1、生物質成型燃料的基本概念和生產工藝簡介
1.1林木生物質成型燃料的基本概念
林木生物質成型燃料一般是指將林木采伐剩余物、加工剩余物、枯枝等物干燥粉碎后，在一定壓力作用下壓縮成為一種固形物。因其比原料的密度大大提高，貯運、使用都很方便，因此又可稱為生物質煤。
按照原料以及其中添加物的情況，生物質成型燃料可分為單一組分的成型燃料和復合成型燃料。復合成型燃料是在原料中添加了一些粘結劑和除硫劑等。
按照成型后的密度大小，生物質成型燃料又可分為高、中、低3種密度。密度在1100 kg/d以上的為高密度成型燃料；密度在700 kg/m3以下的為低密度成型燃料；介于高密度和低密度之間的為中密度成型燃料。塊型大小適宜的中、低密度生物質成型燃料可以完全代替煤或與煤一起混合在普通爐灶、工業鍋爐和燃煤電廠鍋爐中燃燒。按照成型燃料的形狀又可分為棒狀、塊狀、顆粒狀生物質成型燃料。
1.2生物質成型燃料的生產工藝
生物質成型燃料的生產工藝有熱壓成型和冷壓成型兩大類生產工藝。
1.2.1熱壓成型工藝。
主要有螺旋擠壓技術和活塞沖壓技術兩種。螺旋擠壓成型技術是研發時間最早，目前最常采用的一種技術。這種技術大多數是以鋸木屑為原料，生產出來的產品形狀為直徑50mm左右，長度450 mm左右，橫截面為圓形或六角形，每根重約1 kg的棒狀。可用于蒸發量≤1 000kg/h工業鍋爐或民用爐灶。該技術的優點是成品密度高，密度可達1100～1400KG/m3。質量好、熱值高。可再加工成炭化燃料。其缺點也不少，①產量低，目前國產設備的最高臺時產量不到150 kg；②能耗高，因原料在擠壓成型前要先經過電加溫預熱，擠壓成型過程原料電耗在90 kwh/t以上；③易損件壽命短。國產設備主要工作部件螺桿的最高壽命不超過500 h；④原料要求苛刻，原料含水率需控制在8%～12%之間，自然干燥達標困難。所以有的物料要進行預干燥處理，不僅增加了加工成本，而且設備也不便于移動。活塞沖壓技術是利用油缸往復運動，間歇成型，因此生產率不高，產品質量也不太穩定。而且設備一般100 h便要修一次而使用的較少。
1.2.2冷壓成型工藝。
目前有環模輾壓成型技術和平模輾壓成型技術兩種。環模輾壓成型技術在國內是由中國林業科學研究院南京林產化工研究所在上世紀末研發成功的。該技術是以木屑和刨花為原料，成品為顆粒狀。臺時產量在250 kg左右，成品密度>1 000 kg/m3，其熱值為20064 kj/kg左右。產品質量達到日本生物質成型燃料標準的特級或一級。
近年來，在該原型機的基礎上，國內又開發成功了環模式壓塊機，成型塊截面尺寸在35 mmx35衄左右。生產率可達2 t/h以上，是規模化生產生物質成型燃料的一種較理想機型。
平模輾壓成型技術是農業部南京農業機械化研究所等單位在引進國際著名的德國卡爾公司的38-780型大型環模式顆粒機的基礎上，結合我國實際，進行了多處技術改進和創新的一項具有自主知識產權的技術。
該技術與其他生物質成型顆粒（塊）加工技術相比，最大的優點是原料適應性廣，原料的粉碎度和含水率要求不嚴格。而且平模式制粒機還有輾模制造容易、壽命長、產量大(1.2 t/h)、噸料耗電低(40～50 kwh)、成型密度調整方便諸多優點，是目前國內最先進的機型。
2、產業化的重要意義
2.1可充分利用采伐剩余物，變廢為寶
經北京林業大學、國家林業局調查規劃設計院等相關單位的專家進行的“中國林木生物質培育和開發利用可行性研究”的調研結果，目前我國林業“三剩物”（采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物）的總量在8~10億k如此大量的剩余物目前均未能得到有效利用，而且在處理時還浪費了大量的人力、物力。根據林業生產的實際情況估算。每皆伐1 hm2的采伐剩余物和林下雜灌總量不少于30 t。為清除這些剩余物和雜灌，傳統的方式是將雜灌XⅡ倒，然后在作業區周邊修出防火線進行煉山作業，采用燒除的方式進行清除。這種傳統的作業方式不僅因煉山時火勢難以控制容易引起森林火災外，煉山過程的煙塵對環境也造成一定污染。而且煉山的費用也需60元/667 m2以上。增加了造林的成本。因此，現各級政府已明令禁止煉山造林。但從林業生產的實際出發，當采伐跡地上的采伐剩余物和雜灌得不判有效清除時，要按標準進行整地造林，是一項無法實施的事情，為此禁止煉山造林后，由于沒有相應的新技術改善傳統的作業方式，使得造林面積和造林質量大幅下降。長此以往，勢必對我國的森林后備資源
造成極大的不利影響，應引起我們的高度重枧。為解決以上不利局面，讓采伐剩余物和林下雜灌變廢為寶．大力發展林木生物質成型燃科的生產和利用，無疑具有極其重要的意義。
2.2清理部分森林可燃物
隨著森林保護力度加大，農村燃料物的改變，森林郁閉度大大增加，森林內枯枝落葉增多，森林內積聚了大量的可燃能量。極易引起森林火災。如能及時清除這些可燃物，充分利用以形成生物質成型燃料，可減少森林火災發生的可能，同時改善森林衛生狀況，促進林木生長。
2.3可保護環境，充分發揮森林資源對人類的貢獻
生物質燃料是一種比煤等化石燃料更清潔環保的燃料。有害物質排放遠遠低于化石燃料的排放。CO2被認為是零排放。S02的排放量是煤炭的1/10。林木生物質成型燃料不僅能解決燃料問題，還增加了林木資源利用率。
2.4能促進新林區建設
安排林區閑散勞動力上山收集剩余物，增加林場職工和林農收入。
3、產業化的可行性與存在問題
3.1產業化的可行性
國外對生物質成型燃料的研究和開發利用起始于20世紀初，美國在1930年代便研制了螺旋式生物質燃料成型機，在溫度80C～350℃和壓力100 Mpa的條件下，能把木屑和刨花壓縮成固體成型燃料。日本于1950年代從國外引進技術后進行了改進，并發展成7日本壓縮成型燃料的工業體系。1970年代后期，西歐國家也開始重視壓縮成型燃料技術的研究，亞州的泰國、印度、菲律賓等國也從1980年代開始研制加粘結劑的生物質壓縮成型機。
與此同時，為有效利用生物質燃料，高效燃燒器具（鍋爐或灶具）的研發也得到以上國家的重視并取得成功。目前在瑞典等國家，生物質成型燃料已像我國賣的煤球一樣進入了千家萬戶。用作鍋爐燃料時，已可像加注燃油一樣由顆粒生物燃料車通過管道加注到燃料倉內。
我國對生物質成型燃料的研究起步較晚，遲至1980年代才開始。湖南省衡陽市糧食機械廠于1985年研制了第一臺ZT-63型生物質壓縮成型機；隨后江蘇省連云港東海糧食機械廠、陜西武功輕工機械廠，河南鞏義包裝設備廠、湖南農業大學、中國農機能源動力所、河南農業大學、中南林業科技大學（原中南林學院）也紛紛研制出了各種型號的生物質燃料成型機。據估計，現全國投入使用的生物質壓縮成型設備約在1000臺左右。
在生物質燃料器具方面的研制，我國也取得了長足的進步。不僅有專用的民用爐灶，還開發出了暖風壁爐、水暖爐、炊事爐等，均取得了滿意的效果。經過20多年的研究開發，我國生物質成型燃料的技術日臻成熟，已初步具備丁產業化開發發展的條件。
3.2存在問題
林木生物質成型燃料產業化發展必須使研究、生產、開發利用形成一條龍。也就是說，要形成一條上、中、下游暢通無阻的產業鏈條。由于各個環節有自己的一些問題沒能互相促進形成良性互動的產業鏈條，阻礙了林木生物質成型燃料產業化發展，這就是問題的根本所在。
3.2.1成型技術研究環節。經過20多年的研究、推廣工作，生物質成型燃料技術應該比較成熟了，但還存在諸如設備機組可靠性能差；成型設備適應范圍小，規范標準不統一；配套設備不足技術后續不力，設備連續運行能力低等問題。這些問題的解決需要較大規模、較大量的生產企業的生產檢驗。特別是林木種類較多，各地條件不同，林木生物質成型技術需根據這些差異進行設備的檢驗和調試。成型技術的研究需要生產實用技術數據的支持，這樣才能較快地克服技術難題，使技術完全成熟進入商業化生產。
3.2.2成型技術生產環節。目前我國只有小規模的少量的生產企業，沒有較成熟的生物質成型技術生產環節。其原因是，商業開發投資者對生物質成型燃料技術還不了解，成型燃料產品的應用、用途還不成熟，因此，投資者很難對其經濟效益作出準確的分析判斷，這樣大大降低了開發者的投資沖動。實際上，林木生物質成型燃料生產項目的前期主要體現的是生態效益和社會效益，其生產企業獲利能力較低，只有通過生產企業的拉動使森林生物質成型燃料產業化發展成熟了，生產企業才有較好的獲利。也就是說，要培育生產企業這個產業化的龍頭，需要政府的大力支持，面目前我國政府相關部門還沒有出臺有關政策支持生物質成型燃料生產開發。加之我國的風險投資機制也不成熟，所以，沒有較大企業進入生物質燃料生產。
3.2.3產品開發應用環節。林木生物質成型燃料理論上用途廣泛，國外也確實在大量應用。但我國對其用途、燃燒方式、燃燒設備等還存在一些問題需要研究，生產者、銷售商、爐具制造商和用戶之間還沒有建立起—個互相鏈接的平臺。產品的用途需要生產企業大量的合格產品來進行檢驗和開拓。
總之，只有各個環節在互相促進中解決各自的問題，才能真正將這個產業做大做強。
4、促進產業化發展的幾點建議
1)政府相關部門應盡快出臺有關政策支持建設林木生物質成型燃料生產企業。產業化成熟前的生產企業獲利能力低，據測算，成型燃料的生產成本在300～350元/t，銷售價在400元，t左右，在生產初期還有—些不可預見因素。但生態和社會效益很大，因此，政府要有相關的財政和稅收政策給予扶持。同時，政府技術推廣部門要積極推廣已經成熟的設備，進行商業化示范運行，促進設備完善。
2)應加強對《可再生資源法)的宣傳工作，努力提高全社會對發展林木生物質的認識水平，增強投資者建設生產企業的信心。鼓勵投資者進行風險投資。通過生產企業帶動整個產業的發展。
3)政府要進行林木生物成型燃料的長遠的、合理的規劃，防止初期無人開發、后期過度開發的局面。同時制定相關統一的標準、規范促進產業化發展。
4)進一步加強技術引進和開展國際合作。培訓加工生產的各層次的技術人員。
三門峽富通新能源生產銷售木屑顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料飼料成型機械設備。
