生物質即一切生命體中所包含的有機物質。廣義上講,生物質包括所有的植物、微生物以及以它們?yōu)槭澄锏膭游锛捌渖a的廢棄物。生物質的狹義概念是指農林業(yè)生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素、農產品加工業(yè)下腳料、農林廢棄物以及畜牧業(yè)生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。生物質的特點是可再生、低污染和分布廣泛。生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質能的特性為可再生性,清潔、低碳、替代優(yōu)勢,原料豐富。所以,生物質能又稱作生物質清潔能源。
生物質清潔能源主要有以下四種來源:
1. 秸稈
農作物通過光合作用固定的太陽能中,有一部分會留在秸稈中未能被人類利用。據統(tǒng)計,2019年全國九大作物產量得出的秸稈總量是7.04×108t,總產能是3.55×108t標煤。排在前三位的是玉米、小麥和稻谷。目前,秸稈除少量用于傳統(tǒng)燃料、墊圈、喂養(yǎng)牲畜,部分用于堆漚肥外,大部分都作廢棄物燒掉。秸稈在柴灶上燃燒,轉換效率僅為10%~20%。如今許多地區(qū)廢棄秸稈量逐年增大,已占秸稈產量的60%以上,加快秸稈的優(yōu)質化轉換利用勢在必行。
2. 薪柴
薪柴生物質包括森林采伐剩余物、木材加工剩余物、清林育林剪枝剩余物以及專門提供薪柴的薪炭林。許多國家生物質資源利用的來源均以林業(yè)廢棄物和薪炭林為主。制定長期林業(yè)規(guī)劃,合理、有計劃地進行砍伐與造林,將有利于解決供需矛盾及生態(tài)問題。
3. 禽畜糞便
禽畜的糞便也是一種重要的生物質能源,其經干燥可直接燃燒供應熱能,還可與秸稈混合作為沼氣的發(fā)酵原料。2019年畜禽糞便實物量為1.247x109t,可開發(fā)量為8.84x108t,其中主要來源分別為牛、豬、雞,其糞便量可折算年產能(標煤)1.098x108t標煤。
4. 城鎮(zhèn)垃圾及工業(yè)有機廢棄物
城鎮(zhèn)垃圾是居民生活垃圾、商業(yè)和服務業(yè)垃圾以及少量建筑垃圾等廢棄物構成的混合物,成分比較復雜,其直接燃燒可產生熱能,或經熱解處理制成燃料使用。全國生活垃圾清運量1.52×10
8t(約含有機垃圾30%),設可用率為10%,可用資源量為1.6×10
7t,折標煤2.5×x10
6t。食品/農產品加工業(yè)的有機廢水廢渣和城市污水是重要的有機物污染源,也是生物質原料資源。據資料估計,中國農產品加工生產的有機廢棄物可產生5.0x10
10m
3沼氣,相當于3.5×10
7t標煤的產能。2007年我國工業(yè)和城市污水每年排放總量5.57×x10
10t,,所含化學需氧量(COD)總量接近2.0×10
7t,可產沼氣1.10x10
10m
3。