1.1　生物質(zhì)的概念

生物質(zhì)（biomass=bio+mass），原本是生態(tài)學(xué)專業(yè)用來(lái)表示生物量（即生物現(xiàn)存量）的專業(yè)詞匯，最早作為學(xué)術(shù)用語(yǔ)在1934年，俄國(guó)人Bogorov在海洋生物協(xié)會(huì)會(huì)志上發(fā)表了有關(guān)浮游生物隨季節(jié)而變化的報(bào)告，報(bào)告中把生物的量稱作biomass，以后在學(xué)術(shù)界就逐漸應(yīng)用起來(lái)。生物質(zhì)超越生態(tài)學(xué)用語(yǔ)范圍，變成含有“作為能源的生物資源”意義是在石油危機(jī)以后。由于當(dāng)時(shí)大力提倡替代能源，生物質(zhì)的定義也變成“蓄有太陽(yáng)能的各種生物體的總稱”“用質(zhì)量或能量表示的生物體的量，或可以看作是能源或工業(yè)原料的生物體”，也有把“樹(shù)木整體及其一部分切碎以后形成的物質(zhì)”等作為生物質(zhì)定義的。根據(jù)能量資源的觀點(diǎn)，采用“一定量積累的動(dòng)植物資源和來(lái)源于動(dòng)植物的廢棄物的總稱（不包括化石能源）”作為生物質(zhì)定義。

生物有機(jī)體通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式固定并儲(chǔ)存在其體內(nèi)，地球上的生態(tài)系統(tǒng)每年凈產(chǎn)的生物干有機(jī)物總量約為1700億噸，其蘊(yùn)藏的生物能量相當(dāng)于目前全世界每年能量消耗總量的好幾倍，如果將這些可再生生物有機(jī)體中儲(chǔ)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資源，滿足人類的需要。

生物質(zhì)直接或間接來(lái)自于植物，廣義地講，生物質(zhì)是一切直接或間接利用綠色植物進(jìn)行光合作用而形成的有機(jī)物，它包括世界上所有的動(dòng)物、植物和微生物，以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物。狹義地講，生物質(zhì)是指來(lái)源于草本植物、藻類、樹(shù)木和農(nóng)作物的有機(jī)質(zhì)。

現(xiàn)代的或狹義的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，包括農(nóng)作物、樹(shù)木和其他植物及其殘?bào)w、畜禽糞便、有機(jī)廢棄物以及利用邊際性土地和水面種植的能源植物為原料，通過(guò)工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物質(zhì)產(chǎn)品、生物燃料和生物能源的一種新興產(chǎn)業(yè)。

從生物學(xué)角度，生物質(zhì)可分為植物性和非植物性兩類。植物性生物質(zhì)指的是植物體以及人類利用植物體過(guò)程中產(chǎn)生的植物廢棄物；非植物性生物質(zhì)指的是動(dòng)物及其排泄物、微生物體及其代謝物、人類在利用動(dòng)物、微生物過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物，包括廢水和垃圾中的有機(jī)成分。

從能源資源看，生物質(zhì)主要分為森林資源、農(nóng)業(yè)資源、水生生物質(zhì)資源和城鄉(xiāng)工業(yè)性與生活有機(jī)廢棄物資源等。

從生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)、利用的歷史出發(fā)，生物質(zhì)可分為傳統(tǒng)生物質(zhì)和現(xiàn)代生物質(zhì)兩類。傳統(tǒng)生物質(zhì)有薪柴、稻草、稻谷、糞便及其他植物性廢棄物。現(xiàn)代生物質(zhì)著眼于可進(jìn)行規(guī)模化利用的生物質(zhì)，如林業(yè)或其他工業(yè)的木質(zhì)廢棄物、制糖工業(yè)與食品工業(yè)的作物殘?jiān)⒊鞘杏袡C(jī)垃圾、大規(guī)模種植的能源作物和薪炭林等。

生物質(zhì)資源種類繁多、分布甚廣，常見(jiàn)的生物質(zhì)主要有如下幾種：

（1）薪柴和林業(yè)廢棄物　以木質(zhì)素為主體的生物質(zhì)材料曾是人類生存、發(fā)展過(guò)程中利用的主要能源，目前還是許多發(fā)展中國(guó)家的重要能源，是生物質(zhì)氣化轉(zhuǎn)化的主要原料。

（2）農(nóng)作物殘?jiān)徒斩挕∞r(nóng)作物殘?jiān)徒斩捠浅Ｒ?jiàn)的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源，農(nóng)作物殘?jiān)哂兴帘３峙c土壤肥力固化的功能，一般不作為能源利用。秸稈傳統(tǒng)用于飼料、燒柴等，目前是生物質(zhì)氣化和沼氣發(fā)酵的重要原料。

（3）養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便　養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便是一種富含氮元素的生物質(zhì)材料，可作為有機(jī)肥加工的重要原料。干燥后可直接燃燒供熱，與秸稈一起構(gòu)成沼氣發(fā)酵的兩大主要原料。

（4）水生植物　水生植物是還未被充分注意和利用的生物質(zhì)材料，主要有水生藻類、浮萍等。國(guó)內(nèi)許多淡水湖泊因富營(yíng)養(yǎng)化而滋生大量水生植物與藻類，如能有效結(jié)合水體的治理，大規(guī)模收集并轉(zhuǎn)化水生植物為可利用的能源，具有十分重要的意義。

（5）制糖工業(yè)與食品工業(yè)作物殘?jiān)≈铺枪I(yè)與食品工業(yè)的作物殘?jiān)酁槔w維素類生物質(zhì)，比較集中，利于應(yīng)用。特別是制糖作物殘?jiān)ㄈ绺收嵩鞘澜绺鲊?guó)都在重點(diǎn)利用的生物質(zhì)原料。

（6）生活有機(jī)垃圾　城市有機(jī)垃圾的利用早為世界各國(guó)所關(guān)注，直接焚燒供熱、氣化發(fā)電以及用于發(fā)酵生產(chǎn)沼氣等技術(shù)已日趨成熟。

（7）工業(yè)有機(jī)廢液　城市污水和工業(yè)有機(jī)廢水是唯一屬于非固體型的生物質(zhì)能源原料，通過(guò)發(fā)酵技術(shù)可在治理廢水的同時(shí)獲得以液體或氣體為載體的二次能源。

（8）能源植物　能源植物是以直接制取燃料為目標(biāo)的栽培植物，與普通的生物質(zhì)材料相比，能源植物一般都進(jìn)行規(guī)模化種植，所選擇的植物需要經(jīng)過(guò)篩選、嫁接、馴化與培育，以提高產(chǎn)量、產(chǎn)能效率和所產(chǎn)生能量的品位。