基于可收集生物量的生物能源潜力评估：可持续生物质利用的关键一步

这篇综述聚焦农业残余物（如小麦/大豆秸秆）的生物能源转化潜力，通过量化印度中央邦7.80 MT作物残余物（含2.98 MT剩余量）及其79.31 PJ能量价值，系统论证了生物质能（Bioenergy）在替代化石燃料、减少CO2排放、改善农村公共卫生（如降低秸秆焚烧导致的PM2.5）及促进经济循环（如NTPC电厂10%混燃技术）中的多维效益，为发展中国家可再生能源政策（如印度MNRE计划）提供数据支撑。

　　

Highlight

农业残余物的能源化利用正成为缓解化石燃料依赖的关键路径。以印度中央邦为例，小麦-大豆轮作系统产生的剩余秸秆（2.98 MT）可转化为79.31 PJ能量，相当于替代12%区域碳排放。这种"从农田到能源"（Farm-to-Energy）模式不仅能减少露天焚烧导致的PM_2.5和CH₄排放，还可通过国家热电公司（NTPC）的10%混燃技术实现电网级应用。

Material and methods

研究采用地理空间统计法，在中央邦6个农业气候带（如Vindhya高原、Malwa高原）30个村庄采样，结合卫星数据与实地调查，建立作物产量（Yield）与可收集生物量（Collectable biomass）的线性回归模型（R²>0.8）。创新性引入"残余物-能源转化系数"（REC），量化每吨秸秆的热值潜力。

Results and discussions

数据显示：

1. 1.

   小麦秸秆单位能量密度达15.2 MJ/kg，显著高于大豆秸秆（13.8 MJ/kg）

2. 2.

   采用流化床燃烧（FBC）技术时，每吨残余物可发电1.2 MWh

3. 3.

   若应用两步法厌氧消化（Two-stage AD），甲烷产率提升40%

   案例表明，Nimar平原的秸秆收集半径≤50 km时，生物电厂具备经济可行性。

Conclusion

中央邦的农业残余物管理需结合"3E"原则——能源（Energy）、环境（Environment）、经济（Economy）。未来应优先发展：

• 基于GIS的残余物供应链优化

• 政策驱动型混燃技术推广（如SAMARTH计划）

• 农民参与的生物质能合作社模式