從20世紀80年代初開(kāi)始，木屑顆粒和這個(gè)行業(yè)在過(guò)去四十年中至少經(jīng)歷了兩個(gè)顯著(zhù)的增長(cháng)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(cháng)和終端用途擴張時(shí)期——顆粒3.0。

對于生物質(zhì)顆粒行業(yè)來(lái)說(shuō)，2023年將是吉祥的一年。這不僅是因為俄烏戰爭帶來(lái)的能源危機或歐盟議會(huì )荒謬的初級木質(zhì)生物質(zhì)(PWB)突發(fā)奇想，而且標志著(zhù)我們今天所知道的全球木屑顆粒行業(yè)已經(jīng)出現了25年。2023年，世界各地將舉辦的顆粒專(zhuān)業(yè)活動(dòng)越來(lái)越多，也證明了這一點(diǎn)。

對于那些仍然認為生物質(zhì)致密化是某種未經(jīng)證實(shí)的新技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，請放心。生物質(zhì)的機械致密化技術(shù)已經(jīng)存在了大半個(gè)世紀。

事實(shí)上，自1982年在瑞典舉行燃料顆粒研討會(huì )以來(lái)，40年已經(jīng)過(guò)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(lái)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30年代，美國Potlatch Mill公司開(kāi)發(fā)了“壓原木”來(lái)使鋸木廠(chǎng)的殘留物更加致密。幾十年來(lái)，在白俄羅斯、愛(ài)沙尼亞、芬蘭、愛(ài)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)規模上部署，但由于泥炭被歸類(lèi)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(cháng)——只要問(wèn)問(wèn)任何一個(gè)壓型煤技術(shù)提供商就知道了。

第一批工業(yè)規模工廠(chǎng)的出現始于一次壯觀(guān)的慘敗……

20世紀70年代末，歐洲和北美的森林工業(yè)開(kāi)始出現用于能源目的的生物質(zhì)顆粒生產(chǎn)項目和工廠(chǎng)。

由于1973年和1979年的石油危機，木屑顆粒生產(chǎn)的工業(yè)化似乎在20世紀80年代初就開(kāi)始了。許多鋸木廠(chǎng)、紙漿廠(chǎng)和造紙廠(chǎng)使用煤或石油作為燃料，但在現場(chǎng)產(chǎn)生了大量的殘留物，如樹(shù)皮、鋸末、刨花、切下的廢木材。

根據1982年顆粒燃料研討會(huì )的文件，據報道，在美國有18個(gè)顆粒燃料工廠(chǎng)正在運行或正在建設中。

在瑞典，已經(jīng)確定了70個(gè)項目，但當時(shí)只有少數項目在運作。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)轉移來(lái)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，當時(shí)被吹捧為歐洲特別大的專(zhuān)用木屑顆粒工廠(chǎng)。Mora顆粒廠(chǎng)設計使用森林和鋸木廠(chǎng)的殘留物，并使用罐車(chē)分發(fā)顆粒，年產(chǎn)4萬(wàn)噸(tpa)，于1982年開(kāi)始運營(yíng)。

由于受到技術(shù)、操作和過(guò)多的政治聲望的打擊，它在1985年因為一場(chǎng)金融慘敗而關(guān)閉，尤其是對注入外來(lái)資本的Mora來(lái)說(shuō)。幾年后，該工廠(chǎng)的設備被賣(mài)給了另一家顆粒廠(chǎng)。

據報道，一個(gè)關(guān)鍵的錯誤是商業(yè)計劃本身——在工廠(chǎng)建成之前，這些顆粒顯然已經(jīng)設定了固定的價(jià)格。然而，一旦工廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)，實(shí)際的生產(chǎn)成本就大大高于預期，而生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量又較差，以及借入的數百萬(wàn)瑞典克朗用于解決問(wèn)題，使情況更加惡化。

Mora顆粒的失敗絕不是獨特的或孤立的，當時(shí)有很多這樣的例子。它們?yōu)樽约恨q護，說(shuō)這是一個(gè)史無(wú)前例的項目，但正如業(yè)內任何人都可以證明的那樣，盡管擁有成熟的造粒技術(shù)，但木材造粒遠非想象中那么簡(jiǎn)單。

多年來(lái)，幾家嘗試將木材制成顆粒的技術(shù)供應商要么又回到了動(dòng)物飼料行業(yè)，要么就直接倒閉了——有人可能會(huì )補充說(shuō)，這符合適者生存的達爾文進(jìn)化論。

與此同時(shí)，1982年，Svensk BrikettEnergi AB (SBE)從一開(kāi)始就做對了。該公司由Jarl Mared創(chuàng )立，是瑞典第一家開(kāi)始以工業(yè)規模生產(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Jarl Mared從首席執行官的職位上退休時(shí)，SCA Bionorr的首席執行官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。

該公司現在由Lantm?nnen集團全資擁有，是北歐最大的顆粒生產(chǎn)商，共有6家工廠(chǎng)，其中一家位于拉脫維亞，年產(chǎn)約55萬(wàn)噸。

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

里程碑式的煤到顆粒的轉化和裝運

從煤到顆粒的工業(yè)應用和燃煤電廠(chǎng)轉化的發(fā)展來(lái)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(現在的Stockholm Exergi)開(kāi)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(chǎng)。

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(wàn)噸的木屑顆粒廠(chǎng)，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(guò)山車(chē)運輸到H?sselbyverket。

到1997年，該廠(chǎng)四臺100MW機組中的三臺被改造，而第四臺純燃油動(dòng)力機組自1999年以來(lái)一直處于“長(cháng)期保護”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)的計劃，一旦計劃中的L?vsta垃圾燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)工廠(chǎng)投入運營(yíng)，將關(guān)閉H?sselbyverket。這片迷人的湖畔土地將被重新開(kāi)發(fā)為住宅用途。

Bionorr也仍在運營(yíng)，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(chǎng)經(jīng)歷了產(chǎn)能擴張和環(huán)境改善，目前的產(chǎn)能為18萬(wàn)噸/年，按歐洲標準是一個(gè)大型工業(yè)規模的顆粒廠(chǎng)。

H?sselbyverket和Bionorr合資企業(yè)的意義在于，它開(kāi)創(chuàng )了工業(yè)規模的顆粒生產(chǎn)、物流(運輸、處理和存儲)以及顆粒在發(fā)電廠(chǎng)共燃的使用，并證明了在北歐的技術(shù)和經(jīng)濟可行性。

值得注意的是，瑞典消費的所有化石燃料都是進(jìn)口的，1991年對能源稅收制度進(jìn)行了財政改革，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輸顆粒。

雖然這本身是一個(gè)里程碑式的成就，開(kāi)放了從波羅的海地區進(jìn)口顆粒的可能性，但1998年標志著(zhù)第二個(gè)決定性的里程碑，第一次跨大西洋運輸木屑顆粒，從加拿大到瑞典。

這意味著(zhù)更大的體積，更長(cháng)的距離和更長(cháng)的時(shí)間跨度。

FutureMetric的約翰·斯瓦恩(John Swaan)講述了“如何、誰(shuí)和為什么”的背景故事，他當時(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)的加拿大交易對手。

一個(gè)很短的版本是在1998年2月19日，“Mandarin Moon”裝載著(zhù)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?resundkraft在瑞典赫爾辛堡的CHP工廠(chǎng)。

換句話(huà)說(shuō)，這批具有里程碑意義的貨物運輸僅僅發(fā)生在25年前。

全球產(chǎn)業(yè)的增長(cháng)

可以說(shuō)，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措施，以及隨后的ISO顆粒質(zhì)量標準化，為工業(yè)木屑顆粒行業(yè)的增長(cháng)和全球化奠定了基礎。

這個(gè)千年的第一個(gè)十年見(jiàn)證了木屑顆粒生產(chǎn)和消費的加速。一個(gè)與當地和區域顆粒生產(chǎn)商同步發(fā)展的行業(yè)，服務(wù)于當地和區域市場(chǎng)，通常是季節性住宅供暖市場(chǎng)。

到1998年，Bionorr的產(chǎn)能翻了一番，達到8萬(wàn)噸/年。十年后的2008年，當佛羅里達州的Green Circle BioEnergy公司開(kāi)業(yè)時(shí)，它的標稱(chēng)是每年56萬(wàn)噸，這意味著(zhù)世界上最大的顆粒廠(chǎng)超過(guò)了每年50萬(wàn)噸的產(chǎn)能標桿。

Green Circle現在是Enviva (Enviva Cottondale)的一部分，該公司于2015年從JCE集團手中收購了該工廠(chǎng)，盡管目前的產(chǎn)能為75萬(wàn)噸/年，但早已將“世界最大”的頭銜讓給了其他Enviva工廠(chǎng)。

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(chǎng)，這些工廠(chǎng)都與現有的鋸木廠(chǎng)業(yè)務(wù)相結合。

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

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

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(mǎi)家倡議(IWPB)，可持續生物質(zhì)計劃(SBP)的前身，開(kāi)始考慮納入標準化的可持續性標準。

時(shí)間快進(jìn)到今天，結果顯然是驚人的。

在美國，工業(yè)規模的顆粒生產(chǎn)現在意味著(zhù)工廠(chǎng)的年生產(chǎn)能力在40萬(wàn)噸/年范圍內，是命運多舛的Mora顆粒廠(chǎng)的10倍，而“Enviva”的標準規模是80萬(wàn)噸/年。

全球工業(yè)

Enviva是一個(gè)達到80萬(wàn)噸/年標稱(chēng)產(chǎn)量的公司。

今天，北美的貨物通過(guò)巴拿馬大小的船只跨大西洋運往歐洲，再通過(guò)太平洋運往東南亞，每批貨物的載重量為6萬(wàn)噸或更多。

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

根據2022年世界顆粒數據，有1179家生物質(zhì)顆粒工廠(chǎng)的裝機容量為10,000噸/年或更多，并在2021年投入運營(yíng)。它們分布在62個(gè)國家，年裝機容量合計近6660萬(wàn)噸。

值得注意的是，在這一裝機容量中，有2140萬(wàn)噸是通過(guò)ENplus認證的設施，可滿(mǎn)足住宅和商業(yè)部門(mén)的需求。

除白俄羅斯和俄羅斯的工廠(chǎng)外，共有465家工廠(chǎng)獲得了ENplus認證，因為這兩個(gè)國家的工廠(chǎng)在2022年4月被暫停認證。

為清楚起見(jiàn)，應說(shuō)明安裝或標稱(chēng)產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能并不相同。此外，有數百家(如果不是數千家的話(huà))的顆粒廠(chǎng)標稱(chēng)產(chǎn)能低于10,000噸/年，通常在小型和中型企業(yè)中發(fā)現，如細木工、櫥柜制造商和小型鋸木廠(chǎng)，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當地市場(chǎng)。

美國和加拿大的年產(chǎn)能加起來(lái)估計有150萬(wàn)噸，但沒(méi)有給出工廠(chǎng)的數量，而日本2004年有18座工廠(chǎng)在運營(yíng)，年產(chǎn)能加起來(lái)可能有2萬(wàn)噸。

包括當時(shí)尚未上市但正在運營(yíng)的小型顆粒廠(chǎng)在內，2004年在28個(gè)國家約有250-300家正在運營(yíng)的顆粒廠(chǎng)，總裝機容量約為630萬(wàn)噸/年，少數工廠(chǎng)超過(guò)10萬(wàn)噸/年。

工業(yè)“驕傲者”的出現

在短短十多年的時(shí)間里，像英國德拉克斯集團(Drax Group)這樣的巨頭已經(jīng)發(fā)展成為木屑顆粒消費者。它不僅將所有四個(gè)600MWe機組從煤炭轉換為木屑顆粒，而且還開(kāi)發(fā)了港口卸貨、裝卸和鐵路物流，包括定制的軌道車(chē)和存儲設施，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(guò)收購加拿大Pinnacle可再生能源公司，這為其在美國的現有投資組合增加了大量產(chǎn)能。

愛(ài)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)設施中有生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)工廠(chǎng)，但它也有雄心將比利時(shí)蘭格洛(Langerlo)的燃煤電廠(chǎng)改造成顆粒電廠(chǎng)。

在亞洲、歐洲、北美以及最近的加勒比地區，還有其他幾個(gè)不同規模的工業(yè)“驕傲者”的類(lèi)似故事。

改善健康和安全

必須指出的是，我們在這一過(guò)程中取得了技術(shù)進(jìn)步、運營(yíng)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)標準和行政協(xié)調工作，促進(jìn)了貿易。

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

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的整個(gè)價(jià)值鏈開(kāi)發(fā)最佳實(shí)踐方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位，值得贊揚。

2023年將轉向顆粒3.0？

從20世紀80年代初開(kāi)始，木屑顆粒行業(yè)在過(guò)去四十年中經(jīng)歷了至少兩個(gè)顯著(zhù)的平行增長(cháng)期——顆粒1.0和顆粒2.0——成為具有本地、區域和國際影響力和規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(lái)一個(gè)新的增長(cháng)和終端用途擴張時(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，但在未來(lái)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的木纖維產(chǎn)業(yè)鏈尚未開(kāi)花結果，似乎可能會(huì )有許多“Enviva”規模的工廠(chǎng)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）將繼續在其他工業(yè)最終用途中找到一席之地，無(wú)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)濟體的清潔烹飪市場(chǎng)中占有相當大的份額。在這里，規模經(jīng)濟似乎與分散的村莊規模生產(chǎn)和消費背道而馳；

作為技術(shù)的致密化將在其他具有有機和無(wú)機廢物流的行業(yè)中發(fā)現越來(lái)越多的工業(yè)應用，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(lái)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