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我国生物质颗粒机行业研究
我国生物质颗粒机行业研究
1、行业发展概况
(1)生物质能源行业发展概况
秸秆等生物质原料在施加一定的外部压力的作用下,由于物料间以及物料和模辊间的相互摩
擦,物料达到一定温度,再加上木质素的黏结作用,使植物体变得致密均匀,当取消外部压力后,
由于纤维分子之间的相互缠绕,一般不能恢复原来的结构和形状,冷却以后强度增加,成为成型
燃料。
生物质颗粒燃料通常是指由经过粉碎的固体生物质原料通过成型机的压缩成为圆柱形的生
物质固体成型燃料,直径≤25mm,长径比≤4,常见直径尺寸有6、8、10mm。
成型颗粒燃料密度
明显增大,体积明显缩小,便于运输和贮存;同时,体积小,与空气接触面积大,利于燃烧;规
格一致,便于实现自动化输送和燃烧;可作为工业锅炉、住宅区供暖及户用炊事、取暖的燃料。
近年来,随着新能源产业的不断发展,秸秆能源化利用得到了高度重视,国家相继出台了一
系列鼓励和支持相关产业发展的政策法规。
在这些政策法规的鼓励和支持下,国内生物质固体成
型燃料产业蓬勃发展。
国内生物质固体成型燃料主要用作农村居民户用炊事、取暖、住宅区取暖、
工业锅炉以及发电厂等的燃料,可减少一次能源的损耗,增加生态效益;减少温室气体排放,增
加环境效益;为农民增收,增加社会效益。
中国作为农业大国,农作物秸秆的产量逐年提高,农
作物秸秆的处理一度曾经成为新农村建设为棘手的问题,乱弃乱放焚烧秸秆不但浪费了资源污染
了环境,还造成了一系列的社会问题。
有国家政策的强有力后盾,实施秸秆的深加工项目,发展
秸秆饲料、秸秆煤炭、秸秆建材等绿色饲料、绿色燃料、绿色建材。
解决了秸秆简单处理带来的
后患,又寻找到了新的创业增收项目。
随着国家能源战略定位的确定,中国生物质能的开发利用将带来新一轮的发展契机。
在我国
能源消费结构转型、经济发展转型,大力提倡节能减排、资源综合利用的背景下,污染重、一次
性消费的能源将逐步被无污染或轻污染、可再生式的能源代替。
因此,生物质能源行业的未来发
展前景广阔,符合国家发展方向,顺应人与自然和谐发展的趋势。
(2)生物质颗粒机行业发展概况
生物质能真正意义上得到政府的重视是在2006年,在国家能源局、农业部、中科院的规划和
指导下,2007年《生物质能“十一五”发展规划》出炉。
同年国企巨头中粮集团、中石油、中石
化、中海油等纷纷重资投入生物质能源的开发,其中2007年中石油与国家林业局的合作,被业内
专家称为标志着我国生物质能源开发迈出实质性的第一步。
生物质颗粒机也正是在2006年应运
而生。
随着我国社会的快速发展,新型生物颗粒燃料生产线设备作为一款环保再生能源的产品机械
市场销量高涨,生物质制粒机既创造了经济效益又带来了环保效益。
近年来,我国能源燃料资源
越用越少,所以国家迫切要求一种新型的节能燃料来代替它。
生物质制粒机生产不加任何添加剂
做出环保无毒的生物质燃料,为我国国民经济如农业、工业、民用行业等多行业带来了新的能源
供给方式。
目前,国外的很多企业生产的颗粒成型设备技术已经日趋成熟,像德国SALMATEC公司的
MAXIMA模块化设计的制粒机,可适应多种原料,生产率高达30,000kg/h;奥地利ANDRITZ公
司生产的Feed&Bio-fuel系列颗粒机,轧辊可以快速、简单、准确的滚动调整,模孔尺寸通常的
范围从1.5~9.5mm,颗粒模具可达约90mm厚。
此外ANDRITZ公司针对每道工序或完整工艺
生产线采用全自动控制系统,确保成型颗粒质量的同时,符合成本效益。
模块化设计的控制系统,
范围从业务职能的基本控制到整个工艺生产线,包括先进的电脑控制、秤、粉碎机、搅拌机、挤
压机、烘干机、制粒机、冷却器和涂层机等。
国外生物质颗粒设备制造已经比较规范,但成本较
高,同等生产能力的设备是国内的5—10倍。
经过多年的研究与试验,国内部分成型设备及其配套产品发展成熟。
如农业部规划设计研究
院的生物质制粒设备,整机传动部分选用瑞士、日本高品质轴承,确保传动高效、稳定、噪声低,
采用国际先进的真空护热处理制造工艺加工而成的合金钢环模,使用寿命长,且适用范围广,可
将玉米秸秆、棉花秸秆、花生壳以及木屑等多种燃料制粒成型;江苏牧羊集团生产的MUZL系列制
粒机,采用双马达同步齿形带分步骤传动系统及独特三压辊经典设计,布料均匀,产量高,噪音
低,环模技术可加工最小颗粒孔径1.2mm;MZLH508JG高效率制粒机,采用国际先进的设备和工艺加工制造的合金钢环模,使用寿命长,特制喂料机构,进料均匀可靠,专为压制各种秸秆颗粒燃料而设计。
从环保方面来说,现在行业内的生物质制粒机及成套的生物质颗粒生产线在原有工艺上都有
所改进,在生产中加入环保装置,减少对农林环境的污染,同时也利用了被人忽视的农林废料。
生物质制粒机及成套的生物质颗粒生产线的出现为我国农业废弃物再造新能源开创了先例,同时
也为能源可持续发展发挥作用,不仅造福人民,而且改善我们的生存环境。
根据农业部、国家发展改革委、财政部、住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部2016年8月发布的《关于推
进农业废弃物资源化利用试点的方案》,据估算,我国每年产生秸秆近9亿吨,未利用的约2亿
吨,这些未实现资源化利用无害化处理的农业废弃物量大面广、乱堆乱放、随意焚烧,给城乡生
态环境造成了严重影响,也造成国家大量资源的浪费。
生物质固体成型主要分为模辊挤压、螺旋挤压和活塞冲压等方式。
其中,螺旋挤压、活塞冲
压主要用于生产块状及棒状燃料,模辊挤压主要用于生产颗粒燃料,且具有生产率高、成型率高、
成型颗粒质量好、可连续生产等优点,与螺旋挤压、活塞冲压相比,工作状态更稳定,对物料的
适应性更好,且其生产的颗粒燃料满足燃煤电厂对生物质成型燃料均匀度要求,可实现工业的自
动化上料,是目前发展的重点。
(3)行业发展趋势
①技术日益成熟
国际上技术相对成熟的生物质能源产业项目有玉米制燃料乙醇、甘蔗制燃料乙醇、大豆制生
物柴油、菜籽油制生物柴油等,均属于第一类生物质能源的范畴,存在与粮争地、占用耕地的问
题。
因此,需要技术上突破,走非粮生物质能源之路。
第二代生物质能源的原来以纤维类秸秆、
木质边角料、灌藤草为主,需实现生物纤维转化为生物乙醇、生物柴油、合成燃料、生物制氢及
化学衍生产品等。
第二代生物质能源生产工艺成本高、转化率低成为了其发展的直接瓶颈,未来
仍需技术上实现突破才能实现大规模商业化应用。
②监管体系日益完善
生物质能源产业发展较好的国家美国、巴西、欧盟各国均制定了生物质能源规划。
其中,欧
盟计划到2020年,可再生能源替代率达到20%,在交通燃料中的替代率达10%以上。
各国为支
持生物质能源产业发展,出台了一系列税收优惠、政府补贴、用户补助等激励政策。
此外,还通
过法律和政府确保生物质能源健康持续发展。
《可再生能源法》的颁布,为中国生物质能源产业
发展提供了法律保障。
但行业规章、细则并没有及时的跟进,扶持政策没有具体化。
随着行业发
展的需求,未来各部门应当制定操作性较强的生物质能源发展规划、政策,规范行业发展进程,
实现快速发展。
2、行业竞争格局
(1)生物质颗粒机制造设备行业竞争格局
目前国内生物质制粒机设备生产企业数量较多主要分布在山东、江苏、浙江、上海等地。
这
些地区的企业占全国生物质制粒机设备制造企业总数的近一半,而与此形成鲜明对比的是,部分
省市并没有生物质制粒机设备制造商。
国内颗粒机的发展分布大概可分为三大派系:
鲁系、苏沪系、粤系。
鲁系:
山东,主要集中
在济宁、章丘、邹平地区,早期的鲁系生物质颗粒机采用欧美进口,结合国内饲料颗粒机技术演
变而来。
平模、价格相对低廉、产量不太高、不注重外观,虽然整体稳定性强,但稍显粗糙。
发展到现在,有了很大改善,产量、品质有了较大的提升,设备平模、环模兼具。
苏沪系:
指的是
江苏、上海地区的生物质企业,主要集中在溧阳、扬州,溧阳已成为中国最大的颗粒机械及配套
设备生产基地,早期便涌现了大批饲料机械从业者投入生物质行业。
苏沪系生物质颗粒机普遍注
重品质,对外观尤为关注,比较精细,市场定位也更趋向于国际市场。
粤系:
粤系目前生产颗粒
机的企业基本都是从做贸易、经销或是生产颗粒燃料开始开发颗粒机,目前也已经投入机械技术
开发。
由于产品的市场广阔,很多低端产品的技术含量不高,生产门槛较低,导致低端产品厂商之
间的价格竞争较为激烈,妨碍了整体行业的正常发展。
但是,近几年部分生物质制粒机设备企业
经过多年的技术和品牌积累,已经从模仿国外先进对手阶段逐步过渡到技术创新和提供成套解决
方案的阶段,这些企业逐步在行业中形成了竞争力,获取了行业较大的利润空间。
(2)合同能源管理行业竞争格局
随着合同能源管理机制的持续传播和产业优惠政策的不断发酵,吸引了一大批国内外知名公
司的积极参与,他们从能源供应、房地产业、设计研究院等传统行业向节能服务产业延伸。
节能
服务行业以多以中小型企业、民营企业参与为主,近年央企也积极参与其中。
据中国节能协会节
能服务产业委员会(EMCA)统计,截止到2018年底,从事节能服务业的企业数量达到6439家,
十几年间增长了600多倍。
行业中企业分布可以分为三个阵营:
第一阵营是知名跨国公司在华设立的分公司,如施耐德、
西门子等,这些公司总体数量偏少,但实力较强;第二阵营是以中国节能环保集团公司(简称“中
国节能”)和南方电网为代表的综合能源有限公司,这类企业都属于中央企业,实力和规模都比
较大,但数量较少;第三阵营是国内民营企业,这类企业数量众多,但多数企业进入该领域的时
间较短,基本处于快速发展期或成立初期,且规模较小。
3、行业进入壁垒
(1)技术壁垒
生物质机械设备行业伴随着生物质能源产业的发展而兴起,其技术和设备具有一定专用型,
对企业的专业水平和应用能力有较高的要求。
生物质颗粒机产业是集机械设计与加工、农业废弃
物工艺研究、电控系统制造、软件开发于一体的多学科交叉产业,技术壁垒明显。
特别是近年来,
产业不断吸取世界科技的最新成果,技术水平发展迅速,技术密集的特征更为显著。
而企业的综合
技术水平往往需要长期的积累和持续的投入人力物力才可能实现,因此形成了较高的技术壁垒。
(2)资金壁垒
对于新进入者而言,首先,需要大量的资金建设或租赁厂房、购买专业的研发和生产设备;
其次,由于行业技术壁垒高,需要投入资金进行人才培养与产品研发;再次,生物质颗粒机及生
物质成套设备产品造价较高,规模生产需要占用公司较多的运营资金,新进公司必须具备一定的
资金规模才能保障生产的正常运转,对流动资金的需求更加明显,因此资金对新进入者而言形成了行业壁垒。
(3)品牌壁垒
品牌是公司销售情况、产品质量、维修技术、管理服务和市场网络等多方面因素的综合体现。
对于下游颗粒生产公司,购置生物质机械设备属于规模投资,品牌是影响下游客户选择的重要因
素。
此外,电脑化的生物质颗粒机属于技术密度高的先进装备,操作及使用需要持续的技术培训,
而不同品牌的生物质颗粒机在操作、维修等多方面存在一定差异,这使得生物质颗粒机品牌的更
换使用存在一定的更换成本,客户对品牌粘性较高,老客户不会轻易向新进入的公司购买产品。
4、行业规模
(1)生物质颗粒机制造设备行业
生物质颗粒机行业2006年开始在我国起步,至今发展时间不长,行业内形成较大规模的企
业数量不多。
目前行业内具有一定品牌影响力的企业除本公司外,还有无锡市华牧机械有限公司、
济南泰昌传动机械有限公司、山东恒美百特新能源环保设备有限公司、山东汉宇环保设备有限公
司、江苏金梧实业股份有限公司、章丘市宇龙机械有限公司等,市场上仍然竞争激烈。
(2)合同能源管理
据EMCA统计2018年节能服务产业总产值4774亿元,同比增长15.1%,全国从事节能服务
的企业6439家,形成年节能能力3930万吨标准煤,年减排二氧化碳10651万吨,节能服务产业
继续保持了良好发展势头。
节能服务产业不仅在我国节能技术应用和节能项目投资等方面发挥着
至关重要的推动作用,而且对推动节能改造、减少能源消耗、增加社会就业、促进经济发展发挥
了积极的作用,成为我国转变发展方式、经济提质增效、建设生态文明的重要抓手之一。
图:
2011-2018年中国节能服务产值情况
EMCA根据节能服务公司的成立时间、注册资金、员工人数及构成、项目经验、相关产品技术、
公司管理制度特别是财务管理制度、客户及相关机构评价等对节能服务进行评级,截至2018年
底,审核通过的评级以上企业数量为142家,占行业企业总数量的比重仅为2.21%。
图:
截至2018年底中国节能服务评级以上企业细分领域和等级分布情况(单位:
家,%)
5、行业风险特征
(1)技术研发的风险
目前,国外的颗粒燃料成型技术虽然已经比较成熟,但其颗粒成型机针对的原料多为木屑,
少有针对秸秆的成型设备。
国内现有的针对秸秆原料的颗粒成型机,也是仅针对像玉米秸秆、小
麦秸秆、花生壳等几种常见原料,对其它原料,则会出现设备运行不平稳甚至无法正常运行的现
象,即对原料要求较高,适应性差,还未达到专业化水平。
未来行业技术研发仍有待加强,这对
设备的开发、产品的生产、企业未来的发展都是一个挑战。
(2)行业标准缺失的风险
目前,国内生物质颗粒机和配套的相关辅助设备如烘干机、粉碎机、分筛机、冷却机、包装
机等没有统一的标准,如粉碎设备的粉碎粒度规格不统一,造成成型机成型的难易程度不同,从
而导致成型燃料质量及成型率不同,影响生产率,且易造成设备运行不稳定、生产线故障率高,
不利于行业的进一步规范及发展。
(3)政策变动的风险
生物质颗粒机制造属于生物质能源的上游行业,合同能源管理属于生物质能源的下游行业,
两者都与生物质能源行业变动情况息息相关,而生物质能源行业受国家政策影响较大。
近年来,
由于国家政策的支持,生物质能源行业得到快速的发展。
若未来国家政策发生不利变化,将会直
接影响到生物质颗粒机制造业及合同能源管理行业。
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