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20世纪70年代全球性的石油危机爆发后,以生物质能源为代表的清洁能源在全球范围内受到重视。IRENA(国际可能源机构)的统计数据显示,全球范围内的生物质能源产业达到前所未有的高度。2017年全球生物质能新增装机规模达到5.2GW,累计装机规模达到108.96GW。在欧美等发达我们的生物质能源已是成熟产业,以生物质为燃料的热电联产甚至成为某些我们的主要发电和供热手段。
到2020年,西方工业我们15%的电力将来自生物质发电。生物质能源燃料来源品类繁多,以沼气、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇等形式成为全球生物质能源燃料的一部分。英国石油公司的长期监测数据显示,全球生物燃料产量整体保持持续增长。2017年世界生物燃料产量达到84121千吨油当量,同比增长3.5%。其中,全球乙醇产量增长贡献超60%。
生物质颗粒燃料纯度高,不含其他不产生热量的杂物,其含炭量75—85%,灰份3—6%,含水量1—3%,不含煤矸石,石头等不发热反而耗热的杂质,将直接为企业降低成本。生物质颗粒燃料不含硫磷,不腐蚀锅炉,可延长锅炉的使用寿命,企业将受益匪浅。由于生物质颗粒燃料不含硫磷,燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷,因而不会导致酸雨产生,不污染大气,不污染环境。
生物质颗粒以其独特的优势而被公认为新型颗粒燃料。与传统燃料相比,它不仅具有经济优势,而且具有环境效益,完全满足了可持续发展的要求。与其他能源相比,生物质颗粒燃料既经济又环保。由于形状为颗粒状,体积被压缩,节省了存储空间,运输方便,运输成本也降低了。将原料压制成固体颗粒后,有助于充分燃烧,使燃烧速度与分解速度相匹配。同时,使用专业的辅助设备进行燃烧,也有利于燃料的生物量值提高,发热量。以秸秆为例,将秸秆压缩成生物质颗粒燃料后,燃烧效率从不到20%提高到80%以上。秸秆颗粒的燃烧热量为3500 kcal / kg,平均硫含量仅为0.38%,2吨秸秆的发热量相当于1吨煤,而煤的平均硫含量约为1%。;另外,完全燃烧后的炉渣灰也可以用作肥料返回田间。因此,使用颗粒燃料作为加热燃料具有很强的经济和社会价值。与煤相比,颗粒燃料的挥发物含量高,着火点低,密度增加,能量密度高,燃烧持续时间大大增加,可以直接应用于燃煤锅炉。此外,生物质颗粒燃烧产生的灰烬也可以直接用作钾肥,节省了成本。
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比单位能价分析可知,生物质颗粒燃料作为替代燃料,在燃油、燃气锅炉领域有很大优势,那么实际应用中的综合运行成本和效益如何,须进行测算后才知道。下面举例比较分析如下:以一典型的热水(或蒸汽)锅炉为例,某宾馆或者浴室用0.7MW热功率的热水锅炉提供热水(或者用1蒸吨蒸汽锅炉提供换热蒸汽),分析采用不同燃料锅炉的实际运行成本,计算出单位热能运行成本和年运行费用。
生物质颗粒燃料涉及煤炭能源的高效清洁低碳化利用、生物质的高值化利用,生物质颗粒燃料产业的发展也受到资金、政策、技术等各方面的制约。目前关键是研制来源广、适应性强的廉价防水粘结剂和提高型煤的热态性能。型煤粘结剂是决定型煤品种及其质量的关键辅助原料,直接决定型煤的冷热强度、防水性、热稳定性和燃烧性等指标。若要开发出型煤,先要开发出适用于型煤的黏合剂。
生物质颗粒燃料不含硫磷,不腐蚀锅炉,可延长锅炉的使用寿命,企业将受益匪浅。由于生物质颗粒燃料不含硫磷,燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷,因而不会导致酸雨产生,不污染大气,不污染环境。由于形状为颗粒,压缩了体积,节省了储存空间,也便于运输,减少了运输成本。生物质颗粒燃料清洁卫生,投料方便,减少工人的劳动强度,极大地改善了劳动环境,企业将减少用于劳动力方面的成本。
乌兰察布原装生物质颗粒批发生物质颗粒燃料的热量为0.7MW热功率的天然气热水锅炉主机和辅机价格约为15万元,耗电功率为7KW,热效率92%,管道天然气管路直接至锅炉,无须燃料储藏系统。设备折旧期均按10年计算,维护保养按设备折旧费的20%计算。在环保要求高的大中城市或者旅游区,推广这种生物质颗粒燃料,将产生巨大的经济效益和环保效益。