、木屑、稻殼、花生殼、瓜子殼、樹(shù)皮等所有農(nóng)林剩余物，經(jīng)過(guò)粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝，最后制成顆粒狀的燃料。它的原材料分布廣泛，加工工藝簡(jiǎn)便，成品顆粒即可直接燃燒。生物質(zhì)顆粒燃料以綠色煤炭而著稱，是一種清潔能源，對(duì)環(huán)境污染小。可替代煤、油、氣，是高效且節(jié)能的環(huán)保產(chǎn)品，
秸稈顆粒機(jī)與
木屑顆粒機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料。
使用生物質(zhì)顆粒的方便程度可與燃?xì)狻⑷加偷饶茉存敲馈Ｒ悦绹?guó)、瑞典和奧地利等國(guó)為例，生物質(zhì)能源的應(yīng)用規(guī)模分別占該國(guó)能源消耗量的4%、16%和10%；在美國(guó)，生物質(zhì)能源發(fā)電的總裝機(jī)容量已超過(guò)10000MW，單機(jī)容量達(dá)10~25MW；在歐美，針對(duì)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已非常普及。 國(guó)家林業(yè)局于2008年1月22日發(fā)布了《中國(guó)林業(yè)與生態(tài)建設(shè)狀況公報(bào)》，表示中國(guó)將大力發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源。《公報(bào)》說(shuō)，發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源，主要是通過(guò)工業(yè)化利用途徑，將富含油脂、木質(zhì)纖維及非食物類果實(shí)淀粉的林木生物質(zhì)材料，轉(zhuǎn)化為多種形式的能源產(chǎn)品和生物基產(chǎn)品，包括液體生物柴油和燃料乙醇、固體成型燃料、氣體燃料、直燃發(fā)電以及生物塑料等。
中國(guó)現(xiàn)有灌木林、薪炭林、林業(yè)剩余物，每年可提供發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源生物量為3億噸左右，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約2億噸，如全部得到利用，能夠減少十分之一的化石能源消耗；如刺槐、檸條、沙棘、檉柳等資源，通過(guò)平茬收割可作為燃料用于生物發(fā)電或加工固體成型燃料。國(guó)家電網(wǎng)公司所屬的國(guó)能生物發(fā)電公司，在山東省建立的以林木質(zhì)為主要原料的生物發(fā)電廠已投產(chǎn)運(yùn)行，并著手在黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地建設(shè)林木質(zhì)生物發(fā)電廠。此外，國(guó)家林業(yè)局成立林業(yè)生物質(zhì)能源領(lǐng)導(dǎo)小組及其辦公室，并將規(guī)模化培育能源林列入“十一五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，編制了《全國(guó)能源林建設(shè)規(guī)劃》、《林業(yè)生物柴油原料林基地“十一五”建設(shè)方案》。
3、木質(zhì)顆粒作為生物質(zhì)顆粒燃料有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展空間。
木質(zhì)顆粒的生產(chǎn)方法與其他生物質(zhì)能相比較，具有生產(chǎn)工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，生產(chǎn)設(shè)備對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，固化成型的燃料易于貯運(yùn)（可長(zhǎng)時(shí)間存貯和長(zhǎng)途運(yùn)輸），易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模使用等特點(diǎn)。我國(guó)在《中國(guó)新能源和可再生能源發(fā)展綱要[1996-2010]》中提出要把發(fā)展"高效的直接燃燒技術(shù)、致密固化成型技術(shù)、氣化技術(shù)"，作為今后能源工作的一個(gè)主要方面來(lái)抓。
我國(guó)擁有豐富的木質(zhì)顆粒燃料資源，據(jù)測(cè)算，我國(guó)理論上木質(zhì)顆粒燃料資源可達(dá)50億噸左右。目前可供利用開(kāi)發(fā)的資源主要為木質(zhì)廢棄物，包括農(nóng)作物秸稈、薪柴、工業(yè)木質(zhì)碎料、采伐剩余枝丫、和城市固體有機(jī)垃圾中的廢舊木料等。目前，我國(guó)每年產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈6-7億噸左右，其中約有3億噸可作為能源使用，折合1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；有不少荒山、荒坡和鹽堿地等邊際性土地，可種植甘蔗、甜高粱、木薯、甘薯等能源作物。另外，稻殼、玉米芯、甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品數(shù)量巨大，可大量轉(zhuǎn)化為木質(zhì)能源。木材加工剩余物中的鋸屑、樹(shù)皮、邊角料、城市廢舊木料數(shù)量巨大。林區(qū)采伐和中幼林撫育的剩余物的數(shù)量也很大。此外，我國(guó)有巨大的竹材資源，竹材加工中的剩余物數(shù)量也非常大。
木質(zhì)顆粒燃料是清潔環(huán)保的能源。據(jù)測(cè)定，含硫量?jī)H占0.01%，燃燒后產(chǎn)生的灰分僅占1.5%，燃燒后煙氣中CO、CO2、SO2、NO2等成分的排放，均低于目前燃煤鍋爐規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。木質(zhì)顆粒燃料在使用中不會(huì)帶有灰塵或臟物，從而保證場(chǎng)所清潔，減少清潔打掃的工作量。木質(zhì)顆粒燃料是一種全天然的燃料，一經(jīng)壓縮和干燥后，將保持其天然木質(zhì)素，不需要膠水和粘合劑。木質(zhì)顆粒燃料已被證實(shí)是一種完全燃燒的固體燃料，使用該燃料的爐體平均排放量為每小時(shí)1.2克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)環(huán)保局所限制的7.5克/小時(shí)，低于目前燃煤鍋爐規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了國(guó)家的環(huán)保要求，生態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯。
我國(guó)每年消耗16億噸煤炭，其中有9億噸用于發(fā)電，還有7億噸是用于工業(yè)用鍋爐和生活用鍋爐。鍋爐用煤只有60%左右的熱效率，又排放大量的二氧化碳和二氧化硫。而且煤炭是不可再生能源、污染嚴(yán)重。煤炭中的全硫份包括有機(jī)硫、硫鐵礦和硫酸鹽，前兩種為可燃硫，燃燒后生成SO2,第三種為不可燃性硫，列入灰分。據(jù)估算，燃燒1噸煤將排放0.9—1.2萬(wàn)標(biāo)m³燃燒廢氣、9.6Kg—2.4 Kg的SO2、30Kg—60 Kg的煙塵，同時(shí)可產(chǎn)生0.144—0.288噸的爐渣和大量NO2。所以在替代將近7億噸的工業(yè)用煤中，木質(zhì)顆粒燃料會(huì)作出很大的貢獻(xiàn)。
在農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，木質(zhì)能源約占生活用能的70%，占整個(gè)用能的50%。但木質(zhì)能源的利用仍以直接燃燒的柴灶方式為主，這種燃燒方式熱利用效率很低，只有10%-15%左右。而使用木質(zhì)顆粒燃料卻能大大提高這些木質(zhì)材料的燃燒效率。由于這些材料原始狀態(tài)是很松散的，在其燃燒過(guò)程當(dāng)中80%到90%的能量隨著煙氣和灰分的散失而流失浪費(fèi)了。如果將它們的物理狀況加以改變，變成一定的密集形態(tài)粒狀或塊狀，可以將熱效率提高到80%以上。
木質(zhì)顆粒熱效率高。木質(zhì)顆粒燃料的熱值約為標(biāo)準(zhǔn)煤的0.7——0.8倍，即1.25噸的木質(zhì)顆粒燃料相當(dāng)于1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值，但木質(zhì)顆粒燃料在配套的燃燒爐中燃燒，其燃燒效率是現(xiàn)有燃煤鍋爐的1.3—1.5倍，因此1噸木質(zhì)顆粒燃料的熱量利用率與1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量利用率基本相當(dāng)。木質(zhì)顆粒燃料替代煤炭作為供熱鍋爐、茶水爐、發(fā)電燃料等是具備相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)前景的。
所占空間小。由于木質(zhì)顆粒燃料經(jīng)過(guò)高溫壓縮，很大程度上節(jié)約儲(chǔ)存空間，同時(shí)更便于調(diào)動(dòng)運(yùn)輸。
安全的能源。木質(zhì)顆粒燃料由于取自于自然狀態(tài)生物廢料，不含有裂變爆炸等化學(xué)物質(zhì)，故不會(huì)發(fā)生其他能源所造成的中毒、爆炸、泄漏等事故，使用起來(lái)安全放心。
有可持續(xù)性。木質(zhì)顆粒燃料來(lái)自于廢料，是由廢棄品或殘余原料轉(zhuǎn)化來(lái)的產(chǎn)品，燃燒后的爐灰可以作為肥料，促進(jìn)新的植物生長(zhǎng)，只要有陽(yáng)光、水、二氧化碳，木質(zhì)顆粒燃料所需要的生物資源將源源不斷。
木質(zhì)顆粒的主要燃燒性能指標(biāo)如圖所示
4、美國(guó)成功利用木質(zhì)顆粒燃料的經(jīng)驗(yàn)。
木質(zhì)顆粒燃料的第一次發(fā)展，是由于19世紀(jì)70年代美國(guó)能源短缺。原材料主要來(lái)源于家具制造廠、造紙廠等工廠的木屑廢料，就像丙烷或天然氣那樣，燃燒木質(zhì)顆粒所得的能源可替代電能、壁爐或火爐的燃料、化石燃料等。同時(shí)，支持生物質(zhì)顆粒的火爐器具也是多種多樣的。
在美國(guó)，從森林中清除出的小樹(shù)、無(wú)商業(yè)價(jià)值的木材、不合制材要求的樹(shù)木、腐朽木、回收的廢棄木材等、采伐剩余物、死于病蟲(chóng)害的樹(shù)木、加工剩余物、建筑工地上的廢棄木材等，均可用于木質(zhì)顆粒燃料的生產(chǎn)。
據(jù)估計(jì)，森林中產(chǎn)生的木質(zhì)燃料資源利用，有可能滿足美國(guó)能源需求的10%，可見(jiàn)，木質(zhì)能源是何等重要的可再生能源。除了廢棄木材以外，另一種生物質(zhì)資源，纖維素作物的利用也有重要意義，而更多的研究著眼于速生樹(shù)，如短輪伐期雜交楊樹(shù)的培育。
在美國(guó)大量燃燒木屑棒和碎料壓塊燃料，這些木質(zhì)顆粒燃料是由木質(zhì)廢料經(jīng)過(guò)壓力加工制成，其尺寸、灰分和含水率等性質(zhì)比鋸末、刨花、碎木等更為均勻，易于燃燒，適合復(fù)雜的自動(dòng)控制裝置，其燃燒效率可達(dá)83%，如此高的熱效率完全可以補(bǔ)償其加工過(guò)程中的能量消耗。北美生產(chǎn)的木屑棒尺寸大部分為1/4英寸，碎料壓塊尺寸較大，主要用作鍋爐燃料。壁爐使用尺寸更大些。
燃燒這些木質(zhì)顆粒燃料首先是用于供熱。這些木質(zhì)能源供熱裝置可分為4種：微型1兆瓦、小型1-5兆瓦、中型5-15兆瓦和大型15兆瓦以上。
微型燃燒裝置主要用于住宅或單位取暖。燃燒木質(zhì)顆粒燃料來(lái)加熱空氣或水，然后通過(guò)管道進(jìn)行循環(huán)。最簡(jiǎn)單的是在家庭的壁爐中直接燃燒木質(zhì)塊狀燃料取暖。
小型燃燒裝置所用的典型介質(zhì)是熱水。燃燒木質(zhì)顆粒燃料也可用于驅(qū)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，在美國(guó)、俄國(guó)、德國(guó)和奧地利都有先例。
中型燃燒裝置在美國(guó)一般為學(xué)校或單位采用。
大型燃燒裝置通常用于林產(chǎn)工業(yè)企業(yè)，離林區(qū)較近的其他工業(yè)企業(yè)也有用其作燃料的。比如美國(guó)已有很多企業(yè)燃燒木質(zhì)顆粒燃料用于水泥生產(chǎn)。
特大型的燃燒裝置在美國(guó)一般用于發(fā)電，最常見(jiàn)的發(fā)電廠規(guī)模為10-20兆瓦，有的甚至達(dá)到75兆瓦規(guī)模以上。最方便的途徑是用木質(zhì)顆粒燃料和煤搭配燃燒，用于降低空氣污染。
2006年美國(guó)有60家木質(zhì)顆粒加工廠，但不供應(yīng)出口。2008年綠色循環(huán)生物能源股份公司，在佛羅里達(dá)建立了年產(chǎn)能力達(dá)到56萬(wàn)t的世界最大規(guī)模的工廠，原料為南方松及林地剩余物。開(kāi)始向比利時(shí)及荷蘭出口。 美國(guó)為了節(jié)省天然氣和石油，減少二氧化碳和二氧化硫的排放量，大力倡導(dǎo)利用木質(zhì)顆粒燃料，全國(guó)各地紛紛推廣該種模式，發(fā)電和供熱逐步被木質(zhì)顆粒燃料所取代。政府對(duì)于燃燒這種綠色能源也給予適當(dāng)補(bǔ)貼，石油、天然氣漲價(jià)也為木質(zhì)顆粒燃料的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，富通新能源生產(chǎn)銷售的木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)專業(yè)壓制木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
