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什么是生物质？

生物质的出现，其使命是成为一种新的解决方案，取代传统的化石燃料，并为能源行业开辟可持续的未来。

环境污染、气候变化、温室效应等都是二氧化碳排放失控导致地球升温的后果。面对严峻的环境形势，“净零碳”的全球目标被提出，旨在打造绿色经济发展模式——循环经济。生物质的出现，其使命是成为一种新的解决方案，取代传统的化石燃料，并为能源行业开辟“可持续的未来”。让我们在下面的文章中了解更多有关生物质的信息。

1. 什么是生物质？

生物质是一个总称，用于描述各种生物材料，包括天然植被、经济作物、藻类和其他植物物种，以及农业残留物和林业副产品。生物质还包括社会废物、食品和饮料生产残留物、污水污泥、有机工业副产品和家庭废物成分。

从本质上讲，生物质是指存在于生态系统中或生态系统组成部分中的任何可用作能源的有机物质（例如木材、农作物、海藻、动物粪便等），无论它们存在多久。形成并积累。

生物质是存在于生态系统中或包含在生态系统组成部分中的任何可用作能源的有机材料（例如木材、农作物、海藻、动物粪便等），无论其形成和积累的时间长短。

生物质能是植物在生长阶段通过光合作用从太阳积累的化学能。在阳光的影响下，含有一种称为叶绿素（主要光合色素）的色素的植物叶细胞吸收阳光，将光能转化为化学能。在光合作用过程中，植物利用大气中的二氧化碳和土壤中的水来产生葡萄糖（一种碳水化合物）并释放氧气。

葡萄糖用于生产其他产品，如纤维素、木质素和其他碳水化合物，它们构成植物组织的结构成分。这使得植物能够利用葡萄糖来生长、维持和生物质生产。在这个过程中，葡萄糖还可以以淀粉的形式储存起来，为植物提供能量。

2. 生物质的化学成分

生物质是一种丰富的可再生能源，由草、木材、稻草、棕榈叶、甘蔗渣、咖啡壳、动物粪便和其他有机废物等有机材料产生。生物质的化学成分可能会根据所使用的草或木材的来源和类型而变化。然而，生物质的一些常见成分包括：

木质素：约占原始生物质重量的15-25%。木质素是一种复杂的有机聚合物，存在于木本植物的细胞壁中。在化学上，木质素是由苯酚前体交联形成的聚合物，它主要充当植物结构组织中的粘合物质。木质素对于细胞壁的形成特别重要，尤其是在木材和树皮中，因为它提供硬度和耐腐性。
纤维素：纤维素是一种多糖，约占原始生物质重量的40-50%。纤维素也是植物细胞壁的主要成分，并且是生物转化过程中葡萄糖生产的主要来源。
半纤维素：与纤维素类似，半纤维素也是植物细胞壁中存在的一种多糖。它约占原始生物质重量的20-35%，通常含有各种化学单元，在生物转化过程中发挥着至关重要的作用。
蛋白质：在源自食物（例如甘蔗渣或咖啡壳）的生物质来源中，蛋白质可占原始生物质重量的约2-10%。
脂质：脂质在生物质中相对不常见，通常只占原始生物质重量的一小部分（<1%）。
水分：水分是生物质的另一个重要因素，它可以影响转化过程和能源效率。原始生物质的水分含量范围为 5% 至 50% 以上，具体取决于收获和储存过程。

3. 生物质的类型

生物质以三种形式存在：固体、液体和气体，通常燃烧以释放能量。

固体形式：这是最常见的生物质形式，利用农业和林业残留物，如稻壳、甘蔗渣、咖啡渣、玉米芯、棕榈仁壳、稻草、木片等。此外，工业和家庭生产产生的固体废物，如食品边角料、纸张、其他有机材料等也被认为是生物质的一种形式。
市场上一些流行的固体生物质燃料类型：
- 稻壳颗粒
- 木头颗粒
- 切碎的柴火
- 碾碎的稻壳
液体形式：生物质还可以转化为液体燃料，例如用于内燃机的甲醇和乙醇。
气体形式：工业废物处理过程和废水处理厂可以产生沼气。在此过程中，细菌分解有机物产生沼气，主要是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。该过程产生的甲烷气体可以被收集并用作生物质能源。

4. 生物质能从哪里来？

生物质能源源自可再生、有机和高度可再生的材料。生物质能源的来源包括：

农业残留物：包括每个生长季节后残留的副产品、剩余的、未使用的农作物部分、收获后不可食用的花卉部分、专门用于生物能源生产、为淀粉、糖、油提取和香精而种植的非谷物作物的残留物。
林业和木材工业剩余物：由树干、树枝、修剪过的树枝或木制品加工后获得的锯末、木片组成。这种生物质来源通常用作工业锅炉的燃料。
畜牧废物：动物粪便和谷仓污泥通常被用来转化为气体或直接燃烧以产生热量并产生能源。然而，动物粪便中含有大量甲烷，对人体健康有害。
工业废物：各种制造过程中产生的有机废物，可能是固体或液体形式。大多数来自食品加工和造纸行业。
固体废物：住宅、商业、工业和机构活动产生的城市固体废物含有来自植物、纸张、纸板等的有机物，是一种大量的可再生资源。然而，并非所有固体废物都适合生物质，尤其是金属。
污水：城市地区的人类和动物废物提供了化学能源的重要来源。动物粪便经过处理后产生甲烷气体和可燃沼气，用于取暖和作为燃烧燃料。

5. 生物质的优点和局限性

5.1 生物质的优点

生物质的利用历史悠久，既服务于生活又服务于生产。以下是使用生物质时的一些突出好处：

环保：生物质是一种环保燃料来源，燃烧时不会增加二氧化碳排放。利用生物质能保护环境、提高农林产品价值、节约成本。
减缓气候变化：气候变化是过度使用化石燃料的结果，这些燃料排放到大气中导致温室效应和全球变暖等不利的气候现象。在能源生产中使用生物质相当于减少化石燃料的使用，带来许多环境效益。
农林废弃物综合利用：随着农林业的发展，废弃物产生量不断增加。这也是生物质原料的丰富来源，有助于解决废物问题，同时创造大量、廉价且环保的资源。
可持续能源：生物质是一种高度可再生的生物燃料，是能源和环境行业未来的亮点。植物可以在短时间内重新种植和生长，而无需像石油或煤炭那样等待数百万年。这有助于在不耗尽自然资源的情况下维持生物质的持续供应。