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再生能源

中国固体生物质成型燃料标准体系

2015-02-10 10:19:56来源:互联网浏览: 评论:0
  进入21世纪,尤其2005年以来,能源、环境问题日渐突出,能源价格持续上涨,全世界研发生物能源成为热点。中国进入"十一五"后,表现出了很强的研发势头,特别是数十家大中型企业的参与大大推进了生物燃料的研发进度,以秸秆为主的固体生物质成型燃料就是在这样的背景下率先发展起来的。
 
\   固体生物质成型燃料是利用致密成型技术将生物质加工成容易储藏和方便使用的生物质颗粒或棒状、块状燃料,具有体积小、容量大、热值高、燃烧火力旺、原料普遍易取、可再生等特性,燃烧过程中排渣少、烟尘和二氧化硫含量低、对环境污染小,是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。   不仅可以改善生物质的燃烧品质和燃烧性能,而且可以有效解决秸秆焚烧造成的污染问题。目前中国每年生产生物质成型燃料在10万t左右,参与生产的企业和个体生产者已有70多家,生产的设备主要有颗粒状生物质成型燃料成型机、块状生物质成形燃料成型机(环磨、平磨)、棒状生物质成型燃料成型机。生物质成型燃料主要作为北方城镇取暖锅炉、南方县乡燃煤2t以下锅炉和公共澡堂、饭店、食堂大灶及少数几家电厂的代用燃料。此外,河北、山东等少数农村也在使用该种燃料。   固体生物质成型燃料的开发利用在许多国家,如瑞典、丹麦、意大利、德国、美国、英国等,已有很多年的历史,在生物质成型燃料的标准和规范的制订方面他们都有相当成熟的经验。中国于20世纪70年代末制订了木炭和木炭试验方法(GB/T17664-1999)、生物质燃料发热量测试方法(GB5186-1985、NY/T12-1985)等标准,但随着颗粒成型燃料、机制炭等固体成型燃料的市场化、标准化工作出现了严重的滞后,没有针对性的相关标准,只是参考现有的标准GB/T17664-1999、GB5186-1998(NY/T12-1985)进行相应的测试和分析。   为适应固体生物质成型燃料原料多元化和大规模生产,加强燃料的生产和使用管理,及时制订不同形式的固体生物质成型燃料基础标准、构建相应的标准体系就显得极为迫切。   本文作者曾接受农业部委托,在充分研究国外固体生物质成型燃料标准和中国固体生物质成型燃料产业现状及问题的基础上,制订了《固体生物质成型燃料技术条件》和《固体生物质成型燃料设备技术条件》农业部行业标准,并于2008年11月通过了专家组评审。在这两个标准制订过程中,作者深刻体会到中国固体生物质成型燃料标准体系的匮乏已经开始影响该行业的工业化进程。   因此,本文将在上述两个标准制订的基础上,详细阐述构建中国固体生物质成型燃料标准体系的必要性、指导思想和原则;在研究国际同类标准体系的前提下,紧密结合中国固体生物质成型燃料生产现状、存在的问题和发展前景,对中国固体生物质成型燃料标准体系构成框架和内容提出具体建议。   1构建中国生物质固体成型燃料标准体系的必要性   1.1市场需要标准体系进行规范   世界固体生物质成型燃料的总产量在450~500万t之间徘徊,中国引进、研究生物质成型技术始于20世纪80年代初,后因多种原因脚步缓慢下来,使成型燃料应用的时间落后了20多年。近5a来由于煤价持续上涨,环保要求提高,"节能法"、"环境保护法"的进一步贯彻执行,小型锅炉、各类燃煤炉在城镇中的禁止使用,给成型燃料带来了极好的发展机遇,中国也顺势出台了促进其发展的政策,数十家企业投资建厂,从事成型燃料生产和燃烧设备的生产与经营。   中国的固体生物质成型燃料的生产在最近两年内已进入了工程化阶段,年产量由几万吨上升到了十万吨左右。《可再生能源中长期发展规划》提出,到2010年秸秆固体成型燃料年利用量达到100万t以上;力争到2020年秸秆固体成型燃料年利用量达到5000万t.   但中国固体生物质成型燃料以秸秆为主要原料,加工难度大,原料中非生物质含量不同,成型燃料实际热值难以控制,不同产地的原料价格有很大差异,成型燃料市场极不规范,东部发达地区成型燃料价格可以达到650元/t,中西部则只有260元/t,这种生产和市场的混乱,使中国成型燃料规模一直徘徊在10万t左右的水平。   因此,为了适应生物质成型燃料原料多元化和大规模生产的要求,推动成型燃料产业化进程,规范成型燃料市场,提高其生产质量,保护燃料生产者和消费者的利益,为生产商、用户之间建立起一个互相链接的平台,减少生产商与用户之间的法律纠纷,及时制订生物质成型燃料标准体系就显得十分必要。   1.2固体生物质成型燃料进一步发展需要标准体系   中国的固体生物质成型燃料已进入工程化阶段,在这段时期,出现了一些工程、技术和组织方面的新问题。如,以秸秆为主的生物质固体成型燃料设备的能耗和磨损问题;秸秆等生物原料在收割、收集、运输、储存中的问题;生物质成型燃料燃烧带来的沉积、结渣和腐蚀等问题;农村生产和销售机制的建立等问题。这些问题的解决有赖于生物质固体成型燃料标准体系的及时建立。   因为,完善的标准体系将能提供解决问题的标准的技术基础、技术准则、技术指南和技术保障。同时,标准体系的及时建立和颁布将能推动中国固体生物质成型燃料的产业化进程,保证固体生物质成型燃料的质量,维护消费者的利益,这些作用将比政策的引导作用还强。   1.3完善的标准体系是提升中国固体生物质成型燃料产业水平的基础   目前世界生物质能生产水平越来越高,数量不断增多,国际交流频繁。固体生物质成型燃料可以储存、运输,不久将会部分代替煤炭在国际间进行能源交易,交易双方除了一般贸易准则外,唯一能够保证技术和质量的工具就是标准。因此,对快速发展的中国来说,为了尽快提升固体生物质成型燃料产业,提高其在世界占有的市场份额,必须尽快制订与世界接轨的中国固体生物质成型燃料标准体系。   1.4国际上已有同类标准体系可以借鉴   中国目前仅有固体生物质成型燃料的技术条件和加工设备技术条件农业部行业标准,而且还处于待颁布状态,缺乏系统的标准体系。但是,固体生物质成型燃料在世界上一些先进国家,如美国、瑞典、德国、丹麦等国家的市场上已流通了近20a,这些国家基本都有相应的标准体系,并且经过多年的实践和修改,基本条款、参数值大小逐步趋于成熟。   分析这些国家的固体生物质成型燃料标准体系,发现它们都是首先制定检测方法和生物质成型燃料产品标准,然后才制定配套标准,如各类生物质燃炉标准。美国农业和生物工程师协会(ASABE)还制定了生物质产品收割、收集、储运加工、转换应用术语和定义标准;奥地利形成了生产(成型燃料、锅炉)、供应(销售、运输、存储、安装及售后服务)一体化标准体系,还制定了成型燃料后勤质量标准OnormM7136.   这些标准体系不仅保证了成型燃料在销售过程中的产品质量,还有利于成型燃料的原料收集、分类、存储和成型燃料使用过程中的标准化。所有这些国家现有的标准体系将为中国建立自己的固体生物质成型燃料标准体系提供丰富的经验和有益的参考。   2构建中国固体生物质成型燃料标准体系的原则   构建中国固体生物质成型燃料标准体系的目的是要尽快解决固体生物质成型燃料在中国产业化进程中存在的问题,为生产商、用户之间建立起一个互相链接的平台,减少生产商与用户之间的法律纠纷,促进固体生物质成型燃料产业和市场的健康发展。构建中国固体生物质成型燃料标准体系应注意到:在中国,很少有大型农场,土地主要由家庭农户承包使用,分散的农户土地种植使作物秸秆收集、加工困难,同时由于中国农机产业较为落后,秸秆收集和运输已经成为制约成型燃料产业迅速发展的一个重要因素。   因此,构建中国固体生物质成型燃料标准体系时应依据中国国情和中国目前固体生物质成型燃料生产技术现状与中国的基本国策,以促进生物质成型燃料产业在中国健康发展、达到国际先进水平、满足人民生产和生活需要为目的,坚持如下设计原则:   1)先进性原则。坚持标准体系服务于生产、促进产业发展的先进性。构建标准体系的目的是促进生物质成型燃料产业在中国的发展,使之达到国际先进水平,因此,要求标准体系中的标准应尽可能与国际标准保持一致。进入21世纪以来,发达国家的成型燃料技术基本没有创新,各国标准参数都比较稳定,生产量也在400~500万t/a徘徊。因此,为使中国固体成型燃料产品与国际市场接轨,中国固体生物质成型燃料标准体系应具备先进性。   2)系统性原则。标准体系的建立是要保证和促进整个产业的健康发展,体系应包含涉及整个产业发展的各个方面的标准,保证其系统性才能充分发挥标准体系在整个产业发展中的作用。   3)坚持前瞻性原则。标准体系不仅要反映固体生物质成型燃料在国内的发展状况,同时要能反映出未来一段时期内该行业在技术、经济和产业方面的发展状况。只有这样,标准体系才能跟上时代发展的脚步、指导该行业健康有序地发展。   4)坚持可行性原则。制定中国的固体生物质成型燃料标准要考虑中国的生产原料主要为秸秆、稻壳、杂草等纤维素含量高的物质,而国外主要是木质素含量高的生物质,如木屑、林木加工废弃物等,原料的不同造成原料收集、原料加工、燃料产品性能及使用范围的很多不同;同时,中国成型燃料的主要市场在农村,而国外农村中没有使用成型燃料的,使用对象的不同会对产品性能要求和使用设施要求不同,因此,必须制定出切实可行的标准才能真正起到指导性作用。

 

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