全球能源格局正在发生深刻变革，这一变革主要由满足不断增长的能源需求与减少温室气体排放的双重压力所驱动。在此背景下，生物质及废弃物衍生燃料的发展成为最具前景的机遇之一，其潜力在于将不可回收废弃物转化为有价值的能源资源。

这些高品质燃料能够替代高达100%的化石燃料，带来诸多益处，包括：

1. 生产成本更低：许多替代燃料，如工业和城市废弃物，可免费或以极低的成本获得。

2. 促进循环经济：与化石燃料不同，替代燃料是可再生的，能够实现能源结构的多样化。

3. 减少二氧化碳和温室气体排放，同时减少垃圾填埋，从处理废弃物转向回收和再利用。

生物质能之所以在当今具有特别重要的意义，是因为它具有作为零二氧化碳排放燃料的潜力。以粉状形式使用时，其燃烧速度甚至比煤炭还要快——这为发电提供了实实在在的优势。然而，生物质并非一种单一的物质。其成分会因来源和季节的不同而有很大差异，涵盖从农业废弃物到建筑和拆除过程中产生的木材，再到能源作物等各类物质。深入了解这些材料至关重要，尤其是在管理相关元素方面，因为这些元素会影响发电厂的燃烧性能。

如今，无论是城市垃圾还是工业废弃物，都被视为有价值的资源。得益于废品分类和处理技术的进步，不可回收的材料能够被转化为固体回收燃料。其分类依据既包括会影响发电厂燃烧性能的经济因素（如净热值），也包括环境参数（包括氯、汞、金属、碳、氢、氮、硫等的存在情况）。

替代燃料的使用

  1    水泥工业    混凝土是地球上使用量仅次于水的第二大物质。它约占全球二氧化碳排放量的8%，因此水泥行业面临着巨大的脱碳压力。如今，许多水泥厂正在转向使用替代燃料，因为这些燃料能够实现窑炉需要的极高温度，同时还能减少排放。  

  2     垃圾焚烧发电厂    在垃圾转化为能源的工厂中，可替代燃料可以与煤炭一同燃烧，甚至可以作为主要的燃料来源。一些工厂已经能够处理各种无毒的可替代燃料，包括：城市固体废弃物、工业和商业废弃物、建筑和拆除废料、农业副产品、废木材、以及各种生物质材料。  

 3       热解工厂

热解是一种在无氧环境下进行的热化学处理过程，它会将有机物质分解成不同的分子组分。它不仅能产生能源，还能回收诸如气体、油和固体材料等高价值产品。与发电厂中的直接燃烧相比，热解为资源利用和废物管理提供了一种更为可持续和高效的途径。 
 3.1 生物质热解工厂

生物质是地球上最丰富的可再生碳资源，其热解工厂生产包括合成气、生物炭以及生物油等能源回收产品。

•  合成气是一种由氢气、甲烷、一氧化碳以及其他碳氢化合物组成的混合物。合成气的主要用途通常是用于发电和供热。

 •  生物炭是一种稳定的富含碳的固体物质。生物炭在众多领域都有广泛应用，例如土壤改良、土壤净化、水处理、食品添加剂等。

 •  生物油，即热解油，是一种深棕色的液体产物，其特性与石油油类相似。热解油由极为复杂的烃类混合物组成，主要用作可再生的热能和电力燃料，以及作为化学制品和生物基产品的原料。   
 3.2 塑料废弃物热解厂

将消费后的塑料废弃物转化为有价值的制品，可以实现全面的循环利用解决方案。创新的设备能够对聚乙烯（PE）或聚苯乙烯（PS）等工业废塑料进行热解处理，将其转化为有价值的产物，包括合成气、焦炭及热解油。 当然，从城市固体废弃物热解中产生的“焦炭”通常不会被用作土壤改良剂，因为存在潜在的污染风险（重金属和毒素）以及难以预测的成分。但它在工业和环境领域有重要的用途。可用作水泥或发电厂的固体燃料、制备活性炭、或混入水泥中，以及许多其他能够减少总体碳足迹的应用。

有机元素分析 (OEA) 的作用

在生物质和废弃物作为替代燃料的研究中，各类原料以及热解产物的有机元素含量分析具有重要意义。

在燃烧过程中，所有的排放物和燃料特性都与有机元素CHNS/O的组成有关，这些元素被认为是生命物质的基本元素，它们通常占这些样本成分的90%以上。因此，了解元素的组成很有必要：

• 能量含量（碳/氢）：氢对于净热值（NCV）的计算至关重要。碳与燃烧效率直接相关。

• 污染与排放控制：氮和硫是温室气体形成的原因，会导致雾霾，还有酸雨，就像硫一样。

• 灰分与腐蚀预测：氮和硫含量高会导致发电厂锅炉腐蚀。

• 化学性质：一些技术参数，如氧/氢比，决定了稳定性、反应性和潜在应用。

Velp的CHNS/O元素分析仪EMA502在处理这类样品过程中表现了优秀的适用性和稳定性，为生物质及废弃物衍生替代燃料的研究提供了解决方案。