对于生物质颗粒行业来说,2023年将是吉祥的一年。这不仅是因为俄乌战争带来的能源危机或欧盟议会荒谬的初级木质生物质(PWB)突发奇想,而且标志着我们今天所知道的全球木屑颗粒行业已经出现了25年。2023年,世界各地将举办的颗粒专业活动越来越多,也证明了这一点。
对于那些仍然认为生物质致密化是某种未经证实的新技术的人来说,请放心。生物质的机械致密化技术已经存在了大半个世纪。
事实上,自1982年在瑞典举行燃料颗粒研讨会以来,40年已经过去了,这可能是历史上第一个致力于生物质颗粒能源使用的国际活动。这也是自第一次世界颗粒大会(2002年)在瑞典举办以来的第20个年头。
拥有悠久历史的年度国际颗粒活动包括:瑞典的北欧颗粒会议,奥地利的欧洲颗粒会议,英国的Argus生物质会议,日本的CMT生物质贸易&电力会议, WPAC和USIPA的颗粒会议分别在加拿大和美国举行。
在技术方面,除了VICTAM这样的国际动物饲料活动外,2023年还将举行一些大型全球木材行业展览,如德国的LIGNA。
经过充分验证的技术
一系列生物质原料压缩成的蜂窝煤。
在20世纪30年代,美国Potlatch Mill公司开发了“压原木”来使锯木厂的残留物更加致密。几十年来,在白俄罗斯、爱沙尼亚、芬兰、爱尔兰和瑞典的泥炭工业中,致密成型技术一直在工业规模上部署,但由于泥炭被归类为化石燃料,这种技术几乎已经消失了。
在像巴西和印度这样的国家,木炭工业已经使用了压型煤,而可以或正在被制成压型煤的生物质材料的清单每周都在增长——只要问问任何一个压型煤技术提供商就知道了。
用于职业培训目的,完全可操作的台式制粒机。
另一方面,颗粒化技术实际上在动物饲料领域已经存在了一段时间。根据扩展的定义,动物饲料颗粒也是一种致密生物质的形式,这些生物质“燃料”的归宿是有羽毛和皮革的牲畜或鱼类的胃而不是锅炉。
同样,也有许多因素需要考虑——饲料配方、营养添加剂和卫生,仅举几例。
事实上,在各自的技术中,两个最响亮的名字——Amandus Kahl(平面模具)和CPM-加利福尼亚颗粒厂(环形模具)——分别于1925年和1931年开始为动物饲料行业提供颗粒解决方案。
可以说,今天市场上大多数(如果不是所有)主要的生物质颗粒解决方案提供商都可以将他们的技术或业务起点追溯到动物饲料行业,在许多情况下,这一产业已经有五六十年的历史了。
第一批工业规模工厂的出现始于一次壮观的惨败……
20世纪70年代末,欧洲和北美的森林工业开始出现用于能源目的的生物质颗粒生产项目和工厂。
由于1973年和1979年的石油危机,木屑颗粒生产的工业化似乎在20世纪80年代初就开始了。许多锯木厂、纸浆厂和造纸厂使用煤或石油作为燃料,但在现场产生了大量的残留物,如树皮、锯末、刨花、切下的废木材。
根据1982年颗粒燃料研讨会的文件,据报道,在美国有18个颗粒燃料工厂正在运行或正在建设中。
1982年宣传Mora颗粒作为新燃料的小册子(图片由Birger Nylén/FaluKurien提供)。
在瑞典,已经确定了70个项目,但当时只有少数项目在运作。这些残留物主要存在于纸浆和造纸工业,使用从泥炭、木炭和动物饲料工业转移来的技术,从残留物中生产燃料。
1981年,Mora举行了重大的奠基仪式,当时被吹捧为欧洲最大的专用木屑颗粒工厂。Mora颗粒厂设计使用森林和锯木厂的残留物,并使用罐车分发颗粒,年产4万吨(tpa),于1982年开始运营。
由于受到技术、操作和过多的政治声望的打击,它在1985年因为一场金融惨败而关闭,尤其是对注入外来资本的Mora来说。几年后,该工厂的设备被卖给了另一家颗粒厂。
据报道,一个关键的错误是商业计划本身——在工厂建成之前,这些颗粒显然已经设定了固定的价格。然而,一旦工厂开始生产,实际的生产成本就大大高于预期,而生产出来的产品质量又较差,以及借入的数百万瑞典克朗用于解决问题,使情况更加恶化。
…和一次巨大的成功
Mora颗粒的失败绝不是独特的或孤立的,当时有很多这样的例子。它们为自己辩护,说这是一个史无前例的项目,但正如业内任何人都可以证明的那样,尽管拥有成熟的造粒技术,但木材造粒远非想象中那么简单。 多年来,几家尝试将木材制成颗粒的技术供应商要么又回到了动物饲料行业,要么就直接倒闭了——有人可能会补充说,这符合适者生存的达尔文进化论。
Lantm?nnen集团Norberg/Insj?n综合工厂每年生产约13万吨颗粒、木粉、床上颗粒,每年提供24GWh的区域供热(图片由Scandbio提供)。
与此同时,1982年,Svensk BrikettEnergi AB (SBE)从一开始就做对了。该公司由Jarl Mared创立,是瑞典第一家开始以工业规模生产固体木质生物质燃料(如蜂窝煤、颗粒和木粉)的公司。
2005年,当Jarl Mared从首席执行官的职位上退休时,SCA Bionorr的首席执行官Kent Johansson接替了他的职位,公司已经发展到9个生产基地,其中一个在拉脱维亚。
该公司现在由Lantm?nnen集团全资拥有,是北欧最大的颗粒生产商,共有6家工厂,其中一家位于拉脱维亚,年产约55万吨。
当然,除了加拿大、美国和瑞典之外,其他国家在20世纪80年代和90年代也有颗粒生产的例子。例如,1982年日本也出现了第一家颗粒厂。
里程碑式的煤到颗粒的转化和装运
从煤到颗粒的工业应用和燃煤电厂转化的发展来看,1991年是具有里程碑意义的,至少在北欧是这样。
斯德哥尔摩能源公司(Stockholm Exergi)的H?sselbyverket热电联产(CHP)工厂位于海滨,于1959年作为燃煤电厂首次投入使用,自1997年以来一直使用木屑颗粒(图片由Holger Ellgaard提供)。
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