美国能源信息署：2023年，生物质约占美国能源总耗的5%

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海洋与湿地

生物质是来自植物和动物的可再生有机物质。生物质可以直接燃烧产生热量，也可以通过各种过程转化为液体和气体燃料。直到19世纪中叶，生物质都是美国年度能源总消耗的最大来源。2023年，生物质约占美国一次能源总消耗的5%。生物质用于供暖和发电，也用作运输燃料。生物质是许多国家的重要燃料，尤其是在发展中国家，用于烹饪和取暖。

秸秆（图文无关）©绿会融媒·绿会全球环境治理团队

生物质能源包括：①木材和木材加工废料：木柴、木屑颗粒和木屑、木材和家具厂的锯末和废料以及纸浆和造纸厂的黑液；②农作物和废料：玉米、大豆、甘蔗、柳枝稷、木本植物、藻类以及作物和食品加工残渣，主要用于生产生物燃料；③城市固体废物中的生物材料：纸制品；棉制品和羊毛制品；以及食品、庭院和木材废料；④动物粪便和人类污水用于生产沼气（可再生天然气）。

生物质可以通过不同的方式转化为能量。生物质通过各种过程转化为能量，包括：①直接燃烧（燃烧）产生热量；②热化学转化产生固体、气体和液体燃料；③化学转化产生液体燃料；④生物转化产生液体和气体燃料。

图源：美国能源信息署(US Energy Information Administration)

直接燃烧是将生物质转化为有用能量的最常见方法。所有生物质都可以直接燃烧，用于加热建筑物和水、提供工业过程热量以及在蒸汽涡轮机中发电。生物质的热化学转化包括热解和气化。这两个过程都是热分解过程，其中生物质原料在高温下在封闭的加压容器（称为气化器）中加热。这两个过程的主要区别在于温度和转化过程中存在的氧气量。

热解涉及在几乎完全没有游离氧的情况下将有机材料加热到400°C至500°C之间。生物质热解可产生木炭、生物油、可再生柴油、甲烷和氢气等燃料。

加氢处理使用氢气在高温高压下在催化剂存在下处理生物油（通过快速热解产生），以生产可再生柴油、可再生汽油和可再生喷气燃料。

气化涉及将有机材料在容器中加热到800°C至900°C之间，并将控制量的游离氧或蒸汽注入容器中以产生富含一氧化碳和氢气的气体，称为合成气或合成气。合成气可用作柴油发动机的燃料、加热和燃气轮机的发电。当氢气从合成气中分离出来时，合成气和氢气可以燃烧或用于燃料电池。合成气可以进一步加工以使用费托工艺生产液体燃料。

一种称为酯交换的化学转化过程用于将植物油、动物脂肪和油脂转化为脂肪酸甲酯(FAME)以生产生物柴油。

生物质的生物转化包括发酵生产乙醇和厌氧消化生产沼气。乙醇用作汽车燃料。沼气，也称为生物甲烷或可再生天然气，是在污水处理厂和奶牛场和畜牧业的厌氧消化器中产生的。沼气也在固体废物填埋场中形成并可从中捕获。经过适当处理的可再生天然气与化石燃料天然气具有相同的用途。

研究人员正在研究如何改进这些方法并开发其他方法来转化和使用更多的生物质作为能源。

2023年，生物质能提供美国约5%的能源。2023年，生物质能占美国能源消耗的约5%，即约4978TBtu（TBtu为10亿英热单位）。2023年生物质能总消耗的类型、数量和百分比份额如下：生物燃料（2662TBtu），占53%；木材和木材废料（1918TBtu）占39%；城市固体废物、动物粪便和污水（398TBtu）占8%。

工业部门是美国最大的生物质能源消费者。2023年美国生物质能总消耗量（以TBtu为单位）和各消费部门的百分比份额如下：工业（2225TBtu）占45%；交通运输（1788TBtu）占36%；住宅（450TBtu）占9%；电力（329TBtu）占7%；商业（185TBtu）占4%。

2023年，工业部门占美国生物质总消耗量最高。就能源含量和百分比份而言，木制品和造纸行业在热电联产厂中使用生物质进行工艺加热并发电供自己使用。运输业在2023年的生物质（作为生物燃料）消费量和百分比份额中排名第二。住宅和商业部门使用木柴和木屑颗粒取暖。商业部门的生物质消费包括市政污水处理设施和垃圾填埋场生产和消费的沼气。电力部门使用木材和生物质衍生废物发电并出售给其他部门。

美国是生物质能的净出口国。从能源含量来看，2023年美国生物质能总出口量超过了生物质能总进口量。

近年来，致密生物质燃料（木屑颗粒和其他致密生物质燃料）已成为美国出口商品。2023年，美国出口了约860万吨木质燃料颗粒。

最后更新时间：2024年7月30日，数据来自2024年4月的《月度能源评论》；2023年的数据为初步数据。

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（注：本文仅代表资讯，供读者参考，不代表平台观点。）

编译 | Daisy
审核 | Maggie
排版 | 绿叶

【参考资料】

https://www.eia.gov/energyexplained/biomass/

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