消息

1. 生物质能源的出现

随着人类文明的进步，从化石资源中发现能源标志着推动世界前进的工业革命的开始。 化石能源成为生产中不可或缺的要素。 然而，随着人类面临环境变化和资源逐渐枯竭，生物质能源作为一种新的解决方案重新出现，成为未来可持续发展的现代能源。

事实上，“生物质存在于人类之前”，生物质的历史可以追溯到远古时代，并贯穿于人类的发展过程中。 生物质能源一直存在于社会生活的各个方面，甚至在追求清洁能源的过程中也是如此。 生物质和生物能源发挥了基础性作用，占人类历史上使用的可再生能源的 98%。

生物质作为替代能源并不是最近才发现的。 它早在人类居住地球之前就已经存在了。 当人类出现时，他们开始利用生物质作为能源。 有充足的证据表明，23万至150万年前，生物质已被用作能源供应。

2. 生物质能源发展阶段

2.1 远古时代

使用生物质作为能源的第一种方法是用火来燃烧它。 人类通过燃烧树枝、干草和木材来利用生物质产品来取暖、照明、驱赶危险动物或催熟食物。

自古以来，生物质能源主要用于取暖和烹饪。 在埃及、巴比伦、希腊等古代文明中，人们用稻草在陶瓷炉中生火，燃烧木材来生产钢铁。 生物质能源的历史在1800年代左右经历了重大变化。

2.2 十九世纪

在工业革命的早期阶段，生物质仍然是人类供热的主要能源。 然而，随着工业的发展和能源需求的增加，化石资源成为大多数国家的主要能源。 在此期间，生物质能源比单纯的燃烧有了更多的现代应用。

乙醇

- 事实上，早在合成方法被开发出来之前，天然乙醇就已经被人们所熟知和使用。 天然乙醇通常是通过糖或各种谷物的发酵过程生产的。 尽管酒精蒸馏技术在12世纪就已经发展起来，但直到19世纪初，科学家们才开始研究将生物资源转化为乙醇的发酵过程。

- 1826年，塞缪尔·莫雷发明了内燃机，可以使用乙醇和松节油运行。 该发动机为美国上游的一艘小船提供动力。

- 1857年，法国化学家路易斯·巴斯德发现了发酵过程，这是乙醇生产的主要途径。

- 此后，生物乙醇生产技术经过大量研究和开发，乙醇已用于烹饪和照明，并成为当今可再生能源行业的重要组成部分。

生物燃料（植物油和鱼油）

- 当人类探索乙醇作为替代能源的潜力时，他们也考虑使用植物油和鱼油来取暖和照明。 许多古代文明，如埃及和苏美尔，利用各种植物和动物油来生产热量和光。

- 植物油主要从棕榈、向日葵和油菜籽等植物中提取，自古以来就被用于烹饪和化妆品生产。 与此同时，从鱼或其他海鲜中提取的鱼油也很早就被用作储备能源，因为它在燃烧时能够有效地产生热量和光。 这两种石油在为古代文明提供能源方面发挥了至关重要的作用，后来又发展成为现代能源工业不可或缺的一部分。

松香

- 从 1700 年代到 1960 年代，松香是一种宝贵的可再生资源。 在石油被发现之前，松香在经济和国家间的竞争中发挥着重要作用。

- 粗松香用于造船。 当时，松香经蒸馏可产生非常有价值的化学品。

- 松香也被广泛用作灯油的替代能源。 在原油普及之前，松香灯油是主要光源，改善了夜间的生活和工作条件。

2.3 20世纪

20世纪，生物质能源在为人类提供能源方面取得了重大进展。 最初，发电厂使用生物质能发电。 随后，人们发现了生物质能的其他应用，包括生物燃料生产、生物柴油生产、沼气生产以及太阳能、风能和生物质能联合发电。

1900 年代初，生物能源历史上发生了一个显着的转折点，生物燃料重新流行起来。 汽车工业的崛起和战争的影响造成了资源稀缺，促使汽车制造商重新引入生物能源。 第一辆量产的全乙醇汽车是菲亚特 147，由菲亚特于 1978 年在巴西推出。

当时的可再生能源项目具有巨大的潜力。 然而，商业化和大规模开采将煤炭和原油推到了能源领域的前沿。 直到 20 世纪 70 年代，大多数国家都选择化石燃料，并在能源消耗中占据首位。

20 世纪 70 年代的地缘政治紧张局势引发了燃料危机，促使石油输出国组织 (OPEC) 减少石油出口。 这场危机激发了对可再生能源替代方案的广泛探索。 应用了太阳能电池板技术、地热发电厂、海上风电场和水力发电等绿色能源的进步。 在此期间，科学家们对能源问题采取了系统的方法，并将“生物质”一词引入了词汇。

随着时间的推移，与化石燃料污染相关的环境问题和气候变化变得越来越紧迫，提高了生物能源的重要性。

3. 现代世界的生物质能源

生物质能源是当今世界重要的可再生能源。 生物质能占全球所有部门能源供应的 6%，是风能和太阳能总和的五倍。 绿色星球上的生物质资源通过以下指标进行评估：

• 生命物质总量（包括水分）：2万亿吨
• 陆地植被总量：1.8万亿吨
• 森林总质量：1.6万亿吨
• 陆地上生物质储存的能量：25,000 EJ
• 全球生物量每年增长：4000亿吨/年
• 陆地生物质储能：3000 EJ/年（相当于95 TW）
• 所有能源类型的总消耗量：400 EJ/年（相当于 12 TW）
• 生物质能源消耗：55 EJ/年（1.7 TW）

因此，就生物质潜力而言，仅每年可再生生物质量就比化石燃料开采总产量高出数十倍。 目前的技术仅允许使用超过 1.8% 的可再生生物质。

世界野生植物开发的年生物量产量估计约为 1,460 亿吨。 生物质占发展中国家一次能源消费的35%，占全球一次能源消费的14%。

全球农业和林业生物质供应总量估计为每年 119 亿吨干物质，其中 61% 来自农业，39% 来自林业。 这个的：

• 55%：牲畜饲料和食品生产
• 27%：生物能源生产
• 8%：生物基材料
• 10%：能量损失

随着经济社会的发展，各种机械电气设备为提高生产力、节省人力做出了巨大贡献。 为了使这些机器高效运行，电能是必不可少的。 电力的重要性不断上升，推动了生物质发电的发展。 美国是世界上最大的生物质发电生产国，拥有数百座生物发电厂，每年生产数千兆瓦的电力。 据估计，生物质能源占美国能源消费总量的4%，占可再生能源消费的45%。

4. 生物质在未来能源中的广阔前景

4.1 清洁能源瞄准净零排放

面对当今时代最紧迫的气候变化警告，世界各国政府在2015年巴黎联合国气候变化大会（COP21）上集体加入了一项具有法律约束力的协议，将全球变暖控制在1.5摄氏度以内。

在落实《巴黎气候变化协定》的过程中，在缔约方大会（COP26）上，一个由越来越多的国家、城市、企业和组织组成的联盟，其中包括中国、美国和欧洲等世界上最大的污染国 联盟设定了到 2030 年将全球排放量减少 45% 并到 2050 年实现净零排放的目标。

绿色转型趋势的重点是从化石燃料转向可再生能源形式，这是旨在实现净零排放的国家之间的一场激烈竞赛。 未来，生物质预计将在提供可持续能源方面发挥至关重要的作用，无论是在发电、供暖还是运输燃料方面。 生物质的碳中和带来了巨大的潜力。

据国际可再生能源机构（IRENA）估计，到2030年，生物质能源对能源和原材料需求的贡献将增加两倍。预计到2050年，生物质能源将占所有行业最终能源消费总量的17%。

4.2 生物质可持续发展面临的挑战

然而，为了使生物质能成为可持续的可再生能源，必须对其进行可持续管理。 各国需要建立整合生物质生产和消费的综合法律框架。 必须精心设计法规，以促进可持续性并尽量减少负面环境影响。

需要针对每个区域背景、地理位置和社会条件以及当地应对潜在不利情况的政治和法律能力制定实用、可行和针对具体情况的解决方案：土地竞争、土地用途变化引起的排放 、森林砍伐、生物多样性丧失和空气污染。

此外，还需要制定适当的、目标明确的长期战略政策，鼓励未来生物质能源开发项目的财政投资、基础设施建设、研究支持和技术应用。