【木材燃料】
焚烧木材
日本一堆劈柴
一堆木屑颗粒
木质燃料（或薪材）是一种燃料，例如柴火、木炭、木屑、薄片、颗粒和锯末。使用的具体形式取决于来源、数量、质量和应用等因素。在许多地区，木材是最容易获得的燃料形式，在捡拾枯木的情况下不需要任何工具，或者只需要很少的工具，尽管像任何行业一样，已经开发了专门的工具，如滑车和液压劈木机，使生产机械化。锯木厂废料和建筑业的副产品还包括各种形式的木材尾矿。
发现如何生火以燃烧木材被认为是人类最重要的进步之一。使用木材作为取暖燃料的历史远早于文明时代，据推测尼安德特人已经使用过。今天，木材燃烧是对源自固体燃料生物质的能源的最大利用。木质燃料可用于做饭和取暖，偶尔也可用于为蒸汽机和蒸汽轮机提供燃料以发电。木材可用于室内的熔炉、火炉或壁炉，或室外的熔炉、营火或篝火。
== 历史发展 ==
篝火已经使用了很长时间：火是人类不可或缺的一部分。
木炭是木材的衍生物，传统上是炼铁和其他过程中的重要燃料
几千年来，木材一直被用作燃料。在历史上，它的使用只受制于产生火花所需的技术分布。从木材中获取热量在世界大部分地区仍然很普遍。早期的例子包括在帐篷里生火。火堆建在地面上，帐篷顶部的烟孔使烟通过对流排出。
在永久性建筑和洞穴中，建造或建立了炉灶--石头或其他不可燃材料的表面，可以在上面生火。烟气通过屋顶上的烟洞排出。
与相对干旱地区的文明（如美索不达米亚和埃及）相比，希腊人、罗马人、凯尔特人、不列颠人和高卢人都有适合作为燃料的森林。几个世纪以来，高潮期的森林被部分砍伐，其余的森林演变为以标准林地为主要木材燃料来源的灌木林。这些林地涉及到从老树桩上采摘新茎的连续循环，轮换周期为7至30年。最早的关于林地管理的英文印刷书籍之一是约翰-伊夫林的 "Sylva，或关于森林树木的论述"（1664年），为土地所有者提供关于正确管理森林财产的建议。H. L. Edlin在 "英国的林地工艺 "中，1949年概述了自前罗马时代以来从这些管理的森林中生产的非凡技术和木制品的范围。在这段时间里，木材燃料的首选形式是将砍下的树干的枝条捆绑成碎块。较大的、弯曲的或变形的茎，对林地工匠来说没有其他用处，被转化为木炭。
与欧洲大部分地区一样，这些被管理的林地继续供应其市场，直到第二次世界大战结束。从那时起，这些林地的大部分已被转化为大规模的农业。随着工业革命的进行，对燃料的总需求量大大增加，但这种增加的需求大部分是由新的燃料来源煤炭来满足的，它更紧凑，更适合于新工业的大规模发展。
在日本的江户时代，木材被用于多种用途，木材的消耗使日本在那个时代制定了森林管理政策。
== 壁炉和炉灶 ==
陶瓷炉是北欧的传统：波兰 Łańcut 城堡的 18 世纪彩陶炉
烟囱和壁炉的发展允许更有效地排出烟雾。砖石加热器或炉子更进一步，将火的大部分热量和废气收集在一个大的热体中，变得比单独的壁炉更有效率。
金属炉是与工业革命同时进行的一项技术发展。炉子是制造或建造的设备，它的四面都有火，并提供了一种控制通风的手段--允许到达火的空气量。炉子是由各种材料制成的。铸铁是比较常见的材料之一。皂石（滑石）、瓦片和钢都被使用过。金属炉子通常用耐火材料作为内衬，如耐火砖，因为在几年的使用过程中，烧柴火的最热部分会烧掉钢铁。
富兰克林炉子是由本杰明-富兰克林在美国开发的。与其说是炉子，不如说是一个人造壁炉，它有一个开放的正面，后面有一个热交换器，旨在从地窖中吸入空气并加热，然后从两侧释放出来。热交换器从来不是一个受欢迎的功能，在后来的版本中被省略了。今天，所谓的 "富兰克林 "炉子有各种各样的风格，但没有一个与最初的设计相似。
阿巴拉契亚博物馆的大肚炉
19世纪是铸铁炉子的高潮期。每个地方的铸造厂都会做出自己的设计，炉子被建造出来用于各种用途--餐厅炉子、箱式炉子、营地炉子、铁路炉子、便携式炉子、烹饪炉子等等。精心设计的镍和铬边模型将设计推向边缘，并铸有装饰品、脚和门。炉子里可以烧木头或煤，因此它们在一百多年里一直很受欢迎。火的作用，加上灰的腐蚀性，确保了炉子最终会随着时间的推移而瓦解或破裂。因此，需要有稳定的炉子供应。炉子的维护，需要涂黑，它们的烟味，以及劈柴的需要，都意味着石油或电热的青睐。
最初由钢制成的密封炉可以更好地控制燃烧，比当时的其他炉子更紧密地配合。气密炉在19世纪变得很普遍。
随着其他劳动密集程度较低的燃料的日益普及，木材取暖的使用逐渐减少。除了在有森林的农村地区，木材供暖逐渐被煤炭取代，后来又被燃油、天然气和丙烷供暖取代。
1967年石油禁运之后，美国的许多人第一次使用木材作为燃料。环保局提供了关于清洁炉子的信息，这种炉子的燃烧效率要高得多。
== 70年代 ==
一名妇女在壁炉中使用木材取暖。她面前的报纸标题讲述了 1973 年社区缺乏取暖油的情况。
在1973 年能源危机期间和之后出现了短暂的流行，当时一些人认为化石燃料将变得如此昂贵，以至于无法使用。随后是一个创新的时期，许多小制造商根据新旧设计生产炉子。那个时代值得注意的创新包括阿什利加热器，这是一种恒温控制的炉子，有一个可选的穿孔钢外壳，可以防止意外接触到热的表面。在这十年里，还生产了许多双燃料炉和锅炉，它们利用管道系统和管道向整个房屋或其他建筑输送热量。
== 80年代 ==
木材加热的普及也导致了更多种类的切割、劈裂和加工木柴的设备的开发和销售。消费者级别的液压原木劈裂机被开发出来，可由电力、汽油或农用拖拉机的PTO提供动力。1987年，美国农业部公布了一种生产窑干木柴的方法，其依据是含有较低水分含量的原木可以实现更好的热量输出和提高燃烧效率。
杂志“Wood Burning Quarterly”出版了几年，之后更名为“Home Energy Digest”，随后消失了。
== 现在 ==
木屑炉
颗粒炉是一种燃烧压缩木材或生物质颗粒的设备。在木柴丰富的地区，继续使用木柴取暖。对于严肃的取暖尝试，而不是单纯的氛围（开放式壁炉），今天最常使用的是炉子、壁炉内壁和火炉。在美国的农村和森林地区，独立式锅炉越来越普遍。它们安装在室外，离房子有一段距离，并通过地下管道与房子里的热交换器相连。木材、树皮、烟雾和灰烬的混乱局面被挡在外面，火灾的风险也被降低。锅炉足够大，可以整夜保持火势，并且可以燃烧较大的木头，因此需要较少的切割和分割。不需要在房子里加装烟囱。然而，与其他烧木头的设备相比，户外木头锅炉会排放更多的木头烟和相关污染物。这是由于设计上的特点，如围绕火箱的充水夹套，起到了冷却火的作用，导致了不完全燃烧。与其他燃木设备相比，户外燃木锅炉的烟囱高度通常也很短，导致地面上的颗粒物水平升高。一个越来越受欢迎的替代方案是木材气化锅炉，它以非常高的效率（85-91%）燃烧木材，可以放置在室内或室外。有很多方法来处理木材燃料，而且今天的发明正在分秒必争地扩大。
今天，许多地方仍在使用木材做饭，要么用炉子，要么用明火。它还被用作许多工业过程中的燃料，包括熏肉和制作枫糖浆。
作为一种可持续的能源，木材燃料在容易获得森林产品和副产品的地区用于发电也仍然是可行的。
== 木柴的测量 ==
桦木
在公制系统中，木柴通常按立方米或立方米出售（1 立方米 = ~0.276 cords）。
在美国和加拿大，木柴通常是成捆出售的，128英尺³（3.62米³），相当于一个8英尺宽×4英尺高的4英尺长的原木堆。在美国大多数州，绳索在法律上是有规定的。一 "thrown cord "是未被堆放的木柴，被定义为4英尺宽×4英尺高×10英尺长。额外的体积是为了使其等同于标准堆放的绳索，因为那里的空隙较小。还经常看到按 "面绳 "出售的木材，这通常没有法律上的定义，而且在不同的地区也有差异。例如，在一个州，一堆8英尺宽×4英尺高的16英寸长的原木常常被当作 "面绳 "出售，尽管它的体积只有一条绳的三分之一。在另一个州，甚至同一州的另一个地区，一条面绳的体积可能有很大的不同。因此，购买以这种方式出售的木材是有风险的，因为交易不是基于法律上可执行的计量单位。
在澳大利亚，它通常是按吨出售的，但通常被宣传为按手推车(独轮手推车)、桶(典型的撬车的1/3立方米桶)、箱或袋(大约15-20公斤)出售。
== 能量含量 ==
一种常见的硬木，红橡木，其能量含量（热值）为每公斤14.9兆焦耳（每磅6,388BTU），如果以70%的效率燃烧，可回收 10.4兆焦耳。
西澳大利亚政府下属的可持续能源发展办公室（SEDO）指出，木材的能量含量为每公斤16.2兆焦耳（4.5千瓦时/公斤）。
根据生物能源知识中心的说法，木材的能量含量与它的水分含量的关系比与它的种类的关系更密切。能量含量随着水分含量的减少而提高。
2008年，用于燃料的木材每100万英热单位成本为15.15美元（每千瓦时0.041欧元） 。
== 环境影响 ==
壁炉和烟囱，加利福尼亚女巫之火
=== 燃烧副产物 ===
与任何火一样，燃烧木材燃料会产生许多副产品，其中一些可能是有用的（热量和蒸汽），而另一些则是不受欢迎的、刺激性的或危险的。
木材燃烧的一个副产品是木灰，适量的木灰是一种肥料（主要是钾盐），有助于矿物质，但由于它含有氢氧化钾 （碱液），所以是强碱性的。木灰也可用于制造肥皂。
烟雾，含有水蒸气、二氧化碳和其他化学物质和气溶胶微粒，包括苛性碱飞灰，这可能是部分燃烧的木材燃料的刺激性（和潜在的危险）副产品。木烟的一个主要成分是细小的颗粒，在一些地区可能占空气颗粒污染的很大一部分。在比较凉爽的月份，在澳大利亚墨尔本，木材取暖占细颗粒物的60%之多。
薪柴的燃烧会释放出挥发性范围很广的有机成分。在这里，薪柴燃烧排放的有机成分通过一系列最先进的分析技术进行测量，包括质子转移反应飞行时间质谱法、二维气相色谱法和二维气相色谱法与飞行时间质谱联用。
薪材燃烧会释放出大量的挥发性有机化合物。在燃烧过程中会释放出大量较小的含氧物种，以及由木质素解聚反应形成的有机物，如酚类、呋喃和呋喃酮。 薪柴的燃烧也被证明会释放许多有机化合物进入气溶胶相。 燃料木材的燃烧被证明会在有效饱和浓度（C*）为101-101μg m-3的挥发性范围内释放有机成分。从印度德里地区收集的薪柴样本的排放物被证明比液化石油气的排放物对羟基的反应性高30倍。此外，当比较从德里的相同燃料木材样品中排放的21种多环芳烃时，来自燃料木材的排放物比来自液化石油气的排放物的毒性高约20倍。。
慢速燃烧炉提高了燃烧原木的木材加热器的效率，但也增加了微粒的产生。低污染/慢速燃烧炉是目前的一个研究领域。date=April 2007。另一种方法是利用热解产生几种有用的生化副产品和清洁燃烧的木炭，或者在一个大的热体中极快地燃烧燃料，如砖石加热器。这具有使燃料完全燃烧而不产生微粒的效果，同时保持系统的效率。date=April 2007
在一些最高效的燃烧器中，烟气的温度被提高到一个更高的温度，在这个温度下，烟气本身就会燃烧（例如，用于点燃一氧化碳气体的609℃ ）。这可能导致烟气危害的显著减少，同时也提供了该过程中的额外热量。通过使用催化转换器，可以降低获得清洁烟气的温度。美国的一些司法机构禁止销售或安装没有安装催化转换器的炉子。date=April 2007
==== 燃烧副产物对人体健康的影响 ====
原木的燃木壁炉
根据人口密度、地形、气候条件和所使用的燃烧设备，木材加热可能会大大增加空气污染，特别是颗粒物。燃烧木材的条件将极大地影响排放物的含量。颗粒空气污染可导致人类健康问题，并增加哮喘和心脏病的住院人数。
将木浆压缩成颗粒或人造原木的技术可以减少排放。燃烧更清洁，增加的木材密度和减少的水含量可以消除一些运输散件。运输中消耗的化石能源减少了，只占生产和分配取暖油或天然气所消耗的化石燃料的一小部分。
=== 收获作业 ===
许多木材燃料来自世界各地的原始森林。种植园的木材很少被用作木柴，因为它作为木材或木浆更有价值，然而，一些木材燃料是从种植在农作物中的树木中收集的，也称为混农林业。 收集或采伐这种木材会对收集区产生严重的环境影响。这些问题通常特定于特定区域，但可能包括常规日志记录产生的所有问题。从森林中大量砍伐木材会导致栖息地破坏和土壤侵蚀。然而，在许多国家，例如欧洲和加拿大，正在收集森林残余物，并将其变成有用的木材燃料，对环境的影响最小。考虑到土壤营养以及水土流失的问题。使用木材作为燃料的环境影响取决于它的燃烧方式。更高的温度会使燃烧更完全，热解产生的有害气体更少。有些人可能认为燃烧可持续来源的木材是碳中性的。一棵树，在其一生中，吸收的碳（或二氧化碳）与它燃烧时释放的碳一样多。
有些木柴是在为此目的而管理的 "林地 "中收获的，但在树木茂盛的地区，木柴更多地是作为天然森林的副产品而收获的。尚未开始腐烂的枯枝是首选，因为它已经有部分季节性了。站立的枯木被认为是更好的，因为它既经过季节性处理，又有较少的腐败。采伐这种形式的木材可以减少丛林火灾的速度和强度。采伐木柴的木材通常是用电锯手工进行的。因此，较长的木材--需要较少的手工劳动，以及较少的电锯燃料--价格较低，只受限于其火箱的大小。价格也因离木料地的距离和木料的质量而有很大的不同。木柴通常与不适合建筑或施工的木材或树木有关。只要消费率控制在可持续的水平，木柴是一种可再生资源。在一些地方，由于缺乏合适的木柴，当地居民破坏了大片的灌木丛，这可能导致进一步的荒漠化。
=== 温室气体 ===
木材燃烧比森林中木材的生物降解（在一定时期内）在大气中产生更多的二氧化碳，因为当死树的树皮腐烂时，原木已经被其他植物和微生物占据，它们通过将木材的碳氢化合物纳入自己的生命周期而继续封存二氧化碳。木材采伐和运输作业产生不同程度的温室气体污染。木材的低效和不完全燃烧会导致二氧化碳以外的温室气体水平升高，在副产品具有更大的二氧化碳当量值的情况下，可能会导致正向排放。 。 为了提供关于生产电力或家庭供暖的二氧化碳相对输出的定量信息，英国能源和气候变化部（DECC）公布了一个综合模型，根据33种情况对木材（木屑）和其他燃料的燃烧进行比较。 。
有意和有控制地炭化木材并将其纳入土壤是一种有效的碳封存方法，也是改善农业土壤条件的重要技术，特别是在森林覆盖率高的地区。它构成了被称为黑土的肥沃土壤的基础。
=== 法规和立法 ===
燃烧木材燃料对环境的影响是有争议的。一些城市已经开始制定使用标准和/或禁止燃烧木材的壁炉。例如，魁北克省蒙特利尔市通过了一项决议，禁止在新建筑中安装木材壁炉。燃烧木材的倡导者声称date=February 2013正确采伐的木材是碳中和的，因此抵消了燃烧过程中产生的副产品颗粒的负面影响。在森林野火的情况下，从森林环境中移除的木材作为木材燃料使用，可以通过减少露天燃烧的木材数量和燃烧的严重程度，同时在规范的条件下燃烧剩余的材料来减少整体排放。2018年3月7日，美国众议院通过一项法案，将对新的住宅木材加热器实施更严格的排放标准的时间推迟三年。
== 可再生能源技术的潜在用途 ==
锯木厂制造并燃烧锯末：它可以制成颗粒并在家中使用。
* 发展中国家的高效炉灶
* 颗粒炉
* 锯末可以造粒
* 木头颗粒
== 用法 ==
一些欧洲国家用木材或木材废料生产出其电力需求的很大一部分。在斯堪的纳维亚国家，加工木柴的手工劳动成本非常高。因此，从拥有廉价劳动力和自然资源的国家进口木柴是很常见的。date=September 2012波罗的海国家（爱沙尼亚、立陶宛和拉脱维亚）。在芬兰，人们越来越有兴趣以压实颗粒的形式使用木材废料作为家庭和工业供暖的燃料。
在美国，木材燃料是可再生能源的第二大主要形式（仅次于水力发电）。
=== 澳大利亚 ===
澳大利亚约有150万个家庭使用木柴作为家庭取暖的主要形式。 截至1995年，维多利亚州每年使用约185万立方米的木柴（1立方米约等于一个汽车拖车的重量），其中一半在墨尔本消耗 。这一数量与维多利亚州所有锯木和原木林业作业消耗的木材（190万立方米）相当。
用作木柴来源的树种包括：
* 红胶，来自默里河沿岸的森林（中默里森林管理区，包括Barmah和Gunbower森林，提供了维多利亚州约80%的红胶木材）。
* Box 和梅斯梅特树皮，在澳大利亚南部。
* 糖胶，一种具有高热效率的木材，通常来自小型种植园。date=April 2007
* 红柳桉，在西澳大利亚的西南部。它产生的热量比其他大多数可用的木材要大，通常按吨出售。
=== 欧洲 ===
2014年，波罗的海地区最大的颗粒厂在爱沙尼亚Sõmerpalu的Võrumaa开始建设，预计产量为110,000吨颗粒/年。在制作颗粒的过程中，将使用不同类型的木材（木柴、木屑、刨花）。Warmeston OÜ工厂在2014年底开始活动。  2013年，欧洲的主要颗粒消费者是英国、丹麦、荷兰、瑞典、德国和比利时，正如U.E.关于生物燃料的年度报告所述。在丹麦和瑞典，颗粒燃料被发电厂、家庭和中等规模的消费者用于区域供暖，相比之下，奥地利和意大利的颗粒燃料主要被用作小规模的私人住宅和工业锅炉供暖。 英国是工业木质颗粒燃料的单一最大消费市场，很大程度上是由于其主要的生物质燃料发电站，如Drax、MGT和Lynemouth。
=== 亚洲 ===
日本和韩国都是工业木质颗粒的增长市场，截至2017年，由于政府政策倾向于在发电中使用生物质，预计将成为全球第二和第三大木质颗粒市场。
=== 北美 ===
美国对木质燃料的需求主要由住宅和商业供暖客户驱动。截至2017年，加拿大不是工业木质颗粒燃料的主要消费者，但有相对积极的去碳化政策，到2020年代可能成为工业木质颗粒燃料的重要消费者。
== 也可以看看 ==
* 生物燃料
* 生物质
* 林业
* 木屑
* 燃木烤箱
* 木气