生物质
生物质是指来自生物体的有机物质，包括植物、动物及其代谢产物。它本质上是储存的太阳能，通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物。

第一步：生物质的来源与类型
生物质主要来源于三大类：

1. 植物生物质：包括木材、农作物（如玉米、甘蔗）、藻类等，通过光合作用直接生成
2. 动物生物质：包括畜禽粪便、动物脂肪等代谢产物
3. 有机废弃物：如食品加工废料、城市有机垃圾、污泥等

第二步：生物质的能量储存机制
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存：

• 光反应阶段：叶绿体捕获光能，分解水分子产生ATP和NADPH
• 暗反应阶段：利用化学能将CO₂合成葡萄糖等有机物
• 储能形式：碳水化合物（如纤维素、淀粉）、木质素和油脂

第三步：生物质的转化途径

1. 热化学转化：

   • 直接燃烧：释放热能
   • 热解：在缺氧条件下加热生成生物油、合成气
   • 气化：高温部分氧化产生可燃气体

2. 生物化学转化：

   • 厌氧消化：微生物分解产生沼气（主要成分甲烷）
   • 发酵：糖类物质经微生物作用生成乙醇

第四步：生物质的测量指标

• 干物质含量：去除水分后的固体质量
• 热值：单位质量完全燃烧释放的热量
  • 木材约15-18 MJ/kg
  • 秸秆约14-16 MJ/kg
• 元素组成：碳（40-50%）、氧（35-45%）、氢（5-6%）占比

第五步：生物质的生态意义

1. 构成能量流动和物质循环的基础
2. 维持碳循环平衡：光合作用固定CO₂，分解过程释放CO₂
3. 形成生态金字塔：生产者生物量支撑各级消费者

第六步：实际应用考量

• 能量密度较低（相比化石燃料）
• 含水率影响转化效率
• 需要评估全生命周期碳排放
• 土地利用与粮食安全的平衡问题

生物质作为可再生资源，其开发利用涉及能源、环境和生态系统的复杂相互作用，需要综合考虑收集、转化和利用各个环节的技术经济性。