前言 生物质能是指利用生物质生产能源。目前作为能源的生物质主要是指农作物秸秆、林业及木材加工等废弃物。生物质可以转化为高效的固体、液体和气体燃料，用于替代煤炭、石油、天然气等不可再生能源。生物质能是重要的可再生能源。 我国是农业大国，生物质资源非常丰富，具有开发利用生物质能的良好条件。特别是在我国石油 天然气等化石能源十分短缺的情况下，开发利用生物质能源对维护我国能源安全、优化结构，缓解我国能源紧张的予盾，促进农村和农业发展，有效解决“三农”问题，建设社会主义新农村，实现农业经济的可持续发展具有十分重要意义。 此外，加大生物质能的开发利用，对于提高能源利用的效率，减少温室气体的排放，保护生态环境同样具有重大意义。 一、主要技术分析 （一）成型原理 植物细胞中含有纤维素、半纤维素及木素等。木素是具有芳香族特点的结构单位，为丙烷型立体结构高分子化合物，在木草类植物中木素的含量约为14%～25%。木素没有熔点，但有软化点，在适当的温度下(200~ 300)会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密黏接并与相邻颗粒互相胶结，冷却后即可固化成型。因此，采用热压法成型秸秆燃料可不用任何添加剂、黏接剂，大大降低了加工成本。生物质成型燃料就是利用这一原理以生物质固化成型机经热挤压制成的。 （二）技术路线 生物质固化制成燃料的成套设备包括粉碎机、混料机和秸秆颗粒机、木屑制粒机等生物质成型机。 生物质（秸秆）经自然风干后，由粉碎机粉碎为小于10mm的短茎，一般为4~6mm，呈粉末状，经混料机加水混合后，达到一定含水率(一般为6% - 10%)的秸秆原料进入到成型机中，经颗粒机等成型机挤压为成型燃料。 其工艺过程如下图： （三）关键技术 秸秆生物质（秸秆）制成燃料，成型是整个生产过程的决定性步骤，故成型机的性能决定了产品质量和生产成本。 成型需解决的技术关键包括：成型燃料密度的控制；燃料成型温度的掌握；秸秆适宜含水率范围的确定；成型机连续运行的安全可靠性。 该项技术即不采用液压成型原理，也不使用螺旋热压成型方式，而是采取磨盘挤压式成型。液压成型设备的一次性投入资金过大，需十几万元，推广难度较大。螺旋热压式的成型部件螺杆非常易于磨损，频繁更换易损件耗费人力及财力。磨盘挤压式成型技术借鉴于秸秆制作饲料的原理，通过对原有的秸秆饲料成型机进行改制，即可制成秸秆燃料成型机，而成型部件——磨盘采用特殊的材质及工艺，其使用寿命至少可达半年。 （四）技术创新性 1．采用磨盘挤压式成型技术，一次性投入资金少，成型部件使用寿命长。 2．将成型燃料替代煤用于锅炉供热。目前已成功研制出用于生物质燃料的锅炉，并对其燃烧效果进行了试验测试，燃烧和供热效果良好。 3．成型燃料燃烧后，烟气如CO、C02、S02、及NOx的排放均达到国家环保要求。 4．秸秆成型燃料还具有以下特点： a，密度大，不怕潮，便于运输和储存。 b．完全是生物质秸秆压成，起火快。 c．不含任何黏接剂，成本低，无污染。 d．热值稳定，耐烧，炉灰仅是标准煤燃料炉灰量的十分之一，回收后是高效农肥。 二、综合效益及风险分析 （一）经济效益分析 秸秆固化成型的经济效益来自子秸秆成型前后每吨秸秆可获得的净收益。秸秆成型燃料的生产成本由5部分组成，即原料的收购价、加工费用、投备折旧费、维修费和其他费用。生产成本具体构成如下表。 1t秸秆成型燃料的生产成本为275元^．销售单价420元，t，利润145元，t。现阶段沈阳农村冬季用煤500元，t左右，因此秸秆成型燃料产业化生产后，可完全替代煤用于农村的做饭及冬季取暖。 农村自制土灶秸秆热效率为20%～25%，节柴灶热效率也仅为38%~40%，经我们测算，生物质燃料燃烧的热效率为87%一89%，因此使用专用燃烧器燃用生物质燃料可提高热效率达47%。也就是说500kg秸秆够农户用一个月，若加工为成型燃料，一天用2~ 3kg即可，一年1.5t的秸秆就足够了。 （二）社会效益分析 1．发展生物质能源，不仅可以保护环境，缓和气候变化，还能促进农业的可持续发展，是解决“三农”问题的有效途径。 2．使用生物质能源替代石油、煤炭等传统能源，可减少原油的进口量，缓解我国对进口原油的依赖，保障国家能源安全。 3．我国劳动力成本低，发展生物质能源比发达国家更具竞争力，将为成千上万的人创造就业机会。 因此研究、开发、推广秸秆生物质能源的社会效益亦十分显著。 （三）生态效益分析 1．成型燃料的主要成份是C-H有机物，燃烧后烟气中无粒状C和S02等气体，主要是C-H挥发气体，C02为零排放。 2．成型燃料燃烧后固体排放量低于煤，减少了排渣费用和环境污染。成型燃料排放量为总重量的4%一15%，而煤排放为25%～40%。而且成型燃料排放的是灰，回收是高效的磷肥。 3．成型燃料使用安全可靠，无毒无味无危险，可使农户取消庭院草垛，再无柴草火灾隐患。 （四）风险分析 秸秆压块机成型燃料生产线中的关键技术（固化成型）已得到解决，生产设备的机械加工也没问题，与国内、国外同类设备相比具有价格低廉的优势。 秸秆压块成型燃料的风险性和不确定因素主要有两个方面：一是国家的产业政策；二是秸秆原料的价格。秸秆成型燃料所用的原料是秸秆，一旦该技术推广后原料价格大幅度上涨，则秸秆成型燃料与煤相比便没有了竞争力。 降低风险的有效措施首先是国家的政策导向，保护环境，焚烧污染严重的燃煤锅炉，禁烧秸秆，大力宣传、普及推广环保效益好的生物质锅炉。在政策上扶持农村从事秸秆成型燃料生产的专业户，使这项技术尽快推广，以产生较好的社会、环保和生态效益。其次是对生产工艺参数优化设计，选择最佳路线，保证生产设备在制造加工过程中的质量和精度，降低压块成型的成本。 三、可行性分析 （一）符合国家环保政策 生物质燃烧的灰尘及其他指标的排放比煤低，排灰量仅是标准煤灰量的十分之一。我国多数地区都采取禁烧秸秆的措施，大中城市已基本取缔了2t以下的燃煤锅炉，改燃清洁燃料（天然气或电），而清洁燃料成本较高。当秸秆成型机的生产率达到400kg/h．秸秆成型燃料成本为275元/t，售价420元，t，完全可替代煤作为2t以下燃煤锅炉的燃料。 （二）国家政策支持 为推动我国生物能源、生物材料等生物质产业的技术创新和产业创新，国家发改委决定在2006-2007年实施生物质工程高技术产业化专项。力争到“十一五”末，生物质产业实现替代1000万吨石油和节省500万吨标准煤的发展目标。2006年12月8日，农业部生物质工程中心以及农业部规划设计研究院博士后科研工作站成立仪式在京举行，同时在京举办了农业生物质工程高层研讨会。 （三）秸秆资源丰富 我国农作物播种面积约1亿公顷，年产生物质约7亿吨。辽宁省就是一个产秸秆的大省，大田种植面积为293万公顷，水田55万公顷，按每6.67公顷产50t秸秆(即亩产0.5t)计算，年产秸秆2600t。沈阳有耕地66,67万公顷，其中玉米等旱田作物36万公顷，水稻作物15万公顷，年产秸秆380万吨。如果充分利用这些生物质资源，将其加工成固体燃料，变废为宝，将有力地促进农村和农业经济的发展。 （四）为秸秆综合利用开辟一条新途径，是未来可再生能源的一个发展方向。 秸秆的综合利用包括秸秆粉碎还田、秸秆饲草加工、秸秆的其他加工利用（如利用秸秆制作沼气、柴油等）。生物质（秸秆）成型燃料足秸秆新能源综合利用的又一途径，实现了农村能源的可持续发展，在中国农村、城镇中实行有着广阔的应用前景。 四、结论 若以行政村或镇为基本单位，每个村或镇建立一个小型或中型秸秆成型燃料加工厂。小型加工厂配一台成型机，日产成型燃料3·4t，中型加工厂配两台成型机，日生产6—8t，可个人投资或村、镇投资建厂，这样可有效地减少原料的运输费用。秸秆在地里自然风干后，加工厂可以收购原料的方式进行生产，农户也可拿秸秆到加工厂进行加工，加工厂收取一定费用。这样可使当地农户亲身认识到秸秆深加工的益处，促进秸秆成型燃料技术的推广。在达到一定示范效果后，以点带面，进行大规模推广，使沈阳乃至辽宁省范围内废弃秸秆得到充分利用，变废为宝，保护环境，推动可再生资源发展，服务“三农”，发展我省农村经济，同创新能源专业生产销售秸秆颗粒机、秸秆压块机等生物质燃料成型机械设备。