前言
生物質能是指利用生物質生產能源。目前作為能源的生物質主要是指農作物秸稈、林業及木材加工等廢棄物。生物質可以轉化為高效的固體、液體和氣體燃料，用于替代煤炭、石油、天然氣等不可再生能源。生物質能是重要的可再生能源。
我國是農業大國，生物質資源非常豐富，具有開發利用生物質能的良好條件。特別是在我國石油
天然氣等化石能源十分短缺的情況下，開發利用生物質能源對維護我國能源安全、優化結構，緩解我國能源緊張的予盾，促進農村和農業發展，有效解決“三農”問題，建設社會主義新農村，實現農業經濟的可持續發展具有十分重要意義。
此外，加大生物質能的開發利用，對于提高能源利用的效率，減少溫室氣體的排放，保護生態環境同樣具有重大意義。
一、主要技術分析
（一）成型原理
植物細胞中含有纖維素、半纖維素及木素等。木素是具有芳香族特點的結構單位，為丙烷型立體結構高分子化合物，在木草類植物中木素的含量約為14%～25%。木素沒有熔點，但有軟化點，在適當的溫度下(200~ 300℃)會軟化、液化，此時加以一定的壓力使其與纖維素緊密黏接并與相鄰顆粒互相膠結，冷卻后即可固化成型。因此，采用熱壓法成型秸稈燃料可不用任何添加劑、黏接劑，大大降低了加工成本。生物質成型燃料就是利用這一原理以生物質固化成型機經熱擠壓制成的。
（二）技術路線
生物質固化制成燃料的成套設備包括粉碎機、混料機和秸稈顆粒機、木屑顆粒機等生物質成型機。
生物質（秸稈）經自然風干后，由粉碎機粉碎為小于10mm的短莖，一般為4~6mm，呈粉末狀，經混料機加水混合后，達到一定含水率(一般為6% - 10%)的秸稈原料進入到成型機中，經顆粒機等成型機擠壓為成型燃料。
其工藝過程如下圖：
（三）關鍵技術
秸稈生物質（秸稈）制成燃料，成型是整個生產過程的決定性步驟，故成型機的性能決定了產品質量和生產成本。
成型需解決的技術關鍵包括：成型燃料密度的控制；燃料成型溫度的掌握；秸稈適宜含水率范圍的確定；成型機連續運行的安全可靠性。
該項技術即不采用液壓成型原理，也不使用螺旋熱壓成型方式，而是采取磨盤擠壓式成型。液壓成型設備的一次性投入資金過大，需十幾萬元，推廣難度較大。螺旋熱壓式的成型部件螺桿非常易于磨損，頻繁更換易損件耗費人力及財力。磨盤擠壓式成型技術借鑒于秸稈制作飼料的原理，通過對原有的秸稈飼料成型機進行改制，即可制成秸稈燃料成型機，而成型部件——磨盤采用特殊的材質及工藝，其使用壽命至少可達半年。
（四）技術創新性
1．采用磨盤擠壓式成型技術，一次性投入資金少，成型部件使用壽命長。
2．將成型燃料替代煤用于鍋爐供熱。目前已成功研制出用于生物質燃料的鍋爐，并對其燃燒效果進行了試驗測試，燃燒和供熱效果良好。
3．成型燃料燃燒后，煙氣如CO、C02、S02、及NOx的排放均達到國家環保要求。
4．秸稈成型燃料還具有以下特點：
a，密度大，不怕潮，便于運輸和儲存。
b．完全是生物質秸稈壓成，起火快。
c．不含任何黏接劑，成本低，無污染。
d．熱值穩定，耐燒，爐灰僅是標準煤燃料爐灰量的十分之一，回收后是高效農肥。
二、綜合效益及風險分析
（一）經濟效益分析
秸稈固化成型的經濟效益來自子秸稈成型前后每噸秸稈可獲得的凈收益。秸稈成型燃料的生產成本由5部分組成，即原料的收購價、加工費用、投備折舊費、維修費和其他費用。生產成本具體構成如下表。
1t秸稈成型燃料的生產成本為275元^．銷售單價420元，t，利潤145元，t。現階段沈陽農村冬季用煤500元，t左右，因此秸稈成型燃料產業化生產后，可完全替代煤用于農村的做飯及冬季取暖。
農村自制土灶秸稈熱效率為20%～25%，節柴灶熱效率也僅為38%~40%，經我們測算，生物質燃料燃燒的熱效率為87%一89%，因此使用專用燃燒器燃用生物質燃料可提高熱效率達47%。也就是說500kg秸稈夠農戶用一個月，若加工為成型燃料，一天用2~ 3kg即可，一年1.5t的秸稈就足夠了。
（二）社會效益分析
1．發展生物質能源，不僅可以保護環境，緩和氣候變化，還能促進農業的可持續發展，是解決“三農”問題的有效途徑。
2．使用生物質能源替代石油、煤炭等傳統能源，可減少原油的進口量，緩解我國對進口原油的依賴，保障國家能源安全。
3．我國勞動力成本低，發展生物質能源比發達國家更具競爭力，將為成千上萬的人創造就業機會。
因此研究、開發、推廣秸稈生物質能源的社會效益亦十分顯著。
（三）生態效益分析
1．成型燃料的主要成份是C-H有機物，燃燒后煙氣中無粒狀C和S02等氣體，主要是C-H揮發氣體，C02為零排放。
2．成型燃料燃燒后固體排放量低于煤，減少了排渣費用和環境污染。成型燃料排放量為總重量的4%一15%，而煤排放為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，無毒無味無危險，可使農戶取消庭院草垛，再無柴草火災隱患。
（四）風險分析
秸稈壓塊機成型燃料生產線中的關鍵技術（固化成型）已得到解決，生產設備的機械加工也沒問題，與國內、國外同類設備相比具有價格低廉的優勢。
秸稈壓塊成型燃料的風險性和不確定因素主要有兩個方面：一是國家的產業政策；二是秸稈原料的價格。秸稈成型燃料所用的原料是秸稈，一旦該技術推廣后原料價格大幅度上漲，則秸稈成型燃料與煤相比便沒有了競爭力。
降低風險的有效措施首先是國家的政策導向，保護環境，焚燒污染嚴重的燃煤鍋爐，禁燒秸稈，大力宣傳、普及推廣環保效益好的生物質鍋爐。在政策上扶持農村從事秸稈成型燃料生產的專業戶，使這項技術盡快推廣，以產生較好的社會、環保和生態效益。其次是對生產工藝參數優化設計，選擇最佳路線，保證生產設備在制造加工過程中的質量和精度，降低壓塊成型的成本。
三、可行性分析
（一）符合國家環保政策
生物質燃燒的灰塵及其他指標的排放比煤低，排灰量僅是標準煤灰量的十分之一。我國多數地區都采取禁燒秸稈的措施，大中城市已基本取締了2t以下的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或電），而清潔燃料成本較高。當秸稈成型機的生產率達到400kg/h．秸稈成型燃料成本為275元/t，售價420元，t，完全可替代煤作為2t以下燃煤鍋爐的燃料。
（二）國家政策支持
為推動我國生物能源、生物材料等生物質產業的技術創新和產業創新，國家發改委決定在2006-2007年實施生物質工程高技術產業化專項。力爭到“十一五”末，生物質產業實現替代1000萬噸石油和節省500萬噸標準煤的發展目標。2006年12月8日，農業部生物質工程中心以及農業部規劃設計研究院博士后科研工作站成立儀式在京舉行，同時在京舉辦了農業生物質工程高層研討會。
（三）秸稈資源豐富
我國農作物播種面積約1億公頃，年產生物質約7億噸。遼寧省就是一個產秸稈的大省，大田種植面積為293萬公頃，水田55萬公頃，按每6.67公頃產50t秸稈(即畝產0.5t)計算，年產秸稈2600t。沈陽有耕地66,67萬公頃，其中玉米等旱田作物36萬公頃，水稻作物15萬公頃，年產秸稈380萬噸。如果充分利用這些生物質資源，將其加工成固體燃料，變廢為寶，將有力地促進農村和農業經濟的發展。
（四）為秸稈綜合利用開辟一條新途徑，是未來可再生能源的一個發展方向。
秸稈的綜合利用包括秸稈粉碎還田、秸稈飼草加工、秸稈的其他加工利用（如利用秸稈制作沼氣、柴油等）。生物質（秸稈）成型燃料足秸稈新能源綜合利用的又一途徑，實現了農村能源的可持續發展，在中國農村、城鎮中實行有著廣闊的應用前景。
四、結論
若以行政村或鎮為基本單位，每個村或鎮建立一個小型或中型秸稈成型燃料加工廠。小型加工廠配一臺成型機，日產成型燃料3·4t，中型加工廠配兩臺成型機，日生產6—8t，可個人投資或村、鎮投資建廠，這樣可有效地減少原料的運輸費用。秸稈在地里自然風干后，加工廠可以收購原料的方式進行生產，農戶也可拿秸稈到加工廠進行加工，加工廠收取一定費用。這樣可使當地農戶親身認識到秸稈深加工的益處，促進秸稈成型燃料技術的推廣。在達到一定示范效果后，以點帶面，進行大規模推廣，使沈陽乃至遼寧省范圍內廢棄秸稈得到充分利用，變廢為寶，保護環境，推動可再生資源發展，服務“三農”，發展我省農村經濟，富通新能源專業生產銷售秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料成型機械設備。
生物質能是指利用生物質生產能源。目前作為能源的生物質主要是指農作物秸稈、林業及木材加工等廢棄物。生物質可以轉化為高效的固體、液體和氣體燃料，用于替代煤炭、石油、天然氣等不可再生能源。生物質能是重要的可再生能源。
我國是農業大國，生物質資源非常豐富，具有開發利用生物質能的良好條件。特別是在我國石油
天然氣等化石能源十分短缺的情況下，開發利用生物質能源對維護我國能源安全、優化結構，緩解我國能源緊張的予盾，促進農村和農業發展，有效解決“三農”問題，建設社會主義新農村，實現農業經濟的可持續發展具有十分重要意義。
此外，加大生物質能的開發利用，對于提高能源利用的效率，減少溫室氣體的排放，保護生態環境同樣具有重大意義。
一、主要技術分析
（一）成型原理
植物細胞中含有纖維素、半纖維素及木素等。木素是具有芳香族特點的結構單位，為丙烷型立體結構高分子化合物，在木草類植物中木素的含量約為14%～25%。木素沒有熔點，但有軟化點，在適當的溫度下(200~ 300℃)會軟化、液化，此時加以一定的壓力使其與纖維素緊密黏接并與相鄰顆粒互相膠結，冷卻后即可固化成型。因此，采用熱壓法成型秸稈燃料可不用任何添加劑、黏接劑，大大降低了加工成本。生物質成型燃料就是利用這一原理以生物質固化成型機經熱擠壓制成的。
（二）技術路線
生物質固化制成燃料的成套設備包括粉碎機、混料機和秸稈顆粒機、木屑顆粒機等生物質成型機。
生物質（秸稈）經自然風干后，由粉碎機粉碎為小于10mm的短莖，一般為4~6mm，呈粉末狀，經混料機加水混合后，達到一定含水率(一般為6% - 10%)的秸稈原料進入到成型機中，經顆粒機等成型機擠壓為成型燃料。
其工藝過程如下圖：
（三）關鍵技術
秸稈生物質（秸稈）制成燃料，成型是整個生產過程的決定性步驟，故成型機的性能決定了產品質量和生產成本。
成型需解決的技術關鍵包括：成型燃料密度的控制；燃料成型溫度的掌握；秸稈適宜含水率范圍的確定；成型機連續運行的安全可靠性。
該項技術即不采用液壓成型原理，也不使用螺旋熱壓成型方式，而是采取磨盤擠壓式成型。液壓成型設備的一次性投入資金過大，需十幾萬元，推廣難度較大。螺旋熱壓式的成型部件螺桿非常易于磨損，頻繁更換易損件耗費人力及財力。磨盤擠壓式成型技術借鑒于秸稈制作飼料的原理，通過對原有的秸稈飼料成型機進行改制，即可制成秸稈燃料成型機，而成型部件——磨盤采用特殊的材質及工藝，其使用壽命至少可達半年。
（四）技術創新性
1．采用磨盤擠壓式成型技術，一次性投入資金少，成型部件使用壽命長。
2．將成型燃料替代煤用于鍋爐供熱。目前已成功研制出用于生物質燃料的鍋爐，并對其燃燒效果進行了試驗測試，燃燒和供熱效果良好。
3．成型燃料燃燒后，煙氣如CO、C02、S02、及NOx的排放均達到國家環保要求。
4．秸稈成型燃料還具有以下特點：
a，密度大，不怕潮，便于運輸和儲存。
b．完全是生物質秸稈壓成，起火快。
c．不含任何黏接劑，成本低，無污染。
d．熱值穩定，耐燒，爐灰僅是標準煤燃料爐灰量的十分之一，回收后是高效農肥。
二、綜合效益及風險分析
（一）經濟效益分析
秸稈固化成型的經濟效益來自子秸稈成型前后每噸秸稈可獲得的凈收益。秸稈成型燃料的生產成本由5部分組成，即原料的收購價、加工費用、投備折舊費、維修費和其他費用。生產成本具體構成如下表。
1t秸稈成型燃料的生產成本為275元^．銷售單價420元，t，利潤145元，t。現階段沈陽農村冬季用煤500元，t左右，因此秸稈成型燃料產業化生產后，可完全替代煤用于農村的做飯及冬季取暖。
農村自制土灶秸稈熱效率為20%～25%，節柴灶熱效率也僅為38%~40%，經我們測算，生物質燃料燃燒的熱效率為87%一89%，因此使用專用燃燒器燃用生物質燃料可提高熱效率達47%。也就是說500kg秸稈夠農戶用一個月，若加工為成型燃料，一天用2~ 3kg即可，一年1.5t的秸稈就足夠了。
（二）社會效益分析
1．發展生物質能源，不僅可以保護環境，緩和氣候變化，還能促進農業的可持續發展，是解決“三農”問題的有效途徑。
2．使用生物質能源替代石油、煤炭等傳統能源，可減少原油的進口量，緩解我國對進口原油的依賴，保障國家能源安全。
3．我國勞動力成本低，發展生物質能源比發達國家更具競爭力，將為成千上萬的人創造就業機會。
因此研究、開發、推廣秸稈生物質能源的社會效益亦十分顯著。
（三）生態效益分析
1．成型燃料的主要成份是C-H有機物，燃燒后煙氣中無粒狀C和S02等氣體，主要是C-H揮發氣體，C02為零排放。
2．成型燃料燃燒后固體排放量低于煤，減少了排渣費用和環境污染。成型燃料排放量為總重量的4%一15%，而煤排放為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，無毒無味無危險，可使農戶取消庭院草垛，再無柴草火災隱患。
（四）風險分析
秸稈壓塊機成型燃料生產線中的關鍵技術（固化成型）已得到解決，生產設備的機械加工也沒問題，與國內、國外同類設備相比具有價格低廉的優勢。
秸稈壓塊成型燃料的風險性和不確定因素主要有兩個方面：一是國家的產業政策；二是秸稈原料的價格。秸稈成型燃料所用的原料是秸稈，一旦該技術推廣后原料價格大幅度上漲，則秸稈成型燃料與煤相比便沒有了競爭力。
降低風險的有效措施首先是國家的政策導向，保護環境，焚燒污染嚴重的燃煤鍋爐，禁燒秸稈，大力宣傳、普及推廣環保效益好的生物質鍋爐。在政策上扶持農村從事秸稈成型燃料生產的專業戶，使這項技術盡快推廣，以產生較好的社會、環保和生態效益。其次是對生產工藝參數優化設計，選擇最佳路線，保證生產設備在制造加工過程中的質量和精度，降低壓塊成型的成本。
三、可行性分析
（一）符合國家環保政策
生物質燃燒的灰塵及其他指標的排放比煤低，排灰量僅是標準煤灰量的十分之一。我國多數地區都采取禁燒秸稈的措施，大中城市已基本取締了2t以下的燃煤鍋爐，改燃清潔燃料（天然氣或電），而清潔燃料成本較高。當秸稈成型機的生產率達到400kg/h．秸稈成型燃料成本為275元/t，售價420元，t，完全可替代煤作為2t以下燃煤鍋爐的燃料。
（二）國家政策支持
為推動我國生物能源、生物材料等生物質產業的技術創新和產業創新，國家發改委決定在2006-2007年實施生物質工程高技術產業化專項。力爭到“十一五”末，生物質產業實現替代1000萬噸石油和節省500萬噸標準煤的發展目標。2006年12月8日，農業部生物質工程中心以及農業部規劃設計研究院博士后科研工作站成立儀式在京舉行，同時在京舉辦了農業生物質工程高層研討會。
（三）秸稈資源豐富
我國農作物播種面積約1億公頃，年產生物質約7億噸。遼寧省就是一個產秸稈的大省，大田種植面積為293萬公頃，水田55萬公頃，按每6.67公頃產50t秸稈(即畝產0.5t)計算，年產秸稈2600t。沈陽有耕地66,67萬公頃，其中玉米等旱田作物36萬公頃，水稻作物15萬公頃，年產秸稈380萬噸。如果充分利用這些生物質資源，將其加工成固體燃料，變廢為寶，將有力地促進農村和農業經濟的發展。
（四）為秸稈綜合利用開辟一條新途徑，是未來可再生能源的一個發展方向。
秸稈的綜合利用包括秸稈粉碎還田、秸稈飼草加工、秸稈的其他加工利用（如利用秸稈制作沼氣、柴油等）。生物質（秸稈）成型燃料足秸稈新能源綜合利用的又一途徑，實現了農村能源的可持續發展，在中國農村、城鎮中實行有著廣闊的應用前景。
四、結論
若以行政村或鎮為基本單位，每個村或鎮建立一個小型或中型秸稈成型燃料加工廠。小型加工廠配一臺成型機，日產成型燃料3·4t，中型加工廠配兩臺成型機，日生產6—8t，可個人投資或村、鎮投資建廠，這樣可有效地減少原料的運輸費用。秸稈在地里自然風干后，加工廠可以收購原料的方式進行生產，農戶也可拿秸稈到加工廠進行加工，加工廠收取一定費用。這樣可使當地農戶親身認識到秸稈深加工的益處，促進秸稈成型燃料技術的推廣。在達到一定示范效果后，以點帶面，進行大規模推廣，使沈陽乃至遼寧省范圍內廢棄秸稈得到充分利用，變廢為寶，保護環境，推動可再生資源發展，服務“三農”，發展我省農村經濟，富通新能源專業生產銷售秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料成型機械設備。
