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從20世紀(jì)80年代初開始，木屑顆粒和這個(gè)行業(yè)在過去四十年中至少經(jīng)歷了兩個(gè)顯著的增長時(shí)期，從而成為全球固體生物質(zhì)燃料商品。

2023年該行業(yè)似乎將進(jìn)入一個(gè)新的增長和終端用途擴(kuò)張時(shí)期——顆粒3.0。

對(duì)于生物質(zhì)顆粒行業(yè)來說，2023年將是吉祥的一年。這不僅是因?yàn)槎頌鯌?zhàn)爭帶來的能源危機(jī)或歐盟議會(huì)荒謬的初級(jí)木質(zhì)生物質(zhì)(PWB)突發(fā)奇想，而且標(biāo)志著我們今天所知道的全球木屑顆粒行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了25年。2023年，世界各地將舉辦的顆粒專業(yè)活動(dòng)越來越多，也證明了這一點(diǎn)。

對(duì)于那些仍然認(rèn)為生物質(zhì)致密化是某種未經(jīng)證實(shí)的新技術(shù)的人來說，請(qǐng)放心。生物質(zhì)的機(jī)械致密化技術(shù)已經(jīng)存在了大半個(gè)世紀(jì)。

事實(shí)上，自1982年在瑞典舉行燃料顆粒研討會(huì)以來，40年已經(jīng)過去了，這可能是歷史上一個(gè)致力于生物質(zhì)顆粒能源使用的國際活動(dòng)。這也是自第一次世界顆粒大會(huì)(2002年)在瑞典舉辦以來的第20個(gè)年頭。

擁有悠久歷史的年度國際顆?；顒?dòng)包括：瑞典的北歐顆粒會(huì)議，奧地利的歐洲顆粒會(huì)議，英國的Argus生物質(zhì)會(huì)議，日本的CMT生物質(zhì)貿(mào)易&電力會(huì)議， WPAC和USIPA的顆粒會(huì)議分別在加拿大和美國舉行。

在技術(shù)方面，除了VICTAM這樣的國際動(dòng)物飼料活動(dòng)外，2023年還將舉行一些大型全球木材行業(yè)展覽。

在20世紀(jì)30年代，美國Potlatch Mill公司開發(fā)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(yè)中，致密成型技術(shù)一直在工業(yè)規(guī)模上部署，但由于泥炭被歸類為化石燃料，這種技術(shù)幾乎已經(jīng)消失了。

在像巴西和印度這樣的國家，木炭工業(yè)已經(jīng)使用了壓型煤，而可以或正在被制成壓型煤的生物質(zhì)材料的清單每周都在增長——只要問問任何一個(gè)壓型煤技術(shù)提供商就知道了。

第一批工業(yè)規(guī)模工廠的出現(xiàn)始于一次壯觀的慘敗……

20世紀(jì)70年代末，歐洲和北美的森林工業(yè)開始出現(xiàn)用于能源目的的生物質(zhì)顆粒生產(chǎn)項(xiàng)目和工廠。

由于1973年和1979年的石油危機(jī)，木屑顆粒生產(chǎn)的工業(yè)化似乎在20世紀(jì)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(xiàn)場產(chǎn)生了大量的殘留物，如樹皮、鋸末、刨花、切下的廢木材。

根據(jù)1982年顆粒燃料研討會(huì)的文件，據(jù)報(bào)道，在美國有18個(gè)顆粒燃料工廠正在運(yùn)行或正在建設(shè)中。

在瑞典，已經(jīng)確定了70個(gè)項(xiàng)目，但當(dāng)時(shí)只有少數(shù)項(xiàng)目在運(yùn)作。這些殘留物主要存在于紙漿和造紙工業(yè)，使用從泥炭、木炭和動(dòng)物飼料工業(yè)轉(zhuǎn)移來的技術(shù)，從殘留物中生產(chǎn)燃料。

1981年，Mora舉行了重大的奠基儀式，當(dāng)時(shí)被吹捧為歐洲特別大的專用木屑顆粒工廠。Mora顆粒廠設(shè)計(jì)使用森林和鋸木廠的殘留物，并使用罐車分發(fā)顆粒，年產(chǎn)4萬噸(tpa)，于1982年開始運(yùn)營。

由于受到技術(shù)、操作和過多的政治聲望的打擊，它在1985年因?yàn)橐粓鼋鹑趹K敗而關(guān)閉，尤其是對(duì)注入外來資本的Mora來說。幾年后，該工廠的設(shè)備被賣給了另一家顆粒廠。

據(jù)報(bào)道，一個(gè)關(guān)鍵的錯(cuò)誤是商業(yè)計(jì)劃本身——在工廠建成之前，這些顆粒顯然已經(jīng)設(shè)定了固定的價(jià)格。然而，一旦工廠開始生產(chǎn)，實(shí)際的生產(chǎn)成本就大大高于預(yù)期，而生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量又較差，以及借入的數(shù)百萬瑞典克朗用于解決問題，使情況更加惡化。

Mora顆粒的失敗絕不是獨(dú)特的或孤立的，當(dāng)時(shí)有很多這樣的例子。它們?yōu)樽约恨q護(hù)，說這是一個(gè)史無前例的項(xiàng)目，但正如業(yè)內(nèi)任何人都可以證明的那樣，盡管擁有成熟的造粒技術(shù)，但木材造粒遠(yuǎn)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(shù)供應(yīng)商要么又回到了動(dòng)物飼料行業(yè)，要么就直接倒閉了——有人可能會(huì)補(bǔ)充說，這符合適者生存的達(dá)爾文進(jìn)化論。

與此同時(shí)，1982年，Svensk BrikettEnergi AB (SBE)從一開始就做對(duì)了。該公司由Jarl Mared創(chuàng)立，是瑞典第一家開始以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)固體木質(zhì)生物質(zhì)燃料(如蜂窩煤、顆粒和木粉)的公司。

2005年，當(dāng)Jarl Mared從首席執(zhí)行官的職位上退休時(shí)，SCA Bionorr的首席執(zhí)行官Kent Johansson接替了他的職位，公司已經(jīng)發(fā)展到9個(gè)生產(chǎn)基地，其中一個(gè)在拉脫維亞。

該公司現(xiàn)在由Lantm?nnen集團(tuán)全資擁有，是北歐最大的顆粒生產(chǎn)商，共有6家工廠，其中一家位于拉脫維亞，年產(chǎn)約55萬噸。

當(dāng)然，除了加拿大、美國和瑞典之外，其他國家在20世紀(jì)80年代和90年代也有顆粒生產(chǎn)的例子。例如，1982年日本也出現(xiàn)了第一家顆粒廠。

里程碑式的煤到顆粒的轉(zhuǎn)化和裝運(yùn)

從煤到顆粒的工業(yè)應(yīng)用和燃煤電廠轉(zhuǎn)化的發(fā)展來看，1991年是具有里程碑意義的，至少在北歐是這樣。

那時(shí)，Stockholm Energi(現(xiàn)在的Stockholm Exergi)開始考慮改造其位于斯德哥爾摩西北部M?laren湖北岸的燃煤H?sselbyverket熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)工廠。

該公司成為Bionorr初創(chuàng)企業(yè)的大股東。Bionorr是一家年產(chǎn)4萬噸的木屑顆粒廠，位于瑞典東北部波羅的海沿岸H?rnosand。

第一批顆粒于1992年投入使用，1993年由過山車運(yùn)輸?shù)紿?sselbyverket。

到1997年，該廠四臺(tái)100MW機(jī)組中的三臺(tái)被改造，而第四臺(tái)純?nèi)加蛣?dòng)力機(jī)組自1999年以來一直處于“長期保護(hù)”狀態(tài)。

斯德哥爾摩Exergi和斯德哥爾摩市已經(jīng)制定了先進(jìn)的計(jì)劃，一旦計(jì)劃中的L?vsta垃圾燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)工廠投入運(yùn)營，將關(guān)閉H?sselbyverket。這片迷人的湖畔土地將被重新開發(fā)為住宅用途。

Bionorr也仍在運(yùn)營，由SCA Energy AB所有，SCA Energy AB是森林工業(yè)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(jīng)歷了產(chǎn)能擴(kuò)張和環(huán)境改善，目前的產(chǎn)能為18萬噸/年，按歐洲標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)大型工業(yè)規(guī)模的顆粒廠。

H?sselbyverket和Bionorr合資企業(yè)的意義在于，它開創(chuàng)了工業(yè)規(guī)模的顆粒生產(chǎn)、物流(運(yùn)輸、處理和存儲(chǔ))以及顆粒在發(fā)電廠共燃的使用，并證明了在北歐的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。

值得注意的是，瑞典消費(fèi)的所有化石燃料都是進(jìn)口的，1991年對(duì)能源稅收制度進(jìn)行了財(cái)政改革，引入了污染者自付原則(PPP)的三個(gè)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(yùn)輸

從海爾諾桑的Bionorr到斯德哥爾摩的H?sselbywerket，證明了可以使用干散貨船運(yùn)輸顆粒。

雖然這本身是一個(gè)里程碑式的成就，開放了從波羅的海地區(qū)進(jìn)口顆粒的可能性，但1998年標(biāo)志著第二個(gè)決定性的里程碑，第一次跨大西洋運(yùn)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(shí)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(dāng)時(shí)是太平洋生物能源公司(Pacific BioEnergy，他于1994年共同創(chuàng)立的一家顆粒公司)的加拿大交易對(duì)手。

一個(gè)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(dá)?resundkraft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(yùn)輸僅僅發(fā)生在25年前。

全球產(chǎn)業(yè)的增長

可以說，這兩個(gè)具有里程碑意義的事件以及有利的框架政策和激勵(lì)措施，以及隨后的ISO顆粒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，為工業(yè)木屑顆粒行業(yè)的增長和全球化奠定了基礎(chǔ)。

這個(gè)千年的第一個(gè)十年見證了木屑顆粒生產(chǎn)和消費(fèi)的加速。一個(gè)與當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域顆粒生產(chǎn)商同步發(fā)展的行業(yè)，服務(wù)于當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域市場，通常是季節(jié)性住宅供暖市場。

到1998年，Bionorr的產(chǎn)能翻了一番，達(dá)到8萬噸/年。十年后的2008年，當(dāng)佛羅里達(dá)州的Green Circle BioEnergy公司開業(yè)時(shí)，它的標(biāo)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(chǎn)能標(biāo)桿。

Green Circle現(xiàn)在是Enviva (Enviva Cottondale)的一部分，該公司于2015年從JCE集團(tuán)手中收購了該工廠，盡管目前的產(chǎn)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(yè)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(xiàn)有的鋸木廠業(yè)務(wù)相結(jié)合。

這種原料和能源整合的概念似乎已經(jīng)成為歐洲工廠以及美國東北部和加拿大工廠的標(biāo)準(zhǔn)。

2009年，英國德拉克斯電力公司(Drax Power)開始了共燃試驗(yàn)。同年，全球市場情報(bào)和商品價(jià)格評(píng)估提供商阿格斯媒體(Argus Media)推出了工業(yè)木屑顆粒指數(shù)。

2011年，在斯德哥爾摩能源公司(Stockholm Energi)在H?sselbyverket上研究共燃顆粒的可行性20年后，工業(yè)木屑顆粒買家倡議(IWPB)，可持續(xù)生物質(zhì)計(jì)劃(SBP)的前身，開始考慮納入標(biāo)準(zhǔn)化的可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)。

時(shí)間快進(jìn)到今天，結(jié)果顯然是驚人的。

在美國，工業(yè)規(guī)模的顆粒生產(chǎn)現(xiàn)在意味著工廠的年生產(chǎn)能力在40萬噸/年范圍內(nèi)，是命運(yùn)多舛的Mora顆粒廠的10倍，而“Enviva”的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模是80萬噸/年。

全球工業(yè)

Enviva是一個(gè)達(dá)到80萬噸/年標(biāo)稱產(chǎn)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(yùn)往歐洲，再通過太平洋運(yùn)往東南亞，每批貨物的載重量為6萬噸或更多。

?resundetskraft仍然使用一些進(jìn)口顆粒，盡管貨物往往來自波羅的海對(duì)岸，而不是大西洋對(duì)岸，而太平洋生物能源公司(PacBio)在去年早些時(shí)候認(rèn)輸了。

根據(jù)2022年世界顆粒數(shù)據(jù)，有1179家生物質(zhì)顆粒工廠的裝機(jī)容量為10,000噸/年或更多，并在2021年投入運(yùn)營。它們分布在62個(gè)國家，年裝機(jī)容量合計(jì)近6660萬噸。

值得注意的是，在這一裝機(jī)容量中，有2140萬噸是通過ENplus認(rèn)證的設(shè)施，可滿足住宅和商業(yè)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(rèn)證，因?yàn)檫@兩個(gè)國家的工廠在2022年4月被暫停認(rèn)證。

為清楚起見，應(yīng)說明安裝或標(biāo)稱產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能并不相同。此外，有數(shù)百家(如果不是數(shù)千家的話)的顆粒廠標(biāo)稱產(chǎn)能低于10,000噸/年，通常在小型和中型企業(yè)中發(fā)現(xiàn)，如細(xì)木工、櫥柜制造商和小型鋸木廠，這些企業(yè)將工藝殘留物用于自己的廢物管理和加熱目的或供應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌觥?/p>

美國和加拿大的年產(chǎn)能加起來估計(jì)有150萬噸，但沒有給出工廠的數(shù)量，而日本2004年有18座工廠在運(yùn)營，年產(chǎn)能加起來可能有2萬噸。

包括當(dāng)時(shí)尚未上市但正在運(yùn)營的小型顆粒廠在內(nèi)，2004年在28個(gè)國家約有250-300家正在運(yùn)營的顆粒廠，總裝機(jī)容量約為630萬噸/年，少數(shù)工廠超過10萬噸/年。

工業(yè)“驕傲者”的出現(xiàn)

在短短十多年的時(shí)間里，像英國德拉克斯集團(tuán)(Drax Group)這樣的巨頭已經(jīng)發(fā)展成為木屑顆粒消費(fèi)者。它不僅將所有四個(gè)600MWe機(jī)組從煤炭轉(zhuǎn)換為木屑顆粒，而且還開發(fā)了港口卸貨、裝卸和鐵路物流，包括定制的軌道車和存儲(chǔ)設(shè)施，以服務(wù)于北約克郡的發(fā)電站。

Drax還成為全球第二大木屑顆粒生產(chǎn)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(xiàn)有投資組合增加了大量產(chǎn)能。

愛沙尼亞控股的Graanul Invest是歐洲最大的顆粒生產(chǎn)商，在收購了已倒閉的德國顆粒公司的一項(xiàng)美國資產(chǎn)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(chǎn)設(shè)施中有生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)工廠，但它也有雄心將比利時(shí)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(qū)，還有其他幾個(gè)不同規(guī)模的工業(yè)“驕傲者”的類似故事。

改善健康和安全

必須指出的是，我們?cè)谶@一過程中取得了技術(shù)進(jìn)步、運(yùn)營改進(jìn)、能源效率提高和環(huán)境足跡降低，同時(shí)還制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行政協(xié)調(diào)工作，促進(jìn)了貿(mào)易。

重要的是，在運(yùn)營健康和安全方面，特別是在火災(zāi)和灰塵方面，整個(gè)價(jià)值鏈都吸取了一些慘痛的教訓(xùn)。

在這方面，加拿大木屑顆粒協(xié)會(huì)(WPAC)和瑞典RISE研究所在為包括家庭在內(nèi)的整個(gè)價(jià)值鏈開發(fā)最佳實(shí)踐方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位，值得贊揚(yáng)。

2023年將轉(zhuǎn)向顆粒3.0？

從20世紀(jì)80年代初開始，木屑顆粒行業(yè)在過去四十年中經(jīng)歷了至少兩個(gè)顯著的平行增長期——顆粒1.0和顆粒2.0——成為具有本地、區(qū)域和國際影響力和規(guī)模的全球固體生物質(zhì)燃料商品——住宅、商業(yè)和公用事業(yè)。

2023年行業(yè)將迎來一個(gè)新的增長和終端用途擴(kuò)張時(shí)期——顆粒3.0（Pellets 3.0）。

到2050年，這個(gè)行業(yè)將會(huì)是什么樣子，每個(gè)人都有自己的猜測(cè)，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(qū)的木纖維產(chǎn)業(yè)鏈尚未開花結(jié)果，似乎可能會(huì)有許多“Enviva”規(guī)模的工廠誕生，盡管不一定是Enviva，但迄今為止，Enviva的業(yè)務(wù)仍停留在美國東南部和墨西哥灣沿岸；

生物質(zhì)顆粒（不僅僅是木材）將繼續(xù)在其他工業(yè)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(yè)（如水泥、化學(xué)品和先進(jìn)生物燃料）的原料；

生物質(zhì)顆粒將在新興經(jīng)濟(jì)體的清潔烹飪市場中占有相當(dāng)大的份額。在這里，規(guī)模經(jīng)濟(jì)似乎與分散的村莊規(guī)模生產(chǎn)和消費(fèi)背道而馳；

作為技術(shù)的致密化將在其他具有有機(jī)和無機(jī)廢物流的行業(yè)中發(fā)現(xiàn)越來越多的工業(yè)應(yīng)用，如沼氣、廢水處理和廢物管理/回收，其中（致密化材料的）用途可能是能源，也可能不是能源。

原文來自：國際生物質(zhì)能雜志 51生物質(zhì)顆粒交易網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合