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顆粒燃料

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木顆粒燃料。

顆粒燃料（英語：Pellet fuel）是從生物質壓縮製成的供暖燃料。最常用類型是木顆粒。作為木頭燃料的一種形式，木顆粒通常從鋸木及其他木製品產生的壓實的鋸末或其他廢物製成。[1]其他木本生物質能源包括棕櫚核殼，椰子殼，以及整樹移除或在伐木之後剩餘的樹梢和樹枝等，否則有助於補充土壤養分。[2]還有草類也可以顆粒化，形成草顆粒。顆粒被製造成幾種類型和等級燃料用於發電廠，家庭，和在兩者之間其他應用。[3]顆粒是非常緻密的並可製備低含水量（低於10％），使它們能夠以非常高的燃燒效率被焚燒。[4]

此外，它們的規則的幾何形狀和小尺寸使自動送料能做到非常精細的校準。它們可以通過螺旋推運器進料或由氣動輸送供給到燃燒器。它們的高密度也允許緊湊的存儲和合理的長距離運輸。它們可叢罐車方便地被吹入至在客戶的場所的儲倉或筒倉。[5]

自1993年以來，範圍廣泛的顆粒爐（英語：Pellet stove），中央供暖爐，及其他供暖器具已經被開發和銷售。[來源請求] 隨着2005年以來的化石燃料價格的飆升，對顆粒供暖的需求在歐洲和北美有所增加，並且一個龐大的產業正在興起。據國際能源署的任務40工作組（英語：Task 40），木屑顆粒的生產已由2006年到2010年間增加了一倍，至超過1400萬噸。[6]在2012年的報告中，生物質能資源中心表示，它預計在北美地區木顆粒的生產在未來五年內將會再增加一倍。[7]

生產

在德國一個工廠里顆粒卡車正在被填充。

顆粒被製造是首先把木質材料通過一個錘磨機變成均勻的生麵團狀物質，再被壓縮而成。[8]這些物質被送入壓縮機，在那裏通過模具擠成顆粒，模具通孔具有所需大小的尺寸 （直徑一般為6 毫米，有時8 毫米或更大)。壓縮機的高壓使木材的溫度大大增加，並且木質素略微塑化形成天然「膠水」在它冷卻時把粒料粘一起。

顆粒可以被從草生物質和不含有木質素的其它非木本形式製成：乾燥的酒糟穀粒（一種釀造工業副產品）可以被添加，以提供必要的耐久性。[9]康奈爾大學新聞2005年的新聞報道表明，草顆粒生產在歐洲比北美更先進。它建議作為原料草的好處包括其短生長時間（70天），且易於種植和加工。故事引述學校農業教授傑里查尼，說明草能產生木材的96％熱量，以及「草的任何混合物都可以使用，在中後期夏季切割，留在地里以浸出礦物，然後打包和製成顆粒。製造顆粒的乾草不需要乾燥，使得加工成本小於木顆粒。」[10]

能源產出和效率

木屑顆粒加熱器

木屑顆粒的能源含量大約是4.7 - 5.2兆瓦·時/噸[11][12]（~7450 BTU/磅）。

近年來高效率的木屑顆粒爐（英語：Pellet stove）和鍋爐已經被開發出來，通常提供超過85％的燃燒效率。[13]相對於用液體或氣體為燃料的系統，木屑顆粒鍋爐對於燃燒的速度和存在的控制是有限的；然而，由於這個原因使它們更適合於熱水系統，因為熱水系統有更大的儲存熱量的能力。[來源請求]能夠被改裝成燃油鍋爐的顆粒燃燒器也是存在的。[5]

空氣污染排放

相比較於其他形式的的燃燒加熱器，顆粒燃燒設備排放物如氮氧化物(NOx)，硫氧化物(SOx)和揮發性有機化合物一般都非常低。[14]另外一個考慮，是這樣生產用於製造顆粒的能量所造成空氣污染物排放。一個公認的問題是，細微顆粒物在空氣中的排放，特別是在靠近具有高的濃度顆粒加熱系統或煤或油加熱系統的城市地區。這個較舊的顆粒爐和鍋爐的懸浮粒子PM2.5排放量在近距離內可能會產生問題，尤其是在和天然氣（或可再生的生物氣體）相比較時，儘管在大型安裝靜電除塵器，旋風分離器，袋式除塵器或微粒過濾器在正確維護與操作時是可以控制懸浮粒子PM2.5。[15]

各地區的使用情況

歐洲

歐盟的顆粒燃料使用量（噸）[16]
國家 2013年
英國 4 540 000
丹麥 2 500 000
荷蘭 2 000 000
瑞典 1 650 000
德國 1 600 000
比利時 1 320 000

由於政府法規不同，歐洲各地的使用情況有所不同。在荷蘭，比利時和英國，顆粒主要被用於大型發電廠。在丹麥和瑞典，顆粒被用在大型發電廠，中等規模的區域供熱系統，以及小規模的住宅供熱。在德國，奧地利，意大利和法國，顆粒大多被用於小規模的住宅用熱和工業用熱。[16]

在歐盟，木屑顆粒的最大用戶是英國，丹麥，荷蘭，瑞典，德國和比利時。[16]

瑞典廣泛的使用顆粒燃料，並且瑞典是在歐洲的顆粒燃料的主要生產者，[17]顆粒燃料主要是作為中央供暖系統的一種替代燃料而被廣泛應用。在奧地利，是對顆粒中央暖氣爐領先的市場（相對於其人口），據估計所有新建的家庭取暖爐的2/3是顆粒燃燒器。在意大利，一個自動輸送顆粒燃料的顆粒爐的大市場已經被開發。意大利的顆粒燃料主要用途為小規模的私人住宅和工業鍋爐取暖[18]。

新西蘭

2003年，木顆粒在新西蘭的總銷售量是3-5000噸。在近期建設的新木顆粒廠大幅增加了產能。[19]

美國

有些公司進口歐洲製造的鍋爐。截至2009年，約有80萬美國人使用木屑顆粒的供熱。[14]據估計在2013年，美國將有233萬噸木屑顆粒被用於供熱。[20]

參看

參考資料

  1. ^ What are pellets. Pellet Fuels Institute. [7 November 2011]. （原始內容存檔於2011年11月21日）. 
  2. ^ Wood Pellets from PKS and Coconut Shell. Wood Pellets from PKS and Coconut Shell. [13 January 2013]. （原始內容存檔於2020-07-24）. 
  3. ^ Alakangas, Eija. European pellet standards (PDF). 18 November 2009 [11 December 2011]. （原始內容 (PDF)存檔於2011年12月16日）. 
  4. ^ Manomet Center for Conservation Science. 2010. Biomass sustainability and Carbon Policy Study: Report to the Commonwealth of Massachusetts Department of Energy Resources.[1] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  5. ^ 5.0 5.1 Wood Pellet Central-Heating Solution for Homeowners and Small Industry. MY WOOD PELLET SOLUTION. [30 December 2011]. （原始內容存檔於2012年1月23日）. 
  6. ^ Cocchi, Maurizio. Global Wood Pellet Industry Market and Trade Study (PDF). IEA Task 40. December 2011 [1 June 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2012年4月25日）. 
  7. ^ Frederick, Paul. 2012 VT Wood Chip & Pellet Heating Conference (PDF). Biomass Energy Resource Center. [23 January 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-06-25）. 
  8. ^ Fuller, Ron. Pelleting Process (PDF). University of Illinois. [8 December 2011]. （原始內容 (PDF)存檔於2010-07-18）. 
  9. ^ Steelhammer, Rick. A penchant for pellets. The Charleston Gazette. [11 February 2012]. （原始內容存檔於2014-12-14）. 
  10. ^ 存档副本. [2014-12-14]. （原始內容存檔於2012-08-19）. 
  11. ^ Fuel prices per kWh (excluding VAT). [2014-02-25]. （原始內容存檔於2013-12-03）. 
  12. ^ Sherman, Adam. Pellet Fuel Quality, Delivery, and Storage (PDF). 2012 Vermont Woodchip and Pellet Heating Conference. Biomass Energy Resource Center. 16 January 2012 [23 January 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-06-26）. PFI min std is 8000 BTU/lb => 5.2 MWh/t 
  13. ^ The Case for Pellets (PDF). 2012 VT Wood Chip & Pellet Heating Conference. [23 January 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-01-11）. 
  14. ^ 14.0 14.1 Buyer's guide to pellet- and wood-burning stoves The pros, cons and costs vs. natural gas, oil, and coal. Consumer Reports. August 2009 [8 December 2011]. （原始內容存檔於2014-04-16）. 
  15. ^ BERC at 10 Years & 2011 Annual Report (PDF). Biomass Energy Resource Center. [23 January 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-06-22）. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 Main pellet consumers in Europe. IHB. September 2, 2013 [14 September 2013]. （原始內容存檔於2017-09-15）. 
  17. ^ Selkimäki M., Mola-Yudego, B., Röser D, Prinz R, Sikanen L. Present and future trends in pellet markets, raw materials, and supply logistics in Sweden and Finland. Renewable and Sustainable Energy Reviews (PDF). 2010, 14 (9): 3068–3075. doi:10.1016/j.rser.2010.06.009. 
  18. ^ Main pellet consumers in Europe. IHB (Fordaq S.A.). 3 September 2013 [2016-01-02]. （原始內容存檔於2014-08-08）. 
  19. ^ Nielsen, S; George A. Estcourt and Carolyn J. Hodgson. New Bioenergy options for New Zealand – an evaluation of wood pellet opportunities (PDF). Forest Research. October 2004 [2008-10-17]. （原始內容 (PDF)存檔於2008-10-14）. 
  20. ^ Retka Schill, Sue. PFI conference: Continued growth expected in pellet market. Biomass Magazine. July 31, 2013 [16 September 2013]. （原始內容存檔於2013-08-28）. 

外部連結

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