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在中國工程院發布的《中國可再生能源發展戰略研究報告》中，目前我國含太陽能在內每年開采的清潔能源經過換算能源效率等于21.48億噸標準煤。在清潔能源中生物質能占總量的54.5%，是整個清潔能源體系的重要組成部分。按照目前的能源發展來看，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣等化學能源外的第四大能源。

根據國際能源署的預測，在2030年全球36%的能源消費或將來自可再生能源，其中生物質能將占到可再生能源部分的60%。生物質能或將成為雙碳大背景下能源發展的新趨勢。

一、生物質能的概念

生物質指的是指通過光合作用而成的各種有機體，包括所有的動植物和微生物。生物質存在于木材、稻草、種子廢料、糞肥、廢紙、生活垃圾、廢水等各種材料中，屬于全球范圍內最廣泛存在的物質。生物質能是通過生物質作為載體將太陽能儲存于有機體，在通過自然界的循環實現能源的轉換，據統計生物質目前儲存的能量是世界能源消費總量的2倍，提升生物質能的轉換效率對解決未來能源使用問題有重要意義。生物質能通過直接或間接的綠色植物的光合作用，一方面有效吸收大氣中排放的二氧化碳，另一方面又將太陽能轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，屬于可再生能源的碳源。

二、生物質能的優勢

1、可循環再生。生物質能作為可再生能源，具有天然的自我再生功能，可以保證能源長久持續的使用，有助于解決因有限的不可再生能源未來可能出現的能源危機。

2、應用方式多樣。生物質能既可直接使用，也可以利用轉化工藝作為二次能源使用，還可通過生物、化學和物理方法轉換成其他生物能源；

3、零碳能源，保護環境。生物質能是二氧化碳中性，燃燒產生的二氧化碳量等于植物在生長過程中吸收的二氧化碳量，有助于減碳，且在轉化過程的相比于其他方式硫化物、氮化物和粉塵等的排放更少。

三、生物質能發電

基于目前能源體系的構建，電能是目前使用占比較大的一種能源形式。在生物質能的應用中，生物質能發電是具有一定發展前景的一種能源使用方式，生物質能發電是通過運用生物質及其加工轉化成的固體、液體、氣體的生物質能燃料而實現的一種熱力發電技術，目前主要分為直接燃燒發電、甲醇發電、城市垃圾發電和沼氣發電四種。

1、直接燃燒發電

直接燃燒發電是先采用專門的生物質工業鍋爐將生物質壓縮成密度較大、性能接近煤的成型燃料，然后將生物質原料送入適合生物質燃燒的特定蒸汽鍋爐中，燃燒產生的熱量將水轉換為水蒸汽，再通過水蒸汽帶動汽輪機，從而驅動蒸汽機轉動，最后再帶動發電機發電。

直接燃燒發電的工作原理同燃煤火力發電原理相同，兩者的區別主要體現在燃料上，火力發電的原料是煤，而直接燃燒發電的原料主要是農林廢棄物和秸稈，同燒煤相比，生物質鍋爐排放的碳排放量會更低，又助于實現發電過程中的減碳。

直接燃燒發電是快速直接利用生物質能的方法，但由于生物燃料密度相比于化石燃料較低，燃料效率和發熱量都不如化石燃料，所以目前大多數應用于生物廢棄物的回收再利用。目前，在生物質能技術相對比較成熟的國家，生物質能的燃燒發電占可再生能源發電量的70%，目前像一些糖廠榨糖后的原料就被利用于生物質能的發電。

2、甲醇發電

除了傳統的秸稈、木屑等農產品原料，甲醇發電目前也是生物質能發電的一種選擇方式，因其發電成本逐步下降，污染較低且液態狀態易儲存的原因，被認為具有較高的發展前景。

甲醇發電的工作原理是先將甲醇加熱使其氣化，氣化的甲醇通過水蒸汽發生化學反應產生氫氣，再以氫氣為燃料，在燃燒室中燃燒生成燃氣，通過燃氣驅動燃氣輪機帶動發電機組發電。

3、城市垃圾發電

城市垃圾發電的工作原理是通過特殊的焚燒鍋爐燃燒城市固體垃圾，再通過蒸汽輪機發電機組發電。其中焚燒垃圾產生的高溫煙氣在余熱鍋爐中進行熱交換，產生過熱蒸汽，推動汽輪發電機組產生電能，實現生活垃圾的回收再利用，一方面緩解了城市垃圾過多帶來的環境問題，另一方面也為城市提供了一定的能源輸送。

4、沼氣發電

沼氣發電的工作原理以沼氣作為燃料產生動力來驅動發電機產生電能，是目前沼氣大型化利用的一種方式。在沼氣發電流程中，生物質原料經氣化器形成沼氣，再經脫硫器由貯氣罐供給燃氣發電機組，從而驅動與沼氣渦輪機相連接的發電機而產生電力。需要的主要設備有沼氣發電機組、發電機和熱回收裝置,目前沼氣利用主要集中在養殖業、工業等領域，通過充分利用資源實現循環經濟的綜合性發展。

四、國內生物質能的發展現狀以及前景

中國擁有豐富的生物質能資源，據測算理論總量有50億噸左右。2021年中國生物質能發電累計裝機量為3798萬千瓦，新增裝機為808萬千瓦，同比2020年上漲48.80%。據統計，截至2021年底，我國生物質能發電累計裝機容量占可再生能源發電裝機容量的3.6%。從目前的裝機容量看，相比于我國豐富的生物質能資源，生物質能資源的使用率并不高。隨著生我國2030年碳達峰和2060年的碳中和目標的實施，生物質能未來會有更大的需求。在產業政策不斷完善和生物質能技術不斷提高下，未來生物質能的應用或迎來新的發展機遇。