1.1　生物质的概念

生物质（biomass=bio+mass），原本是生态学专业用来表示生物量（即生物现存量）的专业词汇，最早作为学术用语在1934年，俄国人Bogorov在海洋生物协会会志上发表了有关浮游生物随季节而变化的报告，报告中把生物的量称作biomass，以后在学术界就逐渐应用起来。生物质超越生态学用语范围，变成含有“作为能源的生物资源”意义是在石油危机以后。由于当时大力提倡替代能源，生物质的定义也变成“蓄有太阳能的各种生物体的总称”“用质量或能量表示的生物体的量，或可以看作是能源或工业原料的生物体”，也有把“树木整体及其一部分切碎以后形成的物质”等作为生物质定义的。根据能量资源的观点，采用“一定量积累的动植物资源和来源于动植物的废弃物的总称（不包括化石能源）”作为生物质定义。

生物有机体通过光合作用将太阳能以化学能的形式固定并储存在其体内，地球上的生态系统每年净产的生物干有机物总量约为1700亿吨，其蕴藏的生物能量相当于目前全世界每年能量消耗总量的好几倍，如果将这些可再生生物有机体中储存的能量加以高效充分的利用，完全可以替代目前使用的化石资源，满足人类的需要。

生物质直接或间接来自于植物，广义地讲，生物质是一切直接或间接利用绿色植物进行光合作用而形成的有机物，它包括世界上所有的动物、植物和微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。狭义地讲，生物质是指来源于草本植物、藻类、树木和农作物的有机质。

现代的或狭义的生物质产业是指可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物以及利用边际性土地和水面种植的能源植物为原料，通过工业性加工转化生产生物质产品、生物燃料和生物能源的一种新兴产业。

从生物学角度，生物质可分为植物性和非植物性两类。植物性生物质指的是植物体以及人类利用植物体过程中产生的植物废弃物；非植物性生物质指的是动物及其排泄物、微生物体及其代谢物、人类在利用动物、微生物过程中产生的废弃物，包括废水和垃圾中的有机成分。

从能源资源看，生物质主要分为森林资源、农业资源、水生生物质资源和城乡工业性与生活有机废弃物资源等。

从生物质能开发、利用的历史出发，生物质可分为传统生物质和现代生物质两类。传统生物质有薪柴、稻草、稻谷、粪便及其他植物性废弃物。现代生物质着眼于可进行规模化利用的生物质，如林业或其他工业的木质废弃物、制糖工业与食品工业的作物残渣、城市有机垃圾、大规模种植的能源作物和薪炭林等。

生物质资源种类繁多、分布甚广，常见的生物质主要有如下几种：

（1）薪柴和林业废弃物　以木质素为主体的生物质材料曾是人类生存、发展过程中利用的主要能源，目前还是许多发展中国家的重要能源，是生物质气化转化的主要原料。

（2）农作物残渣和秸秆　农作物残渣和秸秆是常见的农业生物质资源，农作物残渣具有水土保持与土壤肥力固化的功能，一般不作为能源利用。秸秆传统用于饲料、烧柴等，目前是生物质气化和沼气发酵的重要原料。

（3）养殖场畜禽粪便　养殖场畜禽粪便是一种富含氮元素的生物质材料，可作为有机肥加工的重要原料。干燥后可直接燃烧供热，与秸秆一起构成沼气发酵的两大主要原料。

（4）水生植物　水生植物是还未被充分注意和利用的生物质材料，主要有水生藻类、浮萍等。国内许多淡水湖泊因富营养化而滋生大量水生植物与藻类，如能有效结合水体的治理，大规模收集并转化水生植物为可利用的能源，具有十分重要的意义。

（5）制糖工业与食品工业作物残渣　制糖工业与食品工业的作物残渣多为纤维素类生物质，比较集中，利于应用。特别是制糖作物残渣（如甘蔗渣），是世界各国都在重点利用的生物质原料。

（6）生活有机垃圾　城市有机垃圾的利用早为世界各国所关注，直接焚烧供热、气化发电以及用于发酵生产沼气等技术已日趋成熟。

（7）工业有机废液　城市污水和工业有机废水是唯一属于非固体型的生物质能源原料，通过发酵技术可在治理废水的同时获得以液体或气体为载体的二次能源。

（8）能源植物　能源植物是以直接制取燃料为目标的栽培植物，与普通的生物质材料相比，能源植物一般都进行规模化种植，所选择的植物需要经过筛选、嫁接、驯化与培育，以提高产量、产能效率和所产生能量的品位。