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中国工程院《中国可再生能源发展战略研究报告》中表示，我国含太阳能在内每年开采的清洁能源有21.48亿吨标准煤。其中，生物质能是水电的2倍且是风电的3.5倍，占总量的54.5%，是我国最具发展潜力的可再生能源。
作为人类最早使用的能源，生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。据国际能源署（IEA），2030年全球36%的能源消费来自可再生能源，其中生物质能将占到60%。因此，发展生物质能将为推动碳减排与应对气候变化作出贡献。
生物质参与碳循环示意图 资料来源：双碳与金融研究中心（RCCF绘制）
何为生物质能
生物质（biomass）是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。（百度百科）
生物质存在于木材、锯末、稻草、种子废料、粪肥、废纸、生活垃圾、废水等各种不同材料中，涵盖所有的动物、植物和微生物等各种有机体，是全球范围内最广泛存在的物质。
生物质概述 资料来源：百度百科
生物质能（biomass energy）是自然界中有生命的植物提供的能量，这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。据计算，生物质储存的能量比世界能源消费总量大2倍。（百度百科）
生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用（同时吸收大气中的CO2并贮存在生物质内），可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是可再生能源也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能利用形式 资料来源于网络
生物质能的工作原理
生物质能发电（biomass energy generation）是以生物质及其加工转化成的固体、液体、气体为燃料的热力发电技术，主要分为直接燃烧发电、甲醇发电、城市垃圾发电以及沼气发电。
一、直接燃烧发电
直接燃烧发电是把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定蒸汽锅炉中，燃烧产生的热量用于水蒸汽带动汽轮机，驱动蒸汽机转动进而带动发电机发电。燃烧时采用专门的生物质工业锅炉，先将生物质压缩成密度较大、性能接近煤的成型燃料，再将其燃烧转换为热能。
直接燃烧发电原理 资料来源：双碳与金融研究中心
直接燃烧发电与燃煤火力发电原理相同，区别主要体现在原料上，火力发电的原料是煤，而直接燃烧发电的原料主要是农林废弃物和秸秆，相比燃煤锅炉，生物质锅炉排放的碳排放量较低。
直接燃烧发电是最简单也最直接的方法，但由于生物燃料密度较低，其燃料效率和发热量都不如化石燃料，因此通常应用于大量工、农、林业生物废弃物需要处理的场所，且大多与化石燃料混合或互补燃烧。
目前，在发达国家，生物质能燃烧发电占可再生能源（不含水电）发电量的70%。我国主要集中在南方地区（许多糖厂利用甘蔗渣发电：1吨甘蔗榨糖后可留下320公斤甘蔗渣，而一家糖厂每年就能处理几十万吨甘蔗）。
二、甲醇发电
被称为液态阳光的甲醇发电优越性很大（发电成本逐步下降、植物甲醇不会面临枯竭威胁、低污染、液态状态使得储存和运输极为方便）。
甲醇发电先将甲醇加热使其气化，气化的甲醇与水蒸汽发生反应产生氢气，再以氢为燃料，在燃烧室中燃烧生成燃气，用以驱动燃气轮机带动发电机组发电。
甲醇发电原理 资料来源于网络
三、城市垃圾发电
城市垃圾发电是指通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾，再通过蒸汽轮机发电机组发电的一种发电形式。焚烧垃圾产生的高温烟气在余热锅炉中进行热交换，产生过热蒸汽，推动汽轮发电机组产生电能，电能通过电网输送到各地，实现垃圾处理的资源化。
城市垃圾发电原理 资料来源：工业固废圈
四、沼气发电
沼气发电是指以沼气作为燃料产生动力来驱动发电机产生电能的发电方式，是沼气大型化利用的主要技术之一。在沼气发电流程中，生物质原料经气化器形成沼气，经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组，从而驱动与沼气涡轮机相连接的发电机而产生电力。其主要设备有沼气发电机组、发电机和热回收装置。
沼气发电原理 资料来源：双碳与金融研究中心
目前，沼气利用主要集中在农村、养殖业、工业等三大领域，是一个充分利用资源实现循环经济的综合性的基础产业。
生物质能的特征及应用领域
基于生物资源分散、不易收集、能源密度较低等自然特性，生物质能具有如下突出优势：
1可循环再生。生物质能作为可再生能源，具有天然的自我再生功能，可以保证能源长久持续的使用；
2兼容性强。可直接使用，也可以利用转化工艺作为二次能源使用，还可通过生物、化学和物理方法转换成生物能源；
3有利于环境保护。生物质能是二氧化碳中性的，其燃烧产生的二氧化碳量等于植物在生长过程中吸收的二氧化碳量，对降低CO2排放有突出作用，有助于减缓温室效应，并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。
然而，生物质能本身也有不可忽视的弊端：
1生物质能分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等；
2建设和运营成本相对较高。生物质能成本较高，且供应受季节性等因素影响，价格波动较大。
生物质能的发展现状
一、全球生物质能发展现状
世界生物质能发电起源于20世纪70年代世界性石油危机后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推动秸秆等生物质能发电。自1990年以来，生物质能发电在欧美许多国家开始大力发展。
随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，2009年欧洲成员国设定强制性国家可再生能源目标（可再生能源指令(2009/28/EC)）；2018年制定2030达到32%的可再生能源利用目标；2021年，欧盟委员会提出到2050年实现碳中和的目标。一系列的环保政策支持使得加快开发利用生物质能等可再生能源成为世界各国的普遍共识和一致行动，也是全球能源转型及实现应对气候变化目标的重大战略举措。
2019年欧盟28国的总能源供应(TES)为65.8艾焦(EJ)。可再生能源占比15.1%，其中约63%来自生物质能。从能源结构方面看，煤炭的占比从2000年的17%下降到2019年的11%。而以生物质能为代表的可再生能源的比例呈爆发式增长，从2004年的5%涨幅至2019年的9.5%。
2019年欧盟28国总能源供应和组成 资料来源：生物质能观察
在过去十几年间，生物质能的总体供应量从2.5艾焦增加到6艾焦以上。生物质固体燃料仍然占据主导地位，达到4.3艾焦，占比高达68%。生物乙醇，生物柴油和沼气的生产也实现了从无到有的发展。
2000年至2019年欧盟28国生物质能供应量及组成 资料来源：生物质能观察
绿色：生物质固体燃料
蓝色、黄色和红色：生物乙醇，生物柴油和沼气
目前，世界各国都提出了明确的生物质能发展目标，制定了相关发展规划、法规和政策，促进可再生的生物质能发展（美国的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北欧的生物质发电、德国的生物燃气等）。
二、中国生物质能发展现状
中国拥有丰富的生物质能资源，理论总量有50亿吨左右。
2021年中国生物质能发电累计装机量为3798万千瓦，新增装机为808万千瓦，同比2020年上涨48.80%。据统计，截至2021年底，我国生物质能发电累计装机容量占可再生能源发电装机容量的3.6%。
2015-2021年中国生物质发电装机量（单位：万千瓦） 资料来源：国家能源局、智研咨询整理
2021年累计装机量前五地区是山东、广东、浙江、江苏和安徽，分别为395.6万千瓦、376.6万千瓦、291.7万千瓦、288.0万千瓦、239.1万千瓦。新增装机量最多地区为河北91.8万千瓦；其次是广东78.7万千瓦，黑龙江72.3万千瓦。
2012-2021年中国生物质发电装机容量占比情况 资料来源：国家能源局，华经产业研究院整理
2021年中国生物质能发电量为1637亿千瓦时，同比增涨23.45%。
2015-2021年中国生物质能发电量统计情况（单位：亿千瓦时） 资料来源：国家能源局、智研咨询整理
发电量排行前六地区为广东、山东、浙江、安徽及黑龙江，分别为206.6亿千瓦时、180.2亿千瓦时，143.8亿千瓦时，133.9亿千瓦时和79.7亿千瓦时。
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。未来，生物质能将在各个领域为我国2030年碳达峰和2060年的碳中和做出贡献。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。
中国生物质能政策汇总 资料来源于网络（由碳榕数科整理）
据统计分析，预计到2030年我国生物质能发电总装机容量达到5200万千瓦，提供的清洁电力超过3300亿千瓦时，碳减排量超过2.3亿吨。到2050年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能源。到2060年，我国生物质能发电总装机容量达到10000万千瓦，提供的清洁电力超过6600亿千瓦时，碳减排量超过4.6亿吨。
生物质能的开发与资源利用 资料来源：双碳与金融研究中心（RCCF绘制）
作为可再生能源的核心，生物质能的开发利用不仅能改善生态环境，还可解决我国农村的能源短缺并促进绿色农业发展，创造新的经济增长点，是实现能源、环境和经济可持续发展的重要途径。在未来，生物质能必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的动力，成为人类未来发展的重要能源。
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