生物質能是目前應用最為廣泛的可再生能源，其消費總量僅次于煤炭、石油和天然氣，在未來可持續能源系統中占有重要地位。生物質能是指蘊藏在生物質中的能量，它是直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉化為化學能后固定和儲藏在生物體內的能量。它除了直接燃燒釋放能源為人類利用外，在一定技術條件下也可以轉化成常規的固態、液態和氣態燃料‘21。目前，生物質能開發利用主要有生物質能發電、生物質固化成型燃料、生物質招氣、生物質氣化和生物液體燃料等五種方案。
層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是一種定性和定量相結合的、系統化、層次化的分析方法。它是將與決策問題有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，然后對同層因素之間對上層某因素重要性進行評價，根據評價目標的關系，計算各影響因素的權重，為定量分析提供科學有效的數據支持。生物質能開發方案涉及技術、社會、能源供應和消費、經濟和環境等諸多因素，本研究主要結合專家打分法和層次分析法，將人為的主觀性依據用數量形式表達，對生物質能開發方案進行綜合評價。
1、生物質能開發方案概述
(1)生物質發電
生物質發電是將生物質替代化石燃料在鍋爐中燃燒，產生的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，生成的高溫高壓蒸汽在燃氣輪機中膨脹做功產生電能。目前主要有混燃、直燃、氣化和沼氣四類發電模式。
混燃發電模式在技術上是可行的，能夠利用現有燃煤小電廠的基礎設施，增加生物質燃料預處理，并在進料環節鍋爐燃燒室方面作相應的改造，該類電廠運行平穩，生物質燃料供應不連續的風險小。同時，改造投資不大、建設周期短、對原料適應能力強、操作簡單，屬于較先進的能源利用方式。
直燃發電燃料主要為農作物秸稈、農林廢棄物和其他生物質燃料。該模式可較大量地利用農作物秸稈，減少廢棄焚燒對大氣環境的直接污染，環境效益較為明顯。其中每2t農作物秸稈可替代1t標煤。
氣化發電的原料主要是麥稈、稻草、稻殼、鋸末等農林廢棄物。該模式的特點是可以充分發揮燃氣發電技術、設備緊湊和污染較少的優點。該發電方式一般裝機容量不大，農作物秸稈收集半徑小，便于復制和推廣應用。
沼氣發電模式存在基礎研究相對滯后、燃燒過程沼氣消耗率普遍偏高，熱能轉化效率低，大部分熱量隨廢氣排出。國內主流的沼氣發電機組容量普遍小于1000 kW，較成熟的發電機組容量為500 kW。我國沼氣發電裝機容量只有德國的1%，沼氣發電量只有德國的0.16%。
(2)生物質固化成型燃料
生物質固化成型技術是在一定溫度和壓力作用下，將各類分散的、不定形的生物質原料經粉碎、干燥、高壓成型等環節壓縮成具有一定幾何形狀、密度較大(1.1～1.3 t．m-3)，高熱值（3700～5000kcal·-1的成型燃料，該模式具有工藝簡單、投資少等優點，可以提高生物質資源的運輸和貯存能力，改善生物質燃燒性能，提高利用熱利用效率，擴大應用范圍，可取代煤、燃氣應用于民用和工業用。它是目前國內外利用生物質能比較普遍且效果顯著的技術之。但受原料收集、能耗高、磨具壽命短等因素，其成本較高，建議對成型機械關鍵部件的改進，降低能耗，降低成本，以達到較高的技術推廣價值。
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(3)生物質沼氣
生物質沼氣是在厭氧環境下微生物將畜禽糞便或農作物秸稈等可降解的生物質經過厭氧消化生成的可燃氣體。目前在我國應用較廣的利用模式主要有戶用沼氣池和大中型沼氣工程兩種。
戶用沼氣主要集中在中國等亞洲國家，發酵原料主要為人畜糞便、污水等。我國戶用沼氣工程技術從20世紀90年代以來，在農業生產方面的應用呈現快速發展的局面。結合各地具體條件，建立“四位一體”等以沼氣技術為紐帶的生態農業應用模式。它具有配套設施簡單，建設和運行成本低，無需運行動力，地理環境適應能力強等優點，但也存在進出料困難，后期維護體系不完善等缺點。戶用沼氣池容量一般分為6，8，10m3，大多為8m3。構造材料為鋼筋混凝土結構或者可移動的玻璃鋼材料的發酵池。該模式在江蘇省蘇北和蘇中地區應用較為廣泛。
在大中型沼氣工程方面，與發達國家主要是歐盟國家已經歷過的發展階段相比，我國現正處于他們發展現代沼氣的第一和第二階段。沼氣工程的平均池容基本上屬于中小型沼氣工程，規模較小，發酵原料以畜禽糞便單一原料為主，還沒有能源植物與其他有機物混合發酵的沼氣工程，濃度多在6%以下（歐洲農場沼氣工程以混合原料為主，原料多在10%左右）。我國沼氣工程產氣率僅為發達國家的1/3~1/2，產生的沼氣僅有少量（約占總產氣量的2.53%）用于發電，集中供氣大約占總產氣量的1%，其余基本用作養殖場食堂炊事燃料，大約有90%的沼氣沒有被有效利用。且沼渣沼液濃度低，養分含量少，作為肥料還田利用比較難，大部分經處理后達標排放，綜合效益不佳。目前，我國還未開始進行沼氣用作汽車燃料以及沼氣燃料電池的研究。
(4)生物質氣化
生物質氣化是利用空氣中的02或含氧物作氣化劑，在高溫條件下將生物質燃料中的可燃部分轉化為可燃氣（主要是H2，CO和CH．）的熱化學反應，其中較大規模應用的是生物質熱解氣化技術。由于該技術存在焦油凈化二次污染，燃氣熱值低，供氣范圍要求相對集中，投資大多需要財政補貼等問題，尚未被廣泛應用，經濟效益有待提高。
(5)生物液體燃料
生物乙醇是指利用農作物秸稈、農林廢棄物等纖維素、半纖維素、木素及其它可用生物有機質資源生產乙醇的技術。該項技術自20世紀50年代起展開相關研究，目前以糧食為原料的燃料乙醇技術比較成熟，但是以非糧食（秸稈、能源植物等）為原料的燃料乙醇技術尚未產業化，相關技術攻關研究工作正在積極開展。
生物柴油是通過可再生的天然油脂資源（生物資源）生產的一種液體燃料。該項技術的開發始于20世紀90年代末，越來越得到人們和政府的重視，目前研究大多集中于以城市垃圾油和廢棄油脂為原料生產生物柴油技術，且已開始實現產業化。而以秸稈等生物質為原料的生物柴油技術成熟度相對薄弱。
2、生物質能開發方案綜合評價指標體系
結合江蘇省實際發展情況，從技術成熟度、社會接受程度、能源需求、供應穩定性、經濟可行性和環境等方面提出綜合評價指標體系。表l為江蘇省生物質能開發方案綜合評價指標體系。該體系主要分為技術、能源供需、社會經濟和環境四個方面。
3、基于層次分析法的方案綜合評價
(1)構建兩兩比較判斷矩陣。
各元素針對上一層次某個元素建立同一層任意兩個元素之間，在所有因素中任取兩個因素進行比較，根據因素的重要程度，采用專家咨詢法，本研究邀請生物質能開發領域專家依照表2中標度含義賦值，構造判斷矩陣。各生物質能開發方案判斷矩陣判斷值見表3—表7。
4、江蘇省生物質能開發建議
(1)大力普及農村沼氣。2009年底，江蘇省累計已建戶用沼氣池58萬個，大中型沼氣工程1300處，農村沼氣服務網點699處，建設基礎好，技術成熟度高，今后要優先發展生物質沼氣工程，大力建設農村沼氣工程服務網絡體系，形成“產前一產中一產后”一體化服務鏈。
(2)穩步推進生物質發電。今后以江蘇省已核準在建的生物質發電項目為發展重點，在生物質資源量較豐富且無較大規模利用項目的地區選擇適宜地點科學規劃新建生物質發電項目，穩步推進生物質發電產業發展。
(3)積極推廣固體成型燃料和生物質氣化。根據生物質發電和氣化等產業的發展需求角度，建議積極推廣生物質固化成型燃料產業。由于生物質氣化存在技術瓶頸和環境二次污染等問題，建議適度發展生物質氣化。
(4)試點發展生物液體燃料，主要是通過利用生物質或種植非糧食能源作物，從中開發生物柴油、燃料乙醇。江蘇省生物柴油的生產能力和技術研發水平居國內領先水平，爭取早日建成生物柴油生產基地。
