一 引言

生物能源可以通过多种的原料和途径得到。这些方法和它们的组合决定了不同种类的生物能源有不同的温室气体排放强度。另外，我们可以计算生物能源的温室气体排放，然后用诸如生命周期分析的方法来比较，而且很多研究已经展开。这些问题代表了一个真正的科学矛盾，并导致了现在科学界里的持续争论。

如果我们不看这些矛盾，不考虑种植，而仅关注从残渣里生产生物能源，我们会发现这种能源获取方式具有更高的减排潜力。

二 生物质残渣

（一）来自残渣的能源概述

多种生物质原料可以根据它们对温室气体减排的效果来排序。根据相关来源，排名前三的是：纯废物（例如下水道污泥、牲畜粪便、泥浆和城市废物）、农业残渣、森林残渣。

城市固体废物、下水道污泥和牲畜粪便的有机成分可以用作无氧分解系统的原料。有机质的无氧分解在技术上比较成熟，减少废物体积的同时还可以利用分解后的营养物和产生的沼气。得到的沼气可以用来小规模地烹饪和供热，同时大型热电联产（CHP）可以用沼气供能。不管什么情况，气体利用可以减少化石燃料的利用，直接或间接减少了温室气体排放。

其他来自森林和农业活动中的固体生物质的经济化方法正在开发。

森林覆盖了31%的地球表面，大约40亿公顷，同时农田也占了14.7亿～15.3亿公顷的土地。所有的这些面积都可以被看成生物质残渣原料的来源，这些残渣可以被经济化利用生产能源和其他生物产品。全世界每年产生的大数量作物残渣——玉米秸秆、稻草和米加工厂产生的糠以及甘蔗残渣和坚果壳等，可以被转换为高价值的能源。

根据最近一篇重要的文献综述，从一些土地上移除任何生物残渣会降低土壤质量、导致侵蚀并使土壤碳流失，并造成作物产量和收益的降低。在其他土壤上，一定程度的移除是可持续甚至有益的。

例如，收割后废弃在土地里的油棕榈残渣会在分解过程中导致大量的甲烷释放，而这些废物可以被用来生产有用的造纸纤维和化学品。另外，棕榈油工厂的流出液可以被转化为沼气，并用来为工厂供能或卖电。

（二）森林残渣

森林和木材加工残渣在生物能源生产上具有很大的潜力，它们来自伐木残渣、锯木渣、胶合板和刨花板的生产。

在家具行业，对于木材预处理的各种工序大概占到了全球木头残渣重量的45%，而锯木厂也产生了52%的残渣。这些废物主要由锯末、下脚料和刨花组成。

开发采木道路和林木间伐（小树林间伐、老树林砍伐来获得木头和纸浆）同样产生有用木头残渣。通常25%～50%体积的森林残渣可以收集。另外，被昆虫、疾病毁坏的林木也是生物质的很好来源。

不过，树林残渣的低密度和低燃料值以及运输成本，是它们充分利用的主要障碍。

（三）残渣降解产生的温室气体排放

森林业产生的残渣通常当场烧掉或让它们腐烂。

木材腐烂通常是由微生物酶活动产生的木头变质。储存多年的大堆伐木残渣，当体积和湿度都足够产生无氧发酵时，会导致甲烷释放。散落的木质生物质残渣降解的情况不同，因为它们降解不会产生任何甲烷和氮氧化物释放。无论如何，对于死木腐烂速率的准确估计对于定量理解森林碳动力学是关键。从死树中释放到大气中的碳可以用死亡时间和木头密度来简单估计。

估计的森林里降解碳的排放可以和生物燃料厂里处理、运输和利用的排放相比较。

（四）农业残渣

上文提到，全球可耕种土地大约为14.7亿～15.3亿公顷。能源和油类作物，以及谷物和其他作物的种植会产生大量的残渣。在很多情况下，植物只有很小一部分被利用并用来获得主要的市场价值。例如，甜高粱、玉米和油菜籽主要是利用它们的谷粒。谷粒也是向日葵、大豆的主要产品，它们用来生产油用于能源和饮食行业。用这些植物种子来生产能源会给全球食品生产造成负面影响。事实上，土地利用问题是关于生物能源环境可持续性的最有争议的问题。通常，整个植物的剩余部分被储存起来，作为多种用途的木质纤维素残渣。当然，这些残渣的一部分用做肥料，并返回一部分在植物生长过程中吸收的氮。尽管如此，每公顷土地仍有大量的残渣可以用来作为绿色能源的原料。残渣的处理是生物能源生产中最可持续的一个环节。植物生长过程中吸收的碳很多，收割和储存是必需的，它们可以看作传统农业活动的一部分。

许多不同的精炼过程适用于农业残渣。最好