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智能时代专题：AI+生物能源

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一、能源是人类社会发展重要驱动力，化石能源占主导地位，新能源快速发展。

人类社会不断进步，伴随对能源开发与利用技术发展。人类学家莱利·怀特曾说，在其他条件相同情况下，文化发展程度与每人每年平均获取与投入使用能量直接相关。

石器时代，远古人类平均每人每天消耗0.4万卡路里；1500年，人类平均每人每天消耗2.6万卡路里；21世纪，人类平均每人每天消耗21.4万卡路里，相比石器时代远古人类能量消耗增长526倍，相比1500年人类能量消耗增长7.2倍。

太阳是地球最主要能量来源，目前被利用太阳能源只是极少部分，未来发展空间巨大。真正到达地球的辐射能，只有不到0.05%通过光合作用，被转化成植物体内新的化学能储存，为更高阶生物提供能量基础。

太阳由核聚变产生能量，通过电磁能（太阳能、辐射能）形式到达地球，涵盖波长范围广泛，包括可见光等，约30%被云层与地表反射，约20%被大气层与云层吸收，约50%被海洋与大陆吸收，转化成热能辐射到太空。

从古至今，人类对能源利用，经历生物能源，到化石能源，再到可再生能源转变。能源利用形式变化，反映人类对能源需求、环境影响、可持续发展之间关系认识的深化，体现出人类对能源利用的不断优化与对环境责任的不断增强。

工业革命以前，生物能源是人类利用最主要能源形式，钻木取火、伐薪烧炭等，满足人类基本能源需求。随着工业革命到来，带来化石能源大规模使用，煤炭、石油、天然气等成为人类利用最主要能源形式，这些能源推动全球工业化进程，同时带来环境污染与生态破坏等问题。

面对化石能源带来问题，人类积极寻求更加可持续的能源解决方案。碳中和背景下，应对气候变化与加快能源转型，成为各国共同面临重大挑战与紧迫任务。随着全球能源结构不断变革，太阳能、风能等新能源产业快速发展。

当前世界能源结构，仍以化石能源为主，石油、煤炭、天然气占据大部分能量来源，人类所需82%能源目前来自化石能源，其余18%来自非化石能源；可再生能源占比逐渐增加，目前占比约7.5%，太阳能、风能贡献主要增量；生物能源在全球能源结构中占比很低，随着技术进步与对可持续能源需求增加，未来占比将有所提升。

二、生物能源来源丰富，形式多样，有望成为能源结构转型关键力量。

生物能源，作为新能源领域重要组成部分，展现出广阔应用前景。目前生物能源，作为国际公认0碳可再生资源，已通过发电、供热、供气等方式，用于工业、农业、交通生活等领域。

未来通过持续技术创新、政策支持、产业链协同等，生物能源有望在人类能源结构中占据更重要地位，帮助减少人类对化石能源依赖，推动能源可持续发展，为实现全球碳中和目标做出贡献。

世界生物质能协会数据，目前全球利用生物质生产的能源约58EJ（1艾焦EJ=10的18次方焦耳），占全球能源生产总量10%。21世纪初以来，受益全球政府出台激励措施，生物质能以3.7%增幅稳步增长。

生物能源，是来自自然界生物体的可再生能源形式，来源丰富多样。生物能源来源，主要有农林废弃物、能源作物、林业资源、藻类等水生植物、生活垃圾、畜禽粪便、有机污水与工业有机废水等，相比化石能源，来源更广泛。

人类每天生产生活，都有大量工业垃圾、农业垃圾、废水、废料产出，加上自然界产生的大量枯木、落叶等废弃物，即使不被利用，这些垃圾处理也是困难工作，基于生物能源技术，实现对这些垃圾再次开发利用，有望变废为宝，实现能源生产与环境保护双重目标。

相比化石能源与其他新能源，生物能源具有可再生性、环境友好性、广泛分布、有助能源安全、推动产业发展等优势，随着技术进步与社会对可持续能源需求增加，生物能源潜力将得到更充分挖掘与利用。

生物能源是唯一一种可再生的碳源，这意味着它可在不增加大气二氧化碳净含量情况下提供能源，有助减缓全球气候变化。生物燃料在燃烧时释放二氧化碳，植物生长过程中已吸收相应二氧化碳，因此可实现碳中和；过程中不是没有二氧化碳排放，而是利用植树等自然方式补充等量氧气，与人们排放二氧化碳相抵，达到平衡。

三、生物能源储量巨大，使用类型多样，目前开发利用程度低，发展潜力大。

全球每年通过植物固定太阳能，带来巨大能源含量，从储量看，生物能源成为继煤炭、石油、天然气之后第4大能源类型。

世界自然基金会预计，全球生物能源潜在可利用量达350EJ/年，约合82亿吨标准油。中国《可再生能源中长期发展规划》统计，中国生物能源潜力约5亿吨标准煤/年，随着造林面积扩大与经济社会发展，未来生物能源潜力可达10亿吨标准煤/年。

中国国家能源局数据，中国农林剩余物与生活垃圾等生物质资源，年产量超过35亿吨，可开发生物质能，相当于约4.6亿吨标准煤；目前这些生物质资源开发利用量不到5亿吨，利用率不到14%，已实现碳减排约2.2亿吨。

生物能源具有多种使用类型，展现广泛应用潜力。生物能源涵盖从直接燃烧，到复杂转化过程的广泛应用，展示生物能源多样性与灵活性，可在不同领域与行业中发挥作用，支持能源可持续供应与减少环境污染。根据开发利用方式划分，生物能源主要包括生物质发电（生活垃圾焚烧发电、农林生物质发电、沼气发电等）、生物燃料（生气燃气、生物乙醇、生物柴油等）、生物质清洁供热等类型。

国内外机构对生物能源发展前景持乐观态度。国际能源署IEA预测，到2060年，生物能源在全球终端能源消费中占比将达17%。中国生物能源产业发展备受期待，《全球能源与气候展望》报告预测，到2030年，生物能源在中国终端能源中占比可达10%。

中国、美国、欧盟等主要政府部门，加大对生物能源重视程度，发布相关产业政策。近年来，全球政府部门对生物能源重视程度更加，多个国家已将发展生物能源产业纳入到各国可再生能源发展规划。

AI作为重要生产力工具，在生物能源领域有广泛应用。AI为提升效率、优化流程、推动创新、环境监测等提供重要支持，推动生物能源产业智能化与可持续发展，帮助生物能源领域迎来更多创新与突破。