在下麵的指南中，我們將解釋什麼是生物質、生物燃料和生物能源。
我們將提供定義，並討論它們是如何生成的、用於什麼、不同的類型(帶有示例)以及其他相關信息。
本指南補充了我們的更短的單獨比較指南，我們概述了生物質，生物燃料，生物能源和沼氣之間的異同．
什麼是生物質?(定義)
生物質是有機物質
一些報告指出，它主要來自植物，少量來自藻類
其他報告指出，一些生物量也來自一些動物來源
它通常被稱為可再生能源(與化石燃料那樣的不可再生能源相反)
生物質從何而來?
生物質可能有三種主要來源:
1.從可食用的糧食作物和植物
2.從非食用有機材料，如非食用作物，殘餘物和廢物
3.來自藻類(和微藻類)
不同類型的生物量，及實例
wikipedia.org的一份報告指出，“生物質大致可分為五類:工業廢料和副產品、食物垃圾、農業殘留物、能源作物和原始木材。”
然而，這隻是對不同類型的生物量進行分類的一種方法。
另一種對不同類型的生物量進行分類的方法，包括但不限於:
可食用糧食作物
wikipedia.org指出:“獲取能源的主要糧食作物有產糖作物(如甘蔗)、產澱粉作物(如玉米)和產油作物(如油菜籽)。”
另一個例子是大豆
作物/植物材料本身可以被利用，但植物油和脂肪也可以從作物和植物中提取，然後使用
非食用有機材料(木材、植物/草、殘餘物及廢物)
-木材殘留物和木材廢料
可能來自森林的剩餘木材和殘留物
也可能來自木材加工廢料的形式，如邊角、木屑、鋸末等
-草類作物和木本植物
-農業殘留物和廢物
比如農作物殘渣廢料，食品加工廢料
也可以使用動物糞便
動物脂肪有時也會被使用
-城市和工業廢物
如:
人類排泄物(如汙水)
工廠和造紙廠(如紙漿和造紙廠)的廢物
有機材料來自城市垃圾，如棉花，羊毛，庭院裝飾和花園垃圾，食物垃圾，等等
藻類(及微藻類)
專門用於生物燃料
藻類被認為是“第三代”生物燃料，僅次於第一代可食用作物和第二代非食用有機材料，如殘留物和廢物
哪種類型的生物質被使用得最多?
這取決於生物質能被用來生產什麼，即它是熱還是電，生物燃料還是其他東西。
這也取決於有關的國家(因為不同的國家可能使用不同的生物質材料)
舉幾個例子…
一次能源使用
Eia.gov指出:
[2017年，生物質燃料占美國一次能源總使用量的5%:]
47%來自生物燃料(主要是乙醇)
44%來自木材和木材衍生的生物質
10%來自城市垃圾中的生物質
生物燃料
從energy.gov
大多數乙醇是由植物澱粉和糖製成的——尤其是在美國的玉米澱粉
生物柴油是將酒精與植物油、動物脂肪或回收的烹飪油脂結合而成
生物質的用途是什麼?
生物質用途廣泛，用途廣泛一係列產品都是從生物質中提取出來的．
生物質的一些主要用途包括:
-用於發電的生物質，即生物能源
特別是電和熱
要看一個國家能源結構中生物能源所占比例的例子，eia.gov指出，“2017年，生物質燃料提供了美國一次能源使用總量的約5%。”
——用於生物燃料的生物質
比如乙醇和生物柴油
-生物質用於生產商品和“生物產品”
在不同的“生物產品”中，生物質可以部分或完全取代化石燃料原料。
energy.gov網站解釋說:“(生物質)可以作為化石燃料的可再生替代品，用於生產生物製品，如塑料、潤滑劑、工業化學品以及目前從石油或天然氣中提取的許多其他產品。”
-世界發展中地區的烹飪和取暖
發展中地區可能無法像一些發達國家那樣接入電網，因此可能會燃燒木材等生物質來取暖和做飯
- *關於生物質和能源生產的說明
生物質的能量來自於儲存在植物中的化學能(以葡萄糖或糖的形式)，這些化學能是通過光合作用從太陽的能量轉化而來的
直接使用生物質vs生物質轉化
生物質可以直接使用，也可以轉化為不同的產品:
1.生物質直接使用(直接燃燒)
這是指生物質未經加工或提純就被燃燒
2.生物質轉化成不同的產品
在這裏，生物質被加工或精煉，以固體、氣體或液體燃料的形式製成“生物”產品。
轉換主要有三種類型:
熱轉化(又稱熱化學轉化)
化學轉化
生物轉化(又稱生化轉化)
Eia.gov更詳細地解釋了每一個轉換過程
什麼是生物燃料?(定義)
生物燃料是從生物質來源中提取的燃料
生物質被轉化為液體“生物燃料”
生物燃料的用途是什麼?
生物燃料主要是在交通運輸中作為石油的替代燃料
生物燃料可以用於汽車和卡車等公路運輸，也可以用於飛機和噴氣式飛機等航空運輸，以及船舶等水上運輸
除了運輸燃料，生物燃料也可以
生物燃料是如何製造的?
不同的生物燃料有自己的轉化過程，將生物質轉化為成品/精煉生物燃料產品
生物燃料通常經過兩個步驟的轉化過程來生產最終的生物燃料產品:
1.解構主義
這是生物質材料的分解過程
它可以包括高溫分解，也可以包括低溫分解
2.升級
升級從生物質材料的解構中提取分解的構件，並將其升級為最終的生物燃料產品
這一步的處理可以是生物的或化學的
gov更詳細地解釋了這兩個轉換過程步驟
另一份報告指出，生物質轉化為生物燃料可以通過熱法、化學法和生物化學法來實現。
不同類型的生物燃料，以及生物燃料的例子
生物燃料的種類
兩種主要的生物燃料都是第一代生物燃料，它們是:
- - - - - -乙醇
一種通過發酵製成的酒精，可與汽油以不同的比例混合使用
還有不同種類的乙醇，比如玉米乙醇和纖維素乙醇
eia.gov指出乙醇占美國生物燃料生產(85%)和消費(82%)的最大份額。
乙醇的潛在好處之一是它的辛烷值比汽油高
——生物柴油
通常與石油柴油以不同的比例混合
它是由酒精與植物油、動物脂肪或回收的烹飪油脂混合而成
它的目的是作為柴油發動機車輛中以石油為基礎的柴油的更清潔的燃燒替代品
eia.gov指出，與乙醇相比，它在美國生物燃料生產和消費中所占的份額要小得多
下一代生物燃料
下一代生物燃料被稱為“可再生碳氫化合物”的開發也在進行中。
這些生物燃料是由不同的生物質(廢物、藻類等)製成的，是碳氫化合物生物燃料
這意味著它們是以化石燃料為基礎的燃料(即以石油為基礎的燃料)的“功能等同物”，如汽油、柴油和航空燃料
這也意味著它們可以用作石油的替代燃料，而不需要混合它們
eia.gov指出，可再生柴油(也被稱為綠色柴油)是燃料下降的一個例子，在美國，可再生柴油的生產和消費規模雖小，但已經在增長
Eia.gov在報告中列出了處於不同開發和商業化階段的其他可再生燃料
Wikipedia.org也在報告中討論了“綠色柴油”以及它是如何通過加氫裂化生產的
第一代vs第二代vs第三代生物燃料
第一代、第二代和第三代生物燃料的區別，除了它們的開發時間之外，在於它們的來源。
第一代
從糖和小麥等糧食作物(或甘蔗和玉米澱粉等植物)中提取的
第二代
來自非非食用生物質，如木材、有機廢物、糧食作物廢物和其他類型的廢物和殘留物。
第三代
專門從藻類(和微藻類)中提取的
第四代生物燃料
維基百科對第四代生物燃料的描述包括“……電燃料和太陽能燃料[以及……]由生物工程生物如藻類和藍藻生產的生物燃料”。
這些生物燃料可能仍處於開發階段
更多關於生物燃料
我們已經提供了本指南提供更多關於生物燃料、生物柴油和乙醇的信息，包括比較．
什麼是生物能源?(定義)
生物能是從生物質能中獲得的能量
不同的報告主要從兩方麵定義生物能源:
1.所有的產品都是從生物質中提取的
例如運輸燃料(生物燃料)、熱能、電力和“生物”商品/產品
2.或者，具體來說，是用來產生熱或電的生物質能
這與用於生產生物燃料或其他生物產品的生物質不同
在這種背景下，一些報告也將生物能源稱為“生物動力”
當我們在這裏使用這個短語時，“生物能源”是生產能源的多種方式之一，其他的還有使用其他能源的其他能源生產方法，如化石燃料、其他可再生能源，如太陽能和風能、核能等
生物能源的用途是什麼?
生物能源，即儲存在生物質能中的能量，通常用於:
-產熱
-發電
生物能源是如何產生的?
生物能源是如何產生的
生物質通過不同的過程轉化為熱或電。
energy.gov指出，將生物質能中儲存的能量釋放出來生產生物動力的主要三種方式是:
-直接燃燒
-細菌腐爛(也稱為細菌分解或厭氧消化)
-轉換為氣體或液體燃料。
Energy.gov網站在他們的報告中解釋了這三種發電過程
但是，作為一些最重要的要點的轉述總結:
-直接燃燒
生物質可以在鍋爐中燃燒產生蒸汽，轉動渦輪葉片，驅動發電機發電
生物質也可以替代現有電廠爐中的一部分煤(通過共燒)
-生物質轉化為沼氣(通過厭氧消化)
生物質被轉化為可再生天然氣(生物甲烷)，然後它可以被淨化並用於發電
-生物質轉化為合成氣(轉化為氣體)
Energy.gov概述了通過氣化製造合成氣(一種主要由一氧化碳和氫氣組成的氣體)的步驟
一旦生物質轉化為合成氣，合成氣就可以在傳統鍋爐中燃燒發電
合成氣也可以在聯合循環燃氣輪機中取代天然氣。
-生物質轉化為生物油(轉化為液體燃料)
一旦生物質通過熱解轉化為原油生物油，它“就會在熔爐、渦輪機和發電發動機中取代燃料油或柴油”。
生物質發電最常見的方法
生物質產生的大部分電力是通過直接燃燒(即直接燃燒生物質)產生的(energy.gov)
不同類型的生物能源&生物能源實例
生物能源必然有不同的類型
然而，也有不同的生物質能來源可作為產生熱或電的能源
將生物質轉化為電能也有不同的過程，例如直接燃燒生物質與先將其轉化為天然氣或石油
生物能源可以根據這些不同的變量進行分類
什麼是沼氣?(定義)
沼氣是由不同種類的生物質(即有機廢物)產生的氣體
有機廢物分解產生的沼氣含有兩種主要氣體——甲烷和一些二氧化碳
沼氣中還有微量的其他氣體
沼氣的用途是什麼?
沼氣被捕獲後，可以用來生產熱和電
它也可以用作汽車燃料
Eesi.org指出:
沼氣可用於發動機、微型渦輪機和燃料電池。
沼氣還可以升級為生物甲烷，也被稱為可再生天然氣或RNG，並注入天然氣管道或用作汽車燃料。
在他們的報告中，eesi.org還概述了原始沼氣、可再生天然氣/生物甲烷和轉化為CNG或LNG的RNG(即轉化為CNG或LNG的RNG可用作汽車燃料)的潛在用途。
沼氣是如何產生的?
沼氣是在自然界、垃圾填埋場和一些牲畜糞便管理係統中產生的
然而，控製和包含沼氣是由厭氧消化器產生的
有機材料和有機廢物經過厭氧消化，細菌在沒有氧氣存在的情況下分解有機廢物
沼氣是從有機廢物的分解中獲取的
另一種產物也是通過厭氧消化產生的厭氧產物，即可作為土壤改良劑的液體和固體
不同類型的沼氣&沼氣實例
沼氣可以有以下幾種形式:
-原始沼氣
-可再生天然氣(或生物甲烷)
沼氣一種經過精煉以去除二氧化碳、水蒸氣和其他微量氣體的沼氣
關於沼氣的更多信息
在本指南中，我們提供了更多關於原始沼氣、生物甲烷和沼氣轉化的信息，並提供了這些氣體的比較。
來源
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Biomass
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Biofuel
3.https://www.energy.gov/eere/bioenergy/bioenergy-basics
4.https://www.eia.gov/energyexplained/biofuels/
5.https://www.eia.gov/energyexplained/biomass/
6.https://www.energy.gov/eere/bioenergy/biopower-basics
7.https://www.energy.gov/eere/bioenergy/bioproduct-basics
8.https://www.energy.gov/eere/bioenergy/biofuel-basics
9.https://www.eesi.org/papers/view/fact-sheet-biogasconverting-waste-to-energy
10.//www.6655zr.com/biomass-energy-pros-cons-now-future/
11.https://education.nationalgeographic.org/resource/biomass-energy