新的白皮書討論了先進“黑色”顆粒的潛力
2021-07-26
FutureMetrics LLC于7月5日發(fā)布了一份新的白皮書，討論了與“黑”木屑顆粒相關的市場挑戰(zhàn)，并說明了新的創(chuàng)新是如何使這種2.0版本的顆粒燃料獲得市場份額的。
該白皮書由FutureMetrics總裁William Strauss和FutureMetrics高級技術專家Laurenz Schmidt聯(lián)合撰寫，一開始描述了1.0版本的白色木屑顆粒和2.0版本的黑色木屑顆粒——通過熱解設備（生物質(zhì)氣化爐）低溫炭化獲得炭化料并壓縮成型的顆粒燃料。
兩人寫道，傳統(tǒng)白色顆粒的特性幾十年來基本沒有什么改變。盡管白色顆粒的制造技術經(jīng)歷了漸進性的改進，產(chǎn)生了更好的工藝可靠性和一致性，改善了工廠的安全性，并降低了每噸顆粒的轉(zhuǎn)換成本，Struss和Schmidt強調(diào)，最終產(chǎn)品其實與40年前沒有什么本質(zhì)區(qū)別。
他們寫道：“這令人驚訝，因為要將白色顆粒用作大型公用事業(yè)發(fā)電站的低碳燃料，必須應對一些固有的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括無法承受接觸水和塵埃爆炸的可能性。”Strauss和Schmidt寫道：“將于2021年運輸?shù)?300萬噸工業(yè)白色木顆粒需要保持干燥，在處理時需要強大的粉塵管理(吸入和過濾)系統(tǒng)。”他們指出，克服這些挑戰(zhàn)的措施需要巨大的資金成本。
根據(jù)這篇論文，干式儲存基礎設施的成本約占發(fā)電站從煤炭轉(zhuǎn)換為顆粒燃料所需的改造總成本的一半。
另外，黑色顆粒在接觸水時不會失去其完整性，具有更高的體積和能量密度，導致更低的物流成本，并與現(xiàn)有的燃料粉磨機更兼容。Strauss和Schmidt寫道：“更高的體積和能量密度，以及更好的可磨性，使得燃煤電廠的燃料供給和燃燒器系統(tǒng)所需的改造更少，以便使用顆粒燃料來替代煤炭。”
目前有兩種主要的技術途徑來獲得先進的黑顆粒：烘烤(torrefaction)和蒸汽爆炸(steam explosion)。據(jù)Strauss和Schmidt說，這些先進的顆粒未能獲得市場份額的最普遍的原因是，生產(chǎn)黑色顆粒的兩種技術成本太高，導致它們無法與白色顆粒競爭。
他們寫道：“黑色顆粒的主要成本挑戰(zhàn)在于：在熱反應過程中，固體質(zhì)量會有顯著損失，導致原料初始熱值的能量損失。”然而，有一種解決固體質(zhì)量和能量損失成本的方法。“解決辦法是從這些損失過程中獲得價值，”他們繼續(xù)說。“蒸汽爆炸和烘焙反應中產(chǎn)生的化合物的市場價值遠大于它們作為烘干機燃料的熱值。”
論文的結論是，顆粒行業(yè)未來的強勁增長將在一定程度上取決于降低電站改造和燃料本身的成本。“先進的熱處理（生物質(zhì)氣化爐低溫炭化工藝）顆粒(黑顆粒)可以提供顯著優(yōu)勢，來降低資金成本和縮短改造現(xiàn)有煤粉發(fā)電廠所需的時間，”Strauss和Schmidt寫道。
