石灰窑自产人工煤？答案来了！

              一、编者导语

在石灰生产中，无论从降低能耗（成本）角度还是从环保角度及碳减排角度来讲，燃料无疑是关键，也是唯一可以变革和应用的途径。特别是直接采用煤炭生产石灰的工艺已经进入严控和禁止的时代。如何破局，实现石灰生产健康和长久的发展，如何应用替代燃料已是迫在眉睫。

    从燃料应用的历史来看，人类能源主要经历了生物质（释放能量：1.2×10^7 J/kg）、煤炭（无烟煤释放能量：3.4×10^7 J/kg）、石油（汽油释放能量：4.6×10^7 J/kg）的三个阶段，能源转换的核心驱动力都是能量密度的提高。当今能源进入碳中和时代，主要方向是从化石能源向可再生能源转型。而目前推崇的光电、风电、蓄电池、氢能（释放能量：1.4×10^7 J/kg）等均为低能量密度能源。生物质早期之所以应用缓慢，根本原因在于其能量密度低，本征缺陷终将使其重蹈覆辙。寻找可持续高能量密度的可再生能成为全球竞相追逐的热点。太阳能是最廉价的可再生能源，已成为人类使用能源的重要组成方式，而生物质是最为理想的太阳能热储能载体，同时也是国际公认的零碳能源。它在固定吸收太阳能时依靠的是植物的光合作用，而且能量收支平衡，在能源返还时间（Energy payback time，EPT）方面，生物质仅为5～75天，光伏发电长达2～3年。所以，将生物质改质为高能量密度能源是必经之路。
    生物质与煤炭、石油等化石资源最大的区别在于氧含量极高（45%以上）、能量密度低、粉末气力输送性极差等，传统的能源利用方式为直燃、成型颗粒、碳化、液化等，均没有竞争力，无法商业化运营。

    然而，近期脱颖而出的“人工合成煤”技术彻底改变了人们对生物质能的认知，该项技术打通了生物质引入高能量密度可再生能的通道，其能量密度超过现有的光电、风电、蓄电池、氢能等，成为目前唯一的高能量密度可再生能，使得农林剩余物成为可再生能源的重要支柱。

        二、“人工合成煤”在国内外的应用和技术原理

“人工合成煤”也称为“生物煤”，是一种由有机废弃物制成的碳中和商品，它可用作能源来源、工业原材料，甚至作为一种碳储存方式，而非将碳排放到大气中。目前该项技术已经在欧洲开始应用，特别是在西班牙、英国和比利时的三座生物“煤”工厂已经开发应用。

制造这种煤炭替代品的一种方法是水热碳化（HTC）工艺，它利用加压的过热水在几个小时内就能生产出生物“煤”。而化石煤在地质作用下通常需要数百万年才能形成。该项技术工艺的生产过程是一个非常简单且稳定的过程，因为它就像是煤炭自然形成过程的加速版。

在国内，对该项技术的研发应用也取得突破性进展，已经开发应用了“现代生物炼制技术体系和商业化运营模式”，特别是“脱氧半焦微粉化工艺”系列技术，可将农林剩余物变为生物半焦喷吹粉，将生物质中的氧含量脱除15%以上，使得C、H、O比例适中，表面官能团全部脱除，比表面积大、燃点高、储存稳定性好，不但提升了能量密度，而且具有复吸水性和优良的气力输送性。克服了煤炭的缺陷，发扬了煤炭的优势，可替代喷吹煤。

     从技术角度看，仅用几分钟就将生物质变为组成和性能更优的“人工合成煤”，不仅可以用生物质解决基础能源-煤炭问题，也开启了现代生物炼制产业先河，人类的经济社会结构也会逐渐转变到生物质上来，实现商业化运营。

    对于“人工合成煤”的生产方式和技术原理，我们咨询了被石灰产业学会誉为“

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