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生物質能僅次于煤炭、石油和天然氣，居于世界能源消費總量第4位。據專家預測，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的重要組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總燃料消耗的40％以上。由于生物質替代燃料具有無染污、可再生等顯著特點，因此日益受到各國的重視。隨著我國經濟的不斷發展，能源短缺問題顯得日益嚴重，為了解決能源危機、減輕環境污染、保護生態環境，開發利用生物質能顯得尤為重要。

1、生物質能的概念及存在形式

    生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質能是可再生能源，通常貯存在如下物質中。

    a．木材及森林工業廢棄物。

    b．農業廢棄物。

    c．水生植物。

    d．油料植物。

    e．城市和工業有機廢棄物。

f．動物糞便。

2、生物質能的開發方法與產品形式、

    目前，世界各國十分重視生物質能，都在積極探索生物質能的開發方法與產品形式，現歸納起來主要有以下幾種。

    a．熱化學轉換法，可獲得木炭、焦油和可燃氣體等品位高的能源產品。該方法按其熱加工的方法不同分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法。

    b．生物化學轉換法，主要指生物質在微生物的發酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產品。

    c．生物油法，利用油料植物所產生的生物油。

d．固化成型法，把生物質固化成成型燃料(如顆粒型、塊型、棒型等)，以便集中利用和提高熱效率。

3 、開發固化成型生物質燃料的意義

生物質固化成型燃料是將作物秸稈、稻殼、木屑等農林廢棄物粉碎后，送人成型器械中，在外力作用下，壓縮成需要的形狀。然后，作燃料直接燃燒，也可進一步加工，形成生物炭。在國外，該生產方法已經成熟，如丹麥、德國、比利時、美國、日本等國家已實現了工廠化生產，其產品主要用于取暖爐、鍋爐發電等。目前，我國研究和開發出的生物質固化成型機也已應用于生產。生產的致密成型燃料，也已應用于取暖和小型鍋爐。經測定，該種燃料排放的污染物低于煤的，是一種高效、潔凈的可再生能源。

3．1應用便利，易于貯運

固化成型法與其它方法生產生物質能相比較，具有生產工藝、設備簡單，易于操作，生產設備對各種原料的適應性強及固化成型的燃料便于貯運(可長時間存貯和長途運輸)和易于實現產業化生產和大規模使用等特點。另外，對現有燃燒設備，包括鍋爐、爐灶等，經簡單改造即可使用。成型燃料使用起來方便，特別對我國北方高寒地區，炕灶是冬季主要的取暖形式，在廣大農村有傳統的使用習慣，成型燃料也易于被老百姓所接受。

3．2替代煤炭，保護生態環境

    預計到2020年，中國的GDP可能達到5萬億美元，能源需求25～30億t標煤，其中僅石油缺口達1．6～2．2億t。大量燃燒一次性能源，排放大量的SO。和COz等，對環境造成污染，加劇了地球溫室效應。我國目前農作物秸稈年產量約為6億t，折合標煤3億t，其中53％作為燃料使用，約折合1．59億t標煤，如果這些原料都能固化成型有效開發利用，替代原煤，對于有效緩解能源緊張，治理有機廢棄物污染，保護生態環境，促進人與自然和諧發展都具有重要意義。

3．3提高能源利用率

直接燃燒生物質的熱效率僅為10％～30％，而生物質制成顆粒以后經燃燒器(包括爐、灶等)燃燒，其熱效率為87％～89％，熱效率提高57～79個百分點，節約了大量能源。

4、存在的問題及解決辦法

    目前，我國采用的生物質固化成型燃料的形狀主要有棒狀、塊狀和顆粒狀。這幾種形狀燃料的加工方法均為傳統生產方法，普遍存在著設備能耗過高、磨損嚴重和使用壽命短等問題。以生產顆粒狀燃料方法為例，它與現有的生產顆粒狀飼料的方法相似，即原料從設備環模內部加入，經壓輥碾壓擠出環模而成顆粒狀。該工藝流程需要消耗大量能量，首先是顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100～120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能；其次是原料的含水率要求在12％左右，為了達到這個含水率，很多原料要烘干以后才能用于制粒；再者是壓制出來的熱顆粒需要冷卻，然后才能進行包裝。這些工藝流程均需消耗大量能量。

要解決上述問題，可通過下列途徑。一是加大科研投入，積極研發新工藝和新設備，降低能耗，減少生產成本；二是引進國外先進設備，消化吸收，形成產業化生產；三是政府扶持，對研制開發單位和用新型生物質能用戶進行補貼，降低產品使用成本。

5、結論

    生物質能作為一種可再生能源，具有取之不盡，用之不竭的特點，在當今國際能源競爭日益激烈，傳統能源面臨枯竭的情況下，對于其有效開發利用，尋找一條見效快、方便可行、易于被廣大用戶接受的利用途徑，固化成型法是可行的。

現代化農業，2005（12）

周  成(黑龍江省農墾科學院農業工程研究所，佳木斯154007)