生物质能是什么？三分钟读懂它

2020年12月12日，在召开的气候雄心峰会上，我国再次明确实现碳中和目标的进一步举措，到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。



如今，瞬息万变的世界局势让我们感受到了煤炭、石油、天然气等化石能源的重要性，生物质——仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，做为全球公认的零碳可再生能源，在我国能源转型和双碳战略中处于重要地位。



所谓生物质能，从广义层面讲，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。



地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，利用率不到3%。



从狭义和法律层面讲，生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。依据来源不同，可将适合于能源利用的生物质分为林业剩余物、农业剩余物、生活污水、工业有机废渣废液、城乡固体废物和畜禽粪便等六大类。



在所有的可再生能源当中，生物质能是唯一的能够转化为液体原料的能源。其他的能源都只是提供无形的电能和热能，而生物质是可以提供有形的产品的。这些产品，不仅仅可以作为燃料，还可以作为化工领域的原料。太阳能、风能、水能、核能等能源，可以用来发电、加热等，但是不能用来制造我们日常所用的日化品。因此，在煤炭、石油枯竭的时代，人们更缺的是能够用来制造很多材料的化学产品。在这一点上，生物质能源的重要性就显现出来了。



生物质能的特点：



可再生性：生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等，同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；



低污染性：生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；



总量十分丰富：生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。



生物质能按产品形态可分为气体燃料、液体燃料、固体燃料、生物质发电等,根据不同的原料特性及用能需求选择不同的能源转化形式。



生物质燃气指以生物质为原料通过厌氧发酵或热化学转化得到的可燃气体,及其经过净化提纯或进步转化得到的可燃气体，产品主要成分包括甲烷和二氧化碳等。



生物质液体燃料指以生物质资源为原料,通过物理、化学和生物等技术手段转化产生的液体燃料,是生物质能源利用的主要形式之一,产品包括燃料乙醇/丁醇、生物柴油、生物质热解油和合成燃料等。



生物质成型燃料由松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压而成,其能源密度相当于中质烟煤,与生物质气体或液体燃料相比,是能量转化效率最高的利用方式,可用作家庭生活燃料和电厂发电、窑炉等工业燃料。



生物质发电是利用生物质燃烧或转化为可燃气体燃烧发电的技术,是目前技术最成熟、发展规模最大的上物质利用技术。从技术途径来分,生物质发电主要分为生物质直燃发电、生物质与煤混燃发电及生物质气化发电三种方式。



目前，生物质能已经通过发电、供热、供气等方式，应用于工业、农业、交通生活等多个领域了，并且是其他可再生能源无法替代的。



根据国家能源局《2021年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》显示，截至2021年底，全国可再生能源发电累计装机容量10.63亿 千瓦，其中生物质发电装机3798万千瓦。2021年，全国可再生能源发电量达2.48万亿 千瓦时，占全部发电量的29.7%，其中生物质发电量1637亿 千瓦时，占全部发电量的2.0%，占可再生能源发电量的6.6%。



生物质能的开发利用，不仅能实现对各类有机废弃物的无害化、减量化和资源化利用，进而改善生态环境，同时还有利于优化能源结构，实现碳达峰、碳中和与环境污染治理的协同。



在生物质能作为零碳能源的利用过程中，如果增加碳的收集和存储过程，收集产生的CO2，能够创造负碳排放，这样就可以成为环境修复的方式之一。



碳源是合成有机产品的必需品。后化石资源时代，终将成为一个只依赖生物质生产化学品的新时代。从长远来看，必须利用生物质的特性，建立生物质资源产品体系，通过科学和技术不断创新和进步，生物质和二氧化碳的利用将越来越广泛，这将为绿色、可持续和安全化学品体系的形成做出重大贡献。



我国拥有非常丰富的生物质能资源，但与之相对的是并不高的资源利用率。许多生物质能资源因为技术、市场、环境等诸多因素的限制，并未达到人们所期望的高效利用。



《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》预测，预计到2030年，生物质能各类途径的利用将为全社会碳减排超过9亿吨，到2060年，将实现碳减排超过20亿吨。



未来，生物质能将在各个领域为我国2030年碳达峰和2060年的碳中和做出巨大贡献，不仅有利于促进农业规模化发展，还将为应对气候变化、能源短缺和环境污染等难题起到积极作用。随着生物质能产业发展的政策环境进一步完善，技术水平进一步提高，生物质能多元化开发利用或将迎来蓬勃发展新机遇。