煤炭、石油不能做霸主了？ 生物质微米燃料能否替代化石能

  　 　　能源界的一场“大逆转”正在悄悄酝酿。一项被称为“微米燃烧”的技术，使古老的秸秆、动物粪便为代表的生物质燃料重获新生，对煤炭、石油这些化石能源的霸主地位形成挑战。 　　自钻木取火以来，秸秆、草木枯叶、动物粪便等生物质燃料，统治了人类能源世界几千年。在工业革命后，煤炭、石油、天然气等化石能源凭借其超过1200℃的燃烧高温，取代了生物质燃料。而如今，其主导地位或将再度被生物质燃料所威胁。只是这一次，生物质燃料换了一种燃烧方式。 　　8月10日，界面新闻记者从华中科技大学生态能源研究所获悉，其已发明一项全新的高温燃烧技术，将生物质直接燃烧的温度提升到超过1400℃，可以满足大多数工业固体燃料的燃烧温度要求。该技术属独创，已获得国家发明专利。 　　“微米燃烧”技术主要采用粉尘爆炸高效燃烧原理，人为地将野草、秸秆等生物质纤维材料切割成为粒径小于250微米的颗粒，简称“微米燃料”，商业名称为“霄”。 　　霄在炉膛的高温作用下，迅速完成从固体燃料到气体燃料的转化，并以气态燃料的形式与空气瞬间完成燃烧，能量瞬间释放，形成高温效应。 　　这几乎改变了人们对生物质燃料的认识。由于生物质平均热值大约为煤的2/3，能量密度比煤低，燃料的燃烧温度与燃料的热值有很大关系。在过去，人们通常认为生物质燃烧温度低的问题难以解决，被化石燃料所取代也在情理之中。 　　燃料的热值只是决定燃烧温度的一个方面。“燃料的"即时能量"对其燃烧温度也有很大影响。”微米燃烧技术发明者、华中科技大学环境科学与工程学院教授肖波向界面新闻记者介绍称，“即时能量”是指燃料的能量在一定燃烧空间和一定时刻所释放的能量强度。 　　肖波解释称，在一定空间的单位时间内，当燃料释放的能量强度越大，热量在一定燃烧空间内聚集的越多，燃烧温度就越高。生物质的特点是容易燃烧的挥发份含量高，燃点低，容易燃烧。 　　纱厂和粮仓粉尘爆炸就是生物质“即时能量”释放的实例。 　　生物质材料通过微米化技术后，不仅解决其生物质固体燃料的高温燃烧问题，而且还解决了生物质的储运和使用的问题。肖波介绍说，在运行过程中，霄可以像流体燃料一样采用管道送入炉膛，容易自动控制加料和燃烧温度，像燃油和燃气一样使用方便。 　　生物质微米燃料在能源效率上已经实现突破。肖波介绍说，根据霄的悬浮气态燃烧特性制造的生物质燃料锅炉，能够和燃气锅炉一样，具有90%的热效率，加上霄97%的高效燃烧效率，霄锅炉的总能源效率可以达到87%，比常规炉排固体锅炉的总能源效率提高30%。 　　肖波说，目前中国共有60万台工业锅炉，约有60%采用燃煤，40%采用天然气和燃油。如果全部改为采用微米燃料锅炉，每年可节约7亿吨标煤和2400亿立方米天然气，可减排二氧化碳18亿吨。 　　可这仅仅是假想。中国热处理学会理事、清华大学教授姚可夫对界面新闻记者表示，微米燃料的发明是生物质能源技术历史性的突破，将结束高温工业生产采用燃煤、燃油和燃气的历史，工业生产可能摆脱完全依赖化石燃料的被动局面。 　　不过他强调，该技术仅仅是有望结束对化石燃料的“完全依赖”，而不是完全取代。 　　“工业规模应用取决于获得生物质微纳米燃料及制造成本的规模，以及相关产业的接受程度。”姚可夫说，这项技术在一定范围内可以获得应用，但目前无法判断其能否获得规模应用。 　　武汉美太康医用材料有限公司（下称美太康）是个应用该技术的公司，这家2012年成立的医学用品公司，在今年4月花费60万元购入了一台耗料4吨/小时的霄锅炉，为生产医用纱布提供蒸汽，“加上附属设施和库存燃料，大约花费了100万元。”美太康总经理高家利告诉界面新闻记者。 　　美太康去年年销售额约4000万元，是一家中等偏小规模的公司，主营产品是医用纱布。 　　界面新闻记者了解到，这台霄锅炉耗料4吨/小时，成本为612元，以运行10小时/天、330天/年计算，霄燃料成本为202万元/年。加上人工成本、水电费、设备折旧、维修管理和税费，预测成本为267万元/年。 　　“引进霄锅炉就是为了降低成本。”高家利说。美太康目前拥有一条医用纱布生产线，年产1.5亿米。使用传统天然气锅炉的燃料成本是600万元/年。 　　尽管如此，生物质微米燃烧技术在规模推广时仍有较大瓶颈。肖波说，目前国家尚未建立生物质能源收集、集运的基础设施，不能实现像化石能源一样大规模、高效率生产、储运，并作为商品能源供给，因此，该技术现阶段的应用只能通过传统简陋方法收集，多数情况下使用的是农林产品加工的下脚料，来源少、价格高，大量剩余农林生物质资源仍在焚烧。 　　“政府可通过建立生物质原料收集、制备、贮运的基础设施，逐步使生物质能源像煤一样便宜易得，形成以生物质微米化为核心技术的生态能源产业链。”肖波说。   　　霄燃料锅炉系统。   　　通过管道，霄可以像流体燃料一样采用管道送入炉膛。   　　霄燃料在锅炉中的燃料温度可以到达1446度，比燃煤炉排工业锅炉高300度，霄燃料的高温保证高的锅炉热效率。   　　霄燃料生产线。