在甘肃省定西市通渭县孟河村,2025年冬天迎来了一批特殊的取暖物资——30吨生物质颗粒燃料。村民李尕改第一次见到这种“长得像饲料”的燃料时满是疑惑,但当她将一把颗粒添进炉子,火苗瞬间蹿起、烟尘微小时,她不禁感叹:“一点就着,太好烧了!”这个发生在西北农村的小故事,折射出生物质颗粒燃料正从实验室走向千家万户的现实图景。
一、什么是生物质颗粒燃料
生物质颗粒燃料,通俗地讲,就是“秸秆界的压缩饼干”。它以农作物秸秆、木屑、稻壳、花生壳、果壳等农林废弃物为主要原料,经过粉碎、干燥、混合、挤压等固化成型工艺,将原本分散、无固定形状的生物质原料压缩成规则、密度较大的棒状、块状或颗粒状燃料。
原料挤压成型后,密度可达0.8—1.3吨/立方米,热值达到15—17兆焦/千克(约3580—4060大卡/千克)。经过技术改良的高品质产品热值可达4200大卡/千克以上,与中质烟煤相当。颗粒直径一般为6-10毫米,长度为直径的4-5倍。
二、从“生态包袱”到“绿色财富”的转变
过去,农作物秸秆常被视为“生态包袱”。每到夏收秋收季节,田间地头焚烧秸秆产生的浓烟成为大气污染的源头之一。据测算,全国秸秆理论资源量约9.94亿吨(2024年数据),综合利用率达到88%,其中约12%被用于生物质燃料加工,形成约1.1亿吨的潜在原料供给能力。
在南充嘉陵区白燕大道的益群生物质颗粒厂,1000多平方米的厂房内,切割机、粉碎机、制粒机有序运转。成捆的金黄色秸秆与深褐色枯枝通过传送带送入粉碎机,金属齿爪快速转动,将原料搅打成细碎的纤维状物料;再通过密闭管道输送至制粒机,在高温高压下,“锻造”成一颗颗浅棕色、拇指大小的生物质颗粒。截至2025年9月,该厂已回收秸秆7000余吨,制成4000余吨生物颗粒燃料。
三、生物质颗粒的核心优势
1. 能量密度大幅提升
原生秸秆松散堆积,密度仅0.1-0.13吨/立方米,运输成本高、储存占地大。成型后密度提高8-10倍,大大改善了运输和贮存的经济性。
2. 燃烧特性显著改善
成型燃料结构致密,限制了挥发分的逸出速度,延长了燃烧时间,燃烧效率远高于直接燃烧秸秆。实际燃烧中,蓝色火焰包裹着明亮的炭块,炉温提高,燃烧持续时间是散煤的1.5倍。
3. 清洁环保优势突出
生物质颗粒含硫量极低(小于0.07%),燃烧时几乎不产生二氧化硫;氮氧化物排放也远低于煤炭。烟气颜色小于林格曼1级,在国际上被称为“清洁燃料”。与煤相比,碳排放减少90%以上。
4. 资源循环利用
燃烧后的灰渣约占重量的0.4%-7.0%,全部为草木灰,富含钾元素,可作为优质有机肥还田,减少20%的化肥使用量。这真正实现了“取之于田,还之于田”的绿色循环。
四、国际视野中的生物质颗粒
生物质能源技术的研究与开发已成为全球热门课题。美国的“能源农场”、日本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”都将生物能源作为重要方向。
欧洲是生物质颗粒应用最成熟的地区。瑞典人均生物质颗粒消耗量达160千克/年,丹麦率先建成生物质颗粒发电厂并已推广130余座。欧盟已建立完善的标准体系,ENplus和SBP等可持续认证体系对原料来源、生产过程提出严格要求。
2024年,全球生物质颗粒产量达到6510万吨,消费约6178万吨。欧盟和中国是主要的生产和消费地区。
五、中国的发展历程
我国从20世纪80年代起开始研究生物质固化成型燃料技术,主要引进韩国、日本、中国台湾等成套设备。1999年,辽宁省能源研究所承担的“九五”国家科技攻关项目“生物质固化成型机组”通过鉴定,标志着我国设备达到国际先进水平。
进入21世纪,河南农业大学、中国林科院林化所等单位相继推出活塞冲压式成型设备、环模颗粒成型机等。2024年,我国生物质成型燃料产量达到2200万吨,拥有加工站点4500余处,合计产能约5000万吨/年。
从甘肃农村的取暖尝试,到四川工厂的规模化生产,再到湖北企业的循环经济探索,生物质颗粒燃料正在中国大地上书写着从“废弃物”到“绿色能源”的蜕变故事。
