新的白皮書討論了先進(jìn)“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(guān)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(shù)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(shè)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(shù)經(jīng)歷了漸進(jìn)性的改進(jìn)，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(qiáng)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(yīng)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(yùn)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(qiáng)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(chǔ)設(shè)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(dǎo)致更低的物流成本，并與現(xiàn)有的燃料粉磨機(jī)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(shù)途徑來獲得先進(jìn)的黑顆粒：烘烤(torrefaction)和蒸汽爆炸(steam explosion)。據(jù)Strauss和Schmidt說，這些先進(jìn)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(shù)成本太高，導(dǎo)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(yīng)過程中，固體質(zhì)量會有顯著損失，導(dǎo)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(yīng)中產(chǎn)生的化合物的市場價值遠(yuǎn)大于它們作為烘干機(jī)燃料的熱值。”
論文的結(jié)論是，顆粒行業(yè)未來的強(qiáng)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(jìn)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。
