生物質(zhì)即一切生命體中所包含的有機(jī)物質(zhì)。廣義上講,生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以它們?yōu)槭澄锏膭?dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物。生物質(zhì)的狹義概念是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹(shù)木等木質(zhì)纖維素、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物以及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。生物質(zhì)的特點(diǎn)是可再生、低污染和分布廣泛。生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質(zhì)能的特性為可再生性,清潔、低碳、替代優(yōu)勢(shì),原料豐富。所以,生物質(zhì)能又稱(chēng)作生物質(zhì)清潔能源。
生物質(zhì)清潔能源主要有以下四種來(lái)源:
1. 秸稈
農(nóng)作物通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能中,有一部分會(huì)留在秸稈中未能被人類(lèi)利用。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年全國(guó)九大作物產(chǎn)量得出的秸稈總量是7.04×108t,總產(chǎn)能是3.55×108t標(biāo)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(zhuǎn)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(chǎn)量的60%以上,加快秸稈的優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢(shì)在必行。
2. 薪柴
薪柴生物質(zhì)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(zhuān)門(mén)提供薪柴的薪炭林。許多國(guó)家生物質(zhì)資源利用的來(lái)源均以林業(yè)廢棄物和薪炭林為主。制定長(zhǎng)期林業(yè)規(guī)劃,合理、有計(jì)劃地進(jìn)行砍伐與造林,將有利于解決供需矛盾及生態(tài)問(wèn)題。
3. 禽畜糞便
禽畜的糞便也是一種重要的生物質(zhì)能源,其經(jīng)干燥可直接燃燒供應(yīng)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(shí)物量為1.247x109t,可開(kāi)發(fā)量為8.84x108t,其中主要來(lái)源分別為牛、豬、雞,其糞便量可折算年產(chǎn)能(標(biāo)煤)1.098x108t標(biāo)煤。
4. 城鎮(zhèn)垃圾及工業(yè)有機(jī)廢棄物
城鎮(zhèn)垃圾是居民生活垃圾、商業(yè)和服務(wù)業(yè)垃圾以及少量建筑垃圾等廢棄物構(gòu)成的混合物,成分比較復(fù)雜,其直接燃燒可產(chǎn)生熱能,或經(jīng)熱解處理制成燃料使用。全國(guó)生活垃圾清運(yùn)量1.52×10
8t(約含有機(jī)垃圾30%),設(shè)可用率為10%,可用資源量為1.6×10
7t,折標(biāo)煤2.5×x10
6t。食品/農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的有機(jī)廢水廢渣和城市污水是重要的有機(jī)物污染源,也是生物質(zhì)原料資源。據(jù)資料估計(jì),中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品加工生產(chǎn)的有機(jī)廢棄物可產(chǎn)生5.0x10
10m
3沼氣,相當(dāng)于3.5×10
7t標(biāo)煤的產(chǎn)能。2007年我國(guó)工業(yè)和城市污水每年排放總量5.57×x10
10t,,所含化學(xué)需氧量(COD)總量接近2.0×10
7t,可產(chǎn)沼氣1.10x10
10m
3。