袁艳文，孟海波，姚宗路，罗 娟

（农业农村部规划设计研究院，北京 100125）

0 引言

生物质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。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式[1]。生物质能原料包括农作物秸秆[2]、畜禽粪便[3]、林业剩余物[4]、能源作物（植物）[5]、工业有机废水、城市生活污水[6]和有机垃圾[7]等。据中国农村能源统计，全国每年农作物秸秆产生量约10亿t，综合利用率为83.67%；畜禽粪污产生量约38亿t，30%以上未有效利用；农产品加工剩余物产生量1.2亿～1.5亿t；林业剩余物产生量约3.5亿t；有机垃圾产生量约2.0亿t。由于收集损失及其他利用方式竞争，可收集并能源化利用的生物质资源量约7.1亿t标准煤，生物质能资源开发利用潜力巨大。

厌氧消化是指在缺氧或无氧环境下，微生物分解代谢有机物，形成各种代谢产物，获得能量和合成代谢前体，实现自身生长和繁殖的代谢过程。具体可以分为4个阶段：水解、酸化、产氢产乙酸和甲烷化4个阶段[8]，也可简化成厌氧发酵和甲烷化2个阶段。目前生物质厌氧消化技术工艺包括全混式(CSTR)、塞流式(PFR)、升流式(USR)、升流式厌氧污泥床(UASB)等湿法发酵工艺和固态发酵、固态物料两相沼气发酵(SAPS)等干法发酵工艺。厌氧消化技术将生物质能转化为各种有机酸、氢气以及甲烷等气体，经净化或提纯后可作为生物质气体燃料使用[9]，生物质气体燃料燃烧产生的CO2净排放量近似为零[10]；NOx、SO2排放量较低[11]。利用生物质气体燃料替代化石燃料，对保护生态环境，发展社会经济，实施能源可持续发展战略有着重大的现实意义[12]。……