五、環(huán)境許可原則
這里所指環(huán)境是生態(tài)環(huán)境。如前述我國每年允許秸稈能源化利用的數(shù)量約2億t，如果過量消費(fèi)能源必然帶來還田、飼料等消費(fèi)的減少，這樣就要影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，帶來嚴(yán)重的后果；另外，生物能源工世化生產(chǎn)系統(tǒng)中規(guī)模化儲(chǔ)存技術(shù)是亟待解決的瓶頸，在儲(chǔ)存‘L程化技術(shù)不突破的情況下進(jìn)行規(guī)模化成型燃料生產(chǎn)，就會(huì)出現(xiàn)三個(gè)問題。一是大面積占地；二是嚴(yán)重的安全問題；—是面源污染，風(fēng)吹雨淋使秸稈熱值降低，腐爛釋放出大量甲烷氣體，污染環(huán)境。如果生產(chǎn)環(huán)境條件不具備而簡單上馬，帶來的效益就可能是負(fù)值，是不可持續(xù)的。
六、國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的比較
同外多年來應(yīng)用的成型機(jī)主要有兩類，一類是顆粒燃料成型機(jī)，另-類是棒狀或塊狀成型機(jī)，這兩類成型機(jī)生產(chǎn)的成型燃料的密度都可達(dá)到1.0 g/cm
3以上，顆粒燃料直徑8～12 mm，密度為1.1～1.3 g/cm'3，不同規(guī)格的環(huán)模
顆粒機(jī)是國外顆粒燃料成型機(jī)的主流機(jī)型，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、規(guī)模化，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，全部是木質(zhì)原料，目前全球有近7000萬t的顆粒燃料生產(chǎn)能力。燃爐配套，絕大多數(shù)用于生活取暖，熱水鍋爐等，少數(shù)用十小型發(fā)電。棒型或塊狀成型燃料主要在農(nóng)場應(yīng)用，原料是作物秸稈，絕大多數(shù)是人螺距、大直徑擠壓機(jī)，產(chǎn)品直徑為50～110 mm．也有液壓驅(qū)動(dòng)活塞沖壓式成型機(jī)，設(shè)備已實(shí)現(xiàn)原料收集、裝料、成型，綁捆運(yùn)輸全套機(jī)械化，這類成型機(jī)在國外占生產(chǎn)能力的15%～20%。
國內(nèi)成型機(jī)目前進(jìn)入市場較多的有三類。第一類是顆粒燃料成型機(jī)，我國的這類設(shè)備除進(jìn)口外大多數(shù)是沿用飼料環(huán)模加工設(shè)備，應(yīng)用的細(xì)長加工鉆頭也是進(jìn)口買來的，目前生產(chǎn)技術(shù)沒有新的突破，這類產(chǎn)品原料與國外無大區(qū)別，基本上都是木質(zhì)原料，除用于國內(nèi)城市高檔取暖爐外，其余大都出口。從戰(zhàn)略上講，出口成型燃料對中國這個(gè)能源消耗大國來說是不能提倡的，因?yàn)橛脟鴥?nèi)的鋼鐵和高品位能源生產(chǎn)的綠色能源，生產(chǎn)過程中把污染留下，把中國同樣缺少的潔凈能源出口，然后再進(jìn)口煤炭及其他能源，經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境效益都是不合算的；
目前，中國90%以上的生物質(zhì)成型燃料是利用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源。設(shè)備形式大多是立式環(huán)模成型機(jī)（主軸是垂直設(shè)置的環(huán)磨機(jī)），也有臥式環(huán)模成型機(jī)。成型孔是雙片組合式方孔(30～35) mm、 (35～40) mm，成型孔長度8～14 mm，喂入形式為輥壓式，輥輪轉(zhuǎn)速為50～100 r/min。這是我國的主流設(shè)備，也是中國自己創(chuàng)造的，具有自己獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。因?yàn)橹袊饕纳a(chǎn)原料是秸稈，秸稈是所有生物質(zhì)中含有非金屬氧化物最多的原料，因此加工中磨損最快，也是最難以粉碎、耗能最高的資源，加之我國加工金屬細(xì)小長孔的能力不強(qiáng)，所以未采用秸稈類物質(zhì)生產(chǎn)顆粒的技術(shù)路線，而創(chuàng)造了輥壓式環(huán)磨或平模生物質(zhì)成型技術(shù)。這類燃料因保型段短，每次喂入料量小，因此密度一般小于1g／cm
3，外觀也不太好，但是適用，耗能很低，30 kW/h/t左右。多數(shù)用于戶用生活炊事、取暖燃爐，或熱水鍋爐。第三類是棒狀沖壓式成型機(jī)。這類設(shè)備國內(nèi)外都用于秸稈原料的加工，產(chǎn)品直徑為50～110 mm，密度較大(1～1.3 g/cm3)，維修周期很長2000 h左右，生產(chǎn)率500 kg/h左右，單位耗能70 kW/h／t左右。多用于壁爐取暖、4 t以上熱水鍋爐。國內(nèi)研究較多，有雙向單頭，也有雙向多頭。設(shè)備多用液壓驅(qū)動(dòng)，也有機(jī)械驅(qū)動(dòng)，整體技術(shù)比較成熟，運(yùn)行比較平穩(wěn)。
關(guān)于螺桿類成型機(jī)，中國有兩種用處：一種是加工生物質(zhì)碳化用的木質(zhì)空心棒料，這種產(chǎn)品生產(chǎn)總體不屬于能源范疇（當(dāng)然也有利用碳化過程放出的部分揮發(fā)分作燃料的）；另一種是農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物的“熟料”資源，我國每年生產(chǎn)糠醛、酒糟、醋糟、牛糞等幾千萬噸，在生產(chǎn)廠區(qū)堆積成害，這些原料含熱值較低10 MJ/kg左右，含水分較高，40%左右，國內(nèi)目前生產(chǎn)的大螺距、大直徑多孔螺旋擠壓成型機(jī)適用于這類生物質(zhì)加工，生產(chǎn)率5 t/h以上。但是產(chǎn)品密度很低，一般為0.3～0.5 g/cm
3，遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品需要再晾干脫水。螺桿類成型機(jī)不適合加工秸稈類生物質(zhì)，因?yàn)槌尚吐輻U維修周期近40 h。基于上述情況，螺桿類成型機(jī)沒有列入農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
七、中國技術(shù)路線的確定
根據(jù)上述原則，中國生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展宜采用以下技術(shù)路線：機(jī)械化收集一大段粉碎一濕儲(chǔ)存一立式環(huán)模輥壓塊狀成型一雙燃室分段燃燒小型生物質(zhì)鍋爐、熱風(fēng)爐、取暖爐應(yīng)用。
以農(nóng)作物秸稈為主要原料的塊狀生物質(zhì)成型燃料，即斷面為30 mmX30 mm，直徑為25～35 mm的“壓塊”成型機(jī)（秸稈壓塊機(jī)）是主流機(jī)型，設(shè)備形式以立式環(huán)模為主，其次是圓柱平模機(jī)型；秸稈粉碎機(jī)以切斷為主，不需揉搓；活塞沖壓式成型機(jī)是適于秸稈類原料作成型燃料的加上設(shè)備，產(chǎn)品密度大、外觀質(zhì)量較高，便于商品化經(jīng)營，設(shè)備穩(wěn)定連續(xù)工作性能好，粉碎多用切斷式，耗能低，但其生產(chǎn)率不高。秸稈類原料不宜采用顆粒成型機(jī)加工。
以木質(zhì)生物質(zhì)資源為主要原料的環(huán)模顆粒，也是我國生物質(zhì)成型燃料發(fā)展的重要機(jī)型之一，適用于木質(zhì)原料比較豐富、比較集中的地區(qū)。這種設(shè)備設(shè)計(jì)和工程技術(shù)方面國際上都比較成熟，但我國大型環(huán)模機(jī)械制造能力較差，國產(chǎn)設(shè)備大都套用飼料加工技術(shù)，成型腔表面硬度小于R
c60，用于加工秸稈類成型燃料磨損太快，修復(fù)成本高，顆
粒設(shè)備及產(chǎn)品成本也很高，消費(fèi)市場受經(jīng)濟(jì)因素約束在國內(nèi)發(fā)展不快。作為能源資源出口對國家環(huán)保、經(jīng)濟(jì)并無太多益處。因此在2020年前，如無新的開拓市場的政策支持，很難成為成型燃料的主導(dǎo)產(chǎn)品。
大棒型燃料（直徑50～100 mm）成型機(jī)，無論是液壓驅(qū)動(dòng)，還是機(jī)械驅(qū)動(dòng)都是解決難于加工原料的重要設(shè)備機(jī)型。例如，高纖維棉花稈，東北高寒區(qū)玉米稈，煙稈、亞麻等。粉碎使用大段切割機(jī)，應(yīng)用市場上要是工業(yè)鍋爐及壁爐、暖炕等。
2030年以前，我國生物質(zhì)利用的主要形式是生物質(zhì)成型燃料，生物質(zhì)大中型沼氣和生物質(zhì)汽化技術(shù)。而能夠規(guī)模化利用固體生物質(zhì)秸稈原料、能投比比較高、經(jīng)濟(jì)上合算、適用范圍廣泛、技術(shù)成熟、易于產(chǎn)業(yè)化、便于進(jìn)行市場化運(yùn)作的首選是生物質(zhì)成型燃料。
