爐具網訊：從20世紀80年代初開始，木屑顆粒和這個行業在過去四十年中至少經歷了兩個顯著的增長時期，從而成為全球固體生物質燃料商品。2023年該行業似乎將進入一個新的增長和終端用途擴張時期——顆粒3.0。
對于生物質顆粒行業來說，2023年將是吉祥的一年。這不僅是因為俄烏戰爭帶來的能源危機或歐盟議會荒謬的初級木質生物質(PWB)突發奇想，而且標志著我們今天所知道的全球木屑顆粒行業已經出現了25年。2023年，世界各地將舉辦的顆粒專業活動越來越多，也證明了這一點。
對于那些仍然認為生物質致密化是某種未經證實的新技術的人來說，請放心。生物質的機械致密化技術已經存在了大半個世紀。
事實上，自1982年在瑞典舉行燃料顆粒研討會以來，40年已經過去了，這可能是歷史上第一個致力于生物質顆粒能源使用的國際活動。這也是自第一次世界顆粒大會(2002年)在瑞典舉辦以來的第20個年頭。
擁有悠久歷史的年度國際顆粒活動包括：瑞典的北歐顆粒會議，奧地利的歐洲顆粒會議，英國的Argus生物質會議，日本的CMT生物質貿易&電力會議， WPAC和USIPA的顆粒會議分別在加拿大和美國舉行。
在技術方面，除了VICTAM這樣的國際動物飼料活動外，2023年還將舉行一些大型全球木材行業展覽，如德國的LIGNA。
經過充分驗證的技術
一系列生物質原料壓縮成的蜂窩煤。
在20世紀30年代，美國Potlatch Mill公司開發了“壓原木”來使鋸木廠的殘留物更加致密。幾十年來，在白俄羅斯、愛沙尼亞、芬蘭、愛爾蘭和瑞典的泥炭工業中，致密成型技術一直在工業規模上部署，但由于泥炭被歸類為化石燃料，這種技術幾乎已經消失了。
在像巴西和印度這樣的國家，木炭工業已經使用了壓型煤，而可以或正在被制成壓型煤的生物質材料的清單每周都在增長——只要問問任何一個壓型煤技術提供商就知道了。
用于職業培訓目的，完全可操作的臺式制粒機。
另一方面，顆粒化技術實際上在動物飼料領域已經存在了一段時間。根據擴展的定義，動物飼料顆粒也是一種致密生物質的形式，這些生物質“燃料”的歸宿是有羽毛和皮革的牲畜或魚類的胃而不是鍋爐。
同樣，也有許多因素需要考慮——飼料配方、營養添加劑和衛生，僅舉幾例。
事實上，在各自的技術中，兩個最響亮的名字——Amandus Kahl(平面模具)和CPM-加利福尼亞顆粒廠(環形模具)——分別于1925年和1931年開始為動物飼料行業提供顆粒解決方案。
可以說，今天市場上大多數(如果不是所有)主要的生物質顆粒解決方案提供商都可以將他們的技術或業務起點追溯到動物飼料行業，在許多情況下，這一產業已經有五六十年的歷史了。
第一批工業規模工廠的出現始于一次壯觀的慘敗……
20世紀70年代末，歐洲和北美的森林工業開始出現用于能源目的的生物質顆粒生產項目和工廠。
由于1973年和1979年的石油危機，木屑顆粒生產的工業化似乎在20世紀80年代初就開始了。許多鋸木廠、紙漿廠和造紙廠使用煤或石油作為燃料，但在現場產生了大量的殘留物，如樹皮、鋸末、刨花、切下的廢木材。
根據1982年顆粒燃料研討會的文件，據報道，在美國有18個生物質顆粒燃料工廠正在運行或正在建設中。
在瑞典，已經確定了70個項目，但當時只有少數項目在運作。這些殘留物主要存在于紙漿和造紙工業，使用從泥炭、木炭和動物飼料工業轉移來的技術，從殘留物中生產燃料。
1981年，Mora舉行了重大的奠基儀式，當時被吹捧為歐洲最大的專用木屑顆粒工廠。Mora顆粒廠設計使用森林和鋸木廠的殘留物，并使用罐車分發顆粒，年產4萬噸(tpa)，于1982年開始運營。
由于受到技術、操作和過多的政治聲望的打擊，它在1985年因為一場金融慘敗而關閉，尤其是對注入外來資本的Mora來說。幾年后，該工廠的設備被賣給了另一家顆粒廠。
據報道，一個關鍵的錯誤是商業計劃本身——在工廠建成之前，這些顆粒顯然已經設定了固定的價格。然而，一旦工廠開始生產，實際的生產成本就大大高于預期，而生產出來的產品質量又較差，以及借入的數百萬瑞典克朗用于解決問題，使情況更加惡化。
一次巨大的成功
Mora顆粒的失敗絕不是獨特的或孤立的，當時有很多這樣的例子。它們為自己辯護，說這是一個史無前例的項目，但正如業內任何人都可以證明的那樣，盡管擁有成熟的造粒技術，但木材造粒遠非想象中那么簡單。
多年來，幾家嘗試將木材制成顆粒的技術供應商要么又回到了動物飼料行業，要么就直接倒閉了——有人可能會補充說，這符合適者生存的達爾文進化論。
Lantmännen集團Norberg/Insjön綜合工廠每年生產約13萬噸顆粒、木粉、床上顆粒，每年提供24GWh的區域供熱。
與此同時，1982年，Svensk BrikettEnergi AB (SBE)從一開始就做對了。該公司由Jarl Mared創立，是瑞典第一家開始以工業規模生產固體木質生物質燃料(如蜂窩煤、顆粒和木粉)的公司。
2005年，當Jarl Mared從首席執行官的職位上退休時，SCA Bionorr的首席執行官Kent Johansson接替了他的職位，公司已經發展到9個生產基地，其中一個在拉脫維亞。
該公司現在由Lantmännen集團全資擁有，是北歐最大的顆粒生產商，共有6家工廠，其中一家位于拉脫維亞，年產約55萬噸。
當然，除了加拿大、美國和瑞典之外，其他國家在20世紀80年代和90年代也有顆粒生產的例子。例如，1982年日本也出現了第一家生物質顆粒廠。
里程碑式的煤到顆粒的轉化和裝運
從煤到顆粒的工業應用和燃煤電廠轉化的發展來看，1991年是具有里程碑意義的，至少在北歐是這樣。
斯德哥爾摩能源公司(Stockholm Exergi)的Hässelbyverket熱電聯產(CHP)工廠位于海濱，于1959年作為燃煤電廠首次投入使用，自1997年以來一直使用木屑顆粒。
那時，Stockholm Energi(現在的Stockholm Exergi)開始考慮改造其位于斯德哥爾摩西北部Mälaren湖北岸的燃煤Hässelbyverket熱電聯產(CHP)工廠。
該公司成為Bionorr初創企業的大股東。Bionorr是一家年產4萬噸的木屑顆粒廠，位于瑞典東北部波羅的海沿岸Härnosand。
第一批顆粒于1992年投入使用，1993年由過山車運輸到Hässelbyverket。
到1997年，該廠四臺100MW機組中的三臺被改造，而第四臺純燃油動力機組自1999年以來一直處于“長期保護”狀態。
SCA能源公司的Bionorr顆粒廠于1992年投入使用，位于瑞典Härnosand，是一家現代化的年產18萬噸木屑顆粒廠(圖片由Juliana Yondt提供)。
斯德哥爾摩Exergi和斯德哥爾摩市已經制定了先進的計劃，一旦計劃中的Lövsta垃圾燃燒熱電聯產工廠投入運營，將關閉Hässelbyverket。這片迷人的湖畔土地將被重新開發為住宅用途。
Bionorr也仍在運營，由SCA Energy AB所有，SCA Energy AB是森林工業巨頭SCA的子公司，也是原始投資者之一。從那以后，該顆粒廠經歷了產能擴張和環境改善，目前的產能為18萬噸/年，按歐洲標準是一個大型工業規模的顆粒廠。
Hässelbyverket和Bionorr合資企業的意義在于，它開創了工業規模的顆粒生產、物流(運輸、處理和存儲)以及顆粒在發電廠共燃的使用，并證明了在北歐的技術和經濟可行性。
值得注意的是，瑞典消費的所有化石燃料都是進口的，1991年對能源稅收制度進行了財政改革，引入了污染者自付原則(PPP)的三個組成部分——二氧化碳稅(CO2)、二氧化硫稅(SOx)和氮氧化合物稅(NOx)。
具有里程碑意義的跨大西洋顆粒運輸
從海爾諾桑的Bionorr到斯德哥爾摩的Hässelbywerket，證明了可以使用干散貨船運輸顆粒。
雖然這本身是一個里程碑式的成就，開放了從波羅的海地區進口顆粒的可能性，但1998年標志著第二個決定性的里程碑，第一次跨大西洋運輸木屑顆粒，從加拿大到瑞典。
這意味著更大的體積，更長的距離和更長的時間跨度。
FutureMetric的約翰·斯瓦恩(John Swaan)講述了“如何、誰和為什么”的背景故事，他當時是太平洋生物能源公司(Pacific BioEnergy，他于1994年共同創立的一家顆粒公司)的加拿大交易對手。
一個很短的版本是在1998年2月19日，“Mandarin Moon”裝載著15,000噸顆粒駛出英屬哥倫比亞的魯珀特王子港(Prince Rupert, BC)，并于1998年4月6日抵達Öresundkraft在瑞典赫爾辛堡的CHP工廠。
換句話說，這批具有里程碑意義的貨物運輸僅僅發生在25年前。
全球產業的增長
可以說，這兩個具有里程碑意義的事件以及有利的框架政策和激勵措施，以及隨后的ISO顆粒質量標準化，為工業木屑顆粒行業的增長和全球化奠定了基礎。
這個千年的第一個十年見證了木屑顆粒生產和消費的加速。一個與當地和區域顆粒生產商同步發展的行業，服務于當地和區域市場，通常是季節性住宅供暖市場。
2008年5月，在瑞典Jönköping舉行的2008年世界生物能源大會上，Green Circle BioEnergy在《國際生物能源》第32期上刊登了一則廣告。
到1998年，Bionorr的產能翻了一番，達到8萬噸/年。十年后的2008年，當佛羅里達州的Green Circle BioEnergy公司開業時，它的標稱是每年56萬噸，這意味著世界上最大的顆粒廠超過了每年50萬噸的產能標桿。
Green Circle現在是Enviva (Enviva Cottondale)的一部分，該公司于2015年從JCE集團手中收購了該工廠，盡管目前的產能為75萬噸/年，但早已將“世界最大”的頭銜讓給了其他Enviva工廠。
2008年，全球林業巨頭斯道拉恩索(Stora Enso)在瑞典、俄羅斯和捷克共和國投資了首批五家顆粒廠，這些工廠都與現有的鋸木廠業務相結合。
這種原料和能源整合的概念似乎已經成為歐洲工廠以及美國東北部和加拿大工廠的標準。
2009年，英國德拉克斯電力公司(Drax Power)開始了共燃試驗。同年，全球市場情報和商品價格評估提供商阿格斯媒體(Argus Media)推出了工業木屑顆粒指數。
2011年，在斯德哥爾摩能源公司(Stockholm Energi)在Hässelbyverket上研究共燃顆粒的可行性20年后，工業木屑顆粒買家倡議(IWPB)，可持續生物質計劃(SBP)的前身，開始考慮納入標準化的可持續性標準。
時間快進到今天，結果顯然是驚人的。
Enviva在喬治亞州的一家規模化工業木屑顆粒廠。
在美國，工業規模的顆粒生產現在意味著工廠的年生產能力在40萬噸/年范圍內，是命運多舛的Mora顆粒廠的10倍，而“Enviva”的標準規模是80萬噸/年。
全球工業
Enviva是第一個達到80萬噸/年標稱產量的公司。
今天，北美的貨物通過巴拿馬大小的船只跨大西洋運往歐洲，再通過太平洋運往東南亞，每批貨物的載重量為6萬噸或更多。
Öresundetskraft仍然使用一些進口顆粒，盡管貨物往往來自波羅的海對岸，而不是大西洋對岸，而太平洋生物能源公司(PacBio)在去年早些時候認輸了。
2021年全球生物質顆粒地圖。
根據2022年世界顆粒數據，有1179家生物質顆粒工廠的裝機容量為10,000噸/年或更多，并在2021年投入運營。它們分布在62個國家，年裝機容量合計近6660萬噸。
值得注意的是，在這一裝機容量中，有2140萬噸是通過ENplus認證的設施，可滿足住宅和商業部門的需求。
除白俄羅斯和俄羅斯的工廠外，共有465家工廠獲得了ENplus認證，因為這兩個國家的工廠在2022年4月被暫停認證。
為清楚起見，應說明安裝或標稱產能與實際產能并不相同。此外，有數百家(如果不是數千家的話)的顆粒廠標稱產能低于10,000噸/年，通常在小型和中型企業中發現，如細木工、櫥柜制造商和小型鋸木廠，這些企業將工藝殘留物用于自己的廢物管理和加熱目的或供應當地市場。
“2004年顆粒地圖”于2004年12月推出，是第一張包含瑞典以外地區顆粒生產的地圖。與2004年之前的版本相比，第一次收錄了瑞典以外的數據，列出了195家工廠，其中包括年產能達10,000噸的工廠。總共收錄了25個歐洲國家的工廠，估計裝機容量約為480萬噸。
美國和加拿大的年產能加起來估計有150萬噸，但沒有給出工廠的數量，而日本2004年有18座工廠在運營，年產能加起來可能有2萬噸。
包括當時尚未上市但正在運營的小型顆粒廠在內，2004年在28個國家約有250-300家正在運營的顆粒廠，總裝機容量約為630萬噸/年，少數工廠超過10萬噸/年。
工業“驕傲者”的出現
在英國明漢港的鐵路終點站logtermEC出現了工業“驕傲者”Drax軌道車。
在短短十多年的時間里，像英國德拉克斯集團(Drax Group)這樣的巨頭已經發展成為最大的木屑顆粒消費者。它不僅將所有四個600MWe機組從煤炭轉換為木屑顆粒，而且還開發了港口卸貨、裝卸和鐵路物流，包括定制的軌道車和存儲設施，以服務于北約克郡的發電站。
Drax還成為全球第二大木屑顆粒生產商，尤其是通過收購加拿大Pinnacle可再生能源公司，這為其在美國的現有投資組合增加了大量產能。
愛沙尼亞顆粒生產商Graanul Invest通過子公司收購了一艘散貨船(圖片由Graanul Invest提供)。
愛沙尼亞控股的Graanul Invest是歐洲最大的顆粒生產商，在收購了已倒閉的德國顆粒公司的一項美國資產后，該公司目前全球排名第三，并首次收購了自己的一艘貨船。
盡管Graanul在其生產設施中有生物質熱電聯產工廠，但它也有雄心將比利時蘭格洛(Langerlo)的燃煤電廠改造成顆粒電廠。
在亞洲、歐洲、北美以及最近的加勒比地區，還有其他幾個不同規模的工業“驕傲者”的類似故事。
改善健康和安全
必須指出的是，我們在這一過程中取得了技術進步、運營改進、能源效率提高和環境足跡降低，同時還制定了行業標準和行政協調工作，促進了貿易。
最重要的是，在運營健康和安全方面，特別是在火災和灰塵方面，整個價值鏈都吸取了一些慘痛的教訓。
在這方面，加拿大木屑顆粒協會(WPAC)和瑞典RISE研究所在為包括家庭在內的整個價值鏈開發最佳實踐方面處于行業領先地位，值得贊揚。
2023年將轉向顆粒3.0？
專用的散裝顆粒運輸卡車。約80%的RZ顆粒由散裝卡車吹送至半徑100公里范圍內的客戶。
從20世紀80年代初開始，木屑顆粒行業在過去四十年中經歷了至少兩個顯著的平行增長期——顆粒1.0和顆粒2.0——成為具有本地、區域和國際影響力和規模的全球固體生物質燃料商品——住宅、商業和公用事業。
2023年行業將迎來一個新的增長和終端用途擴張時期——顆粒3.0（Pellets 3.0）。
到2050年，這個行業將會是什么樣子，每個人都有自己的猜測，但在未來幾年，有一些事情似乎是合理的：
-非洲、亞洲和南美洲其他地區的木纖維產業鏈尚未開花結果，似乎可能會有許多“Enviva”規模的工廠誕生，盡管不一定是Enviva，但迄今為止，Enviva的業務仍停留在美國東南部和墨西哥灣沿岸；
-生物質顆粒（不僅僅是木材）將繼續在其他工業最終用途中找到一席之地，無論是作為燃料還是作為難以減排的碳密集型行業（如水泥、化學品和先進生物燃料）的原料；
-生物質顆粒將在新興經濟體的清潔烹飪市場中占有相當大的份額。在這里，規模經濟似乎與分散的村莊規模生產和消費背道而馳；
-作為技術的致密化將在其他具有有機和無機廢物流的行業中發現越來越多的工業應用，如沼氣、廢水處理和廢物管理/回收，其中（致密化材料的）最終用途可能是能源，也可能不是能源。
2023年生物質顆粒會議時間表
本月(2023年1月)晚些時候，首先是新成立的歐洲顆粒論壇（EPF），該論壇將與中歐生物質會議一起在奧地利格拉茨舉行首次會議。由歐洲顆粒理事會（EPC）發起，這一首要版本由奧地利顆粒協會proPellets組織，其理念是由國家顆粒協會輪流組織和主辦這一年度活動。
兩周后的2月初，一年一度的北歐佩萊會議將在瑞典哥德堡舉行。有了考察之旅的選擇，我們應該再看看從化石燃料到顆粒燃料的市政和工業供熱應用。
接下來的一周，CMT的歐洲生物質貿易與電力公司將穿過厄勒海峽前往丹麥哥本哈根，一些工業顆粒生產商、貿易商和公用事業終端用戶將在那里出現。
3月初，作為世界可持續能源日（WSED）的一部分，它將返回奧地利和威爾士參加一年一度的歐洲佩萊會議。與以往一樣，這是一個由主題演講人和對未來研發的深入了解組成的活動。
然后在4月中旬，在英國倫敦舉辦一年一度的Argus生物質大會，這是歐洲大型的工業規模生產、公用事業消費和顆粒船載交易會議。
5月上旬，在中國杭州將舉行第六屆中國生物質能大會暨展覽會（CBC），這是中國目前唯一一個針對生物質顆粒燃料、供熱和發電的專題研討會。我們將看到當地一些代表性企業的出席。
5月中旬，CMT在東京的生物質顆粒貿易與電力公司（Biomass Pellets Trade&Power）從歐洲轉移到日本，除工業顆粒外，還包括棕櫚仁殼（PKS）等區域生物質來源，以及日本即將上市的所謂“黑色顆粒”。
繼續向東前往美國，前往德克薩斯州奧斯汀，參加6月初舉行的顆粒燃料研究所（PFI）年度會議，如果北美的住宅和商業空間供暖和燒烤顆粒是您的選擇，那么這里將是您的理想之地。
2023年下半年，WPAC AGM&Conference將于9月下旬在加拿大首都渥太華舉行。
接下來，美國工業顆粒協會（USIPA）年度出口顆粒大會將于10月初在佛羅里達州邁阿密海灘舉行，具體日程尚未宣布。
（原文來自：國際生物質能雜志51生物質顆粒交易網、新能源網綜合）
原標題：【深入】奔向顆粒3.0！生物質顆粒燃料全史
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