(1)林木生物質固體成型燃料與循環經濟
第一,經濟效益和社會效益。林木生物質固體成型燃料是以林木質資源、林木加工廢棄物(鋸末、刨花等)為原料,在高溫高壓或常溫高壓條件下將粉碎的林木質顆粒壓縮成高密度、高熱值、儲存方便的燃料。它作為清潔性的可再生能源,完全可以應用到工業和日常生活用能中去,尤其適合于廣大農村地區的農民生活和生產用能,因為薪柴、秸桿和煤炭仍然是農民生活中最為常用的燃料。而林木生物質固體成型燃料與農村常規能源(薪柴、秸桿、煤炭)相比,不論是在燃燒熱值、燃燒效率上,還是在儲運便利程度、燃燒污染程度上都要略勝一籌,富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機專業壓制固體生物質成型燃料。
從燃燒熱值上看,林木質固體成型燃料熱值與薪柴相同,均保持在3500-5000大卡/kg,但由于薪柴來源樹種不同使得具體熱值有所差異。農村生活用煤熱值一般保持在3000-5000大卡/kg,秸桿熱值最低;從燃燒效率上看,由于目前在廣大農村地區仍然以傳統方式對秸桿和薪柴直燃做飯和取暖,這使得燃料效率較低,通常不會高于20%(王瑩,2007)。相對而言,林木質固體燃料的燃料效率可以超過90%,比生活用煤的燃燒效率還要高;從儲存便利程度上看,林木質固體燃料是通過物理的轉化方式將較為松散的、能量密度較低的原料加工形成的高能量密度的塊狀固體燃料,它具有能量密度高、體積小、儲存方便的特點,如比較常見的木質煤和木質炭產品,可以像常規煤炭產品一樣在不同區域間進行市場交易,它們對農村地區的秸桿、生活用煤能夠形成強有力的替代。秸桿、薪柴等傳統生物質資源分布較為松散、運輸困難、儲存也需要占用較大空間;從燃料污染程度上看,林木質固體燃料屬于可再生能源,燃料效率高,幾乎不會產生S02,污染程度較低。農村生活能源消費中50%以上的來源于秸稈、薪柴的低效率直接燃燒,還有部分依靠煤炭提供,它們已經成為農村C02、S02等污染物排放的主要來源,直接影響農民的生活質量安全。
因此,林木生物質固體燃料的推廣與使用,一方面可以節約農村勞動力為收集薪柴而付出的時間,優化農村勞動力結構;另一方面又可以節約農民的能源消費支出,間接增加農民收入。隨著林木生物質能源開發利用規模的加大,將會延伸林業產業鏈,帶動二、三產業的發展,加速農村產業結構的調整,增加農民就業機會和致富渠道。待林木生物質能源終端產品成熟走向市場之后,必然像沼氣一樣給農民帶來實實在在的效益。以沼氣為例,目前推廣的“豬一沼一菜”、“豬一沼一魚”、“豬一沼一稻”等循環農業生態模式,就帶動了生產水泥、砂石、密封涂料建筑建材業等行業的發展。戶用沼氣池在廣大農村的推廣與應用,使生產沼氣用具和沼氣設備的工業企業、農副產品深加工、物流、科技服務等行業都迅速發展起來。目前,戶用新型沼氣池全年可節省2000kg薪柴或節煤100kg,可節支300元,節電200KW.h,電費節支I50元;在生產投資方面,戶用沼氣池一年生產的沼肥相當于50kg硫酸銨、40kg過磷酸鈣和15kg氯化鉀,化肥節支300元;沼液預防和防治病蟲害,農藥節支50元。僅農民的生活、生產的開支,使用沼氣的農戶每年可節省開支800元左右,相當于農民的純收入,這筆資金又可以用于擴大再生產(張穎,2009)。
第二,生態效益。首先,加工林木生物質固體成型燃料需要大量的原料資源,為了保證持續的原料供給,各地區將會根據立地條件和氣候條件適當發展薪炭林、能源林,特別是利用我國荒山荒地、沙區、鹽堿地等宜林地區培育具有較好外部性經濟性的能源林、薪炭林,這在無形中加快了這些地區造林綠化的速度,提高了森林資源覆蓋率,有效地促進了植被恢復,促進了生態系統的修復與改善。其次,林木質固體成型燃料在廣大農村地區的推廣與使用,能夠減少秸桿、薪柴等資源的消耗,間接降低了農民上山砍伐薪柴的次數,保護了植被,減少了水土流失。使得農作物秸桿等傳統生物質資源能夠有更大的空間進行循環再利用,經濟系統可以更加和諧的融入到自然生態系統的物質循環過程中,因為秸桿中含有豐富的氮、磷、鉀等元素和有機質,順利還田可以增強土壤肥力。最后,經過固化成型的林木質燃料可以繼續進行深加工,如可以加工生產機制木炭,它可以對天然木炭形成有效的替代;炭中不含致癌物質,適合食品熏烤;通過對木質炭進行二次活化加工,可以生產出合格的工業活性炭,用于冶金還原物和滲碳劑:作為吸附劑可以在環保工業發揮效用;炭粉一方面可以施田來提高地溫、地力和防病蟲害,一方面可以生產各種型炭,成本較低,具有很強的市場競爭力。
(2)生物質液態燃料與循環經濟
生物質液態燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油,目前它們是對常規化石能源實現有效替代的可再生能源產品。它作為可再生能源的重要組成部分,在其生產開發利用過程中,它并非是完全不污染環境的,它同樣面臨許多難題。
在燃料乙醇生產過程中,受獲取信息的限制這里以紅薯制乙醇為例進行分析。如用紅薯制取燃料乙醇,由于紅薯自身有果膠含量,在給后續的“三廢”處理帶來一定的難度。此外,在其生產過程中還會產生廢渣酒糟,如果不及時加以處理的話,就會腐敗變質,既浪費了資源,又嚴重污染了周圍的環境。酒糟具有極高的營養價值,它不僅含有豐富的蛋白質和18種氨基酸,還含有豐富的磷、鉀等無機元素及戊糖、總糖和脂肪等成分。利用酒糟能生產有機肥料,發酵有機肥的含氮量達3%,含磷量1%,有機質含量超過70%,各項指標均符(如薯類、高粱等)合國家標準。酒糟與無機氮磷肥聯合施用可提高土壤的肥力,增加土壤的保蓄水分的能力,可以增加小麥的產量。利用酒糟還可以進行厭氧發酵生產沼氣,酒糟中營養物質含量豐富,只是pH偏低,對其進行適當的處理,則可避害興利,如可進行厭氧發酵,進行資源化處置,實現循環經濟。
生物柴油是一種優質的石化柴油替代品,在其生產過程中會產生副產物丙三醇(甘油),隨著生物柴油的規模化發展,甘油的合理利用成為生物柴油產業發展的關鍵問題之一,因為少量的溶解于生物柴油中的甘油將會使與之接觸的橡膠零件如橡膠膜、密封圈、燃油管等逐漸降解。但對粗甘油的有效再利用則有利于降低生物柴油的生產成本和解決環境污染問題。粗甘油可以通過相應工藝路線轉化為1,3丙二醇、環氧氯丙烷、乳酸、聚羥基脂肪酸脂、氫、二羥基丙酮和1,2.丙二醇等具有市場前景的高附加值產品。經過磷酸中和得到甘油半成品,再經過乙醇結晶、分子間蒸餾得到高純度的醫藥級甘油產品。副產物通過合理利用,市場前景發展廣闊,既節約了資源,又避免了環境污染。
在循環經濟理論指導下進行的林木生物質能源開發利用,將有效避免其生產過程中由于工藝設備條件等原因造成的再污染,能夠充分利用有限的資源,降低工農業的生產成本,符合我國可持續發展的要求,是人與自然和諧共生的生態經濟模式的重要體現。
富通新能源不但生產銷售壓制生物質成型燃料的木屑顆粒機、鋸末制粒機設備,而且還大量銷售楊木木屑生物質顆粒燃料。