F1为2026赛季开发100%可持续燃料 届时将引入新动力单元

在亚马孙河流域，一种富含黑色物质的“印第安黑土”一直以来被当地农民用作提高土壤肥力的特殊肥料。现代研究发现，这种黑土其实是一种生物质炭，来自古老的动植物残余，为亚马孙盆地农业文明所留遗迹。目前，这种生物质炭的潜在功能正启发科学家为应对气候变化找寻新途径。近日，一篇刊登在《自然地球科学》杂志的文章指出，全球制备和使用生物质炭的减排潜力可达到34亿至63亿吨二氧化碳当量。

随着城市化的不断发展，来源广泛的固体废弃物数量急剧增加，不仅造成环境污染，也产生大量的温室气体。其中，尤以占比最大的生物质废弃物温室效应最为严重，包括植物残体、牲畜粪便、厨余垃圾、工农业生物垃圾等。据统计，固体废弃物填埋场是美国温室气体甲烷的第三大排放源，2019年其甲烷排放量相当于2160万辆汽车全年行驶的甲烷排放量，或1200万户家庭能源消耗的碳排放。

英国德拉克斯电站鸟瞰图和具有碳捕获能力的生物质储罐。（来源：视觉中国）

目前，生物质发电是生物质垃圾利用较为普遍的方式。不过，生物质废弃物来源多样，收集和转化为电力的成本高昂，与低廉转化产品价值之间存在显著矛盾。为此，科学家积极寻找“变废为宝”的新路径，以实现对生物质废弃物大规模和多途径的利用，因此，生物质炭近年来受到越来越多的关注。

生物质炭由生物质在缺氧条件下经过高温转化而成，是一种富含碳素的多孔固体颗粒物质。大量有机废弃物都可用作制备原料。这一“古老”的新生事物能将生物质中不稳定的有机碳转化固定，还因具备多重潜在价值引起土壤学家、农学家、环境学家、生态学家、能源学家的广泛兴趣。在农业领域，土壤中添加生物质炭可以改善持水能力和养分供应，增加微生物活性，利于作物增产；在工业领域，生物质炭可以用作电池电极或催化剂，比如电池中石墨的替代品；在环境领域，生物质炭作为优良的吸附材料可以去除环境中的污染物，还可以吸附游离碳和氮化合物，减少生物质在转化过程中温室气体的排放。

此外，生物质炭的制备方法简单多样，包括高温热解、水热碳化、传统碳化等类型。制备场地也灵活多样，从大型工业到小型家庭规模，甚至在农田场地都可以制得。因此，其在应用和推广方面具有显著优势。不过，目前生物质炭的有效性取决于其物理和化学特性，而这些特性受到废弃物本身的可利用性和生产加工制造等因素的影响，对其机理还需进一步系统研究。

应该看到，对生物质废弃物等固体废弃物的转化利用无论方式优劣，都属于末端处置。在对这部分技术探索优化的同时，还应重视全生命周期管理，做好源头减量化和过程资源化，才能在“末端无害化”中达到事半功倍的效果。目前一些发达国家借助市场引导、政府调控和科技入股等方式，逐步形成固体废弃物收集、回收、加工及销售的系统产业。在我国，相关产业正处于技术攻坚和商业化应用开拓的关键阶段，需结合国内实际情况就研究方法、技术工艺、产品流通等环节建立健全标准化体系，加快构建完整产业链，推动固废处理行业早日实现减污降碳的协同目标。

在全球变暖趋势不断加剧，传统化石能源供应日趋紧张的形势下，各国政府在制定能源发展战略时纷纷提出要进一步开发和加大可再生能源的利用比例。但美国科学家的最新研究分析表明，可再生能源也许并不如想象的那样环保，发展可再生能源需要耗费大量的土地资源，最终的代价可能是环境遭到破坏。可再生能源是否是把“双刃剑”再次成为科学家们争论的焦点。 反对者：占地过多侵蚀自然 纽约洛克菲勒大学的杰西·奥索贝尔带领的研究小组在最新出版的《核能管理、经济和生态》杂志上发表论文称，他们对每一种可再生能源所占用的土地资源以及相对应的电力产出进行了考察分析。根据测算，生物质能和风能每生产1瓦或者2瓦电需要占用1平方米土地，要想改变全球能源供应格局，就需要兴建足够多的风电场以及拦河大坝，种植足够多的生物燃料作物，这势必会给自然带来巨大的侵蚀。 以美国为例，如果要满足2005年全美国的电力需求，必须在相当于得克萨斯州面积（约26.7万平方公里）大小的地方安装风力发电设施，并保持昼夜不停运转，才能保证供应。而纽约市所有的电力设备要想正常工作，也需要一个面积相当于康涅狄格州（约1.3万平方公里）的巨大风力发电场。 赞成者：所需土地其实有限 有些科学家则不认同奥索贝尔的分析结论，认为他采用能源密度（即每单位土地上的能源产出）作为唯一的衡量标准有失偏颇，不能够全面估算可再生能源对环境产生的影响。 美国国家可再生能源实验室主任研究员约翰·特纳表示，利用能源密度作为评估标准，不足以涵盖各种不同可再生能源的发展潜力。他说，如果用转换效率为10%的太阳能电池来为整个美国提供电力保障，那么只需要在亚利桑那州或者内华达州这种阳光充沛的地方安装1万平方英里（约合2.6万平方公里）的太阳能板就足够了，而整个美国大陆面积有370万平方英里，占用的土地面积不过是九牛一毛。而且，这仅仅只是采用了其中一种可再生能源技术。 是否环保：思路不同结论迥异 根据奥索贝尔的分析报告，如果美国以生物质能作为主要能源，那么爱荷华州965平方英里（约合2500平方公里）的可耕地都将被占用。如果利用太阳能，仅太阳能面板覆盖的土地面积就达到58平方英里（约合150平方公里），此外还要考虑兴建配套的储存工厂所占用的土地。因此他认为，太阳能和生物质能等可再生能源是“不环保的”。 对此，特纳表示，完全不必要在新的土地上建太阳能工厂，只需在现有建筑或房屋的屋顶上支起太阳能板，就能够满足全美国年电力需求的25%%。至于占地面积很大的风力发电场，实际上有95%%的地面是闲置的，可以合理利用土地，用来耕种农作物。 未来趋势：核能也是绿色能源？ 奥索贝尔认为，核能具有排放污染小的优势，是未来能源发展与利用的方向。他解释说，强调环保理念的能源政策有三大支柱，一是增进能源效率，二是利用碳捕获和封存技术，逐渐加大对天然气的依赖，第三就是发展核能。 特纳也赞同核能的发展潜力，但他提醒，核废料的处理不容忽视，应该在确保安全的前提下逐步推广。

生物质燃料优缺点

生物能具备下列优点:

(1)提供低硫燃料，

(2)提供廉价能源(于某些条件下)，

(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)，

(4)与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。

至于其缺点有:

(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物，

(2)单位土地面的有机物能量偏低，

(3)缺乏适合栽种植物的土地，

(4)有机物的水分偏多(50%～95%)

煤的优缺点

1 优点

1.1煤炭地下气化技术具有较好的环境效益

煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下，采用充填技术，大大减少了地表下沉，无固体物质排放，因此煤炭地下气化减少了废物和粉煤灰堆放面积及对地面环境的破坏，这是其他洁净煤技术无法比拟的。地下气化煤气可以集中净化，脱除焦油、硫和粉尘等其他有害物质，可以消除SOx和NOx污染，汞、颗粒物和含硫物质等其他污染物也大大减少。

UCG与传统采煤加地面燃烧相比，可减少二氧化碳排放，并有利于进行碳捕捉和储存。CO经地面变换后，采用分离技术将CO2分离出来储存或作其他用途，从而得到洁净煤气，因此，地下气化技术有利于解决大气污染问题。

地下气化煤气中H2含量在40%以上，分离后得到各种纯度的H2。H2是当今人类最理想的洁净能源，H2可储、可输性好，不仅是高能燃料，又可作为中间载能体使用，它转变灵活、使用方便、清洁卫生，在自然界中形成水-氢-水自然循环，所以氢能是一种可再生能源，符合人类可持续发展的需要。

1.2煤炭地下气化技术提高了煤炭资源的利用率

煤炭地下气化技术可大大提高资源回收率。在抽采煤层气之前进行地下煤气化可回收煤炭热值75%以上，在抽采煤层气之后进行地下煤气化也可回收煤炭热值的70%。此外，还使传统工艺难以开采埋藏太深的煤、边角煤、“三下”（河下、桥下、建筑物下）压煤、己经或即将报废矿井遗留的保护性煤柱和按国家环保规定不准开采的高硫高灰劣质煤得到开采。

煤炭是我国国民经济发展的基础产业，但受传统井工开采技术水平的限制，随着开采强度的逐渐增大，大量的矿井报废或行将报废。据统计1953～1989年有报废矿井297处，1990年～2020年还有244处将报废，遗弃资源储量到目前为止已有300亿吨以上，一般为井工开采（由工人下入井内进行资源开采，与露天开采相对应，井工可采煤炭量仅占煤炭资源储量的11.43%）遗留的煤柱、薄煤层、劣质煤层、高瓦斯煤层等。煤炭地下气化技术的发展应用，为这些资源的有效动用提供了途径。利用煤炭地下气化技术，可使我国遗弃煤炭资源50%左右得到利用。煤炭地下气化技术还可以用于开采井工难以开采或开采经济性、安全性较差的薄煤层、深部煤层、“三下”压煤和高硫、高灰、高瓦斯煤层、浅海海底煤层。因此，地下气化可大大提高了煤炭资源的利用率。

1.3安全性好

煤炭地下气化技术由于实现了井下无人无设备生产煤气，因此具有较好的安全性，可避免传统采煤的煤矿塌陷、透水、瓦斯突出等事故。

1.4投资少、经济效益好

与矿井和矿场建设相比，建设地下煤气化站的投资低2.5倍。与地面气化相比投资显著降低。

1.5劳动生产率高

劳动生产率与露天采煤同样高，为矿井采煤的4倍，产品成本与露天采煤相当，比矿井挖煤大幅下降。

1.6省去了煤的运输和装卸

由此没有运输过程中的燃料损失和煤尘等污染物排放，并减少相应的费用。

2 存在的不足

地下煤气化广泛工业化推广之路仍然有很多需要大量研发投入来克服的挑战。尽管地下煤气化有很多优点，但技术仍不完善，有多种局限：

①有可能导致重大的环境影响：地下蓄水层污染和地表塌陷。根据目前的知识可以建造一种结构，避免或降低这一风险。

②对很多煤资源来说地下煤气化可能技术上是可行的，但是适合地下煤气化的矿藏可能有多得多的限制，因为一些矿藏可能有增加环境风险至不可接受水平的地址和水文特点。

③对地下煤气化的控制不能达到像地面煤气化的程度。很多的过程变量，诸如水注入速度、气化区中反应物分布、孔穴增长速度，只能通过测量温度和产品气的质量和数量进行估计。

④经济性有很大的不确定性，直至有适当数量的基于地下煤气化的电厂被建设和运行。

⑤地下煤气化本质上是一个非稳态过程，因此产品气的流速和热值会随时间变化，产品气成分不稳定。

国家能源局领导表示，新成立的国家能源委的一项重要工作就是研究制定

国家能源战略。一直以来的“能源生产满足国民经济发展需要”的定位可

能将变成“经济发展也要考虑能源形势”。

点 评

生物质能的特性包括如下：

1、可再生性。生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源， 资源丰富，可保证能源的永续利用。

2、低污染性。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOpNOi较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要 的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。

生物质能是指能够当作燃料或者工业原料，活着或刚死 去的有机物。生物质能最常见于动植物所制造的生物燃料，或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。也包括以生物可降解的废弃物制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。

许多的植物都被用来生产生物质能，包括芒草、柳枝 稷、麻、玉米、杨树、柳树、甘蔗和棕榈树。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品，但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长，生物质能的工业也随着水涨船高。

虽然化石燃料原本为古老的生物质能，但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了，所以并不被认为是生物质能。燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。

我只说我觉得和我认知的，也许不对，勿念。

生物质能就是所谓的破枝烂叶秸秆等等植物经过压缩而成的燃料。

优点：可持续性高，因为就是树枝树叶枯草秸秆，这些本来都是要烧荒烧掉的，现在做成燃料。

本来还有一个优点是成本低，但是，现在看来也不是很低。

燃烧可以更充分，简单来说就是产生更少的烟和粉尘。

缺点：燃烧设备比较贵。

含氢氧比重还是略大，简单来说就是燃值不太高，相对煤和油等化石能源来说。如果能把生物质能燃料做成机制炭反而变废为宝，极大的减少烧炭带来的污染问题，也能大大降低炭的价格，如果再进一步，就可以把制成的炭经过压合变成煤，极大降低煤炭污染问题，当然，成本比较高。

其实，生物质能燃料是折中办法

生物质能是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。

生物质能的广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。

生物质能的狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生、低污染、分布广泛。

生物质能的优点可分为以下几点

①生物质能可再生，生物质能根本就是来源于太阳能，而太阳能是无穷无尽的，并且通过植物的光合作用，将太阳能转化成化学能，然后储存在生物体内，因此只要确保植物光合作用顺畅进行，就能生产出源源不断的能量。所以说生物质能是可以再生的。

②环境污染小，通常生物质能中含有对环境有害物质的含量非常低，而在植物光合作用过程中，又吸收了大量的二氧化碳，减少了温室气体，并且释放氧气，因此，提倡生物质能的应用，一定程度上促进了大自然的碳循环，对自然界就要很大的益处。

③原料丰富。生物质能源资源丰富，分布广泛。根据世界自然基金会的预计，全球生物质能源潜在可利用量达350EJ/年（约合82.12 亿吨标准油，相当于2009年全球能源消耗量的73%）。

虽然说生物质能的优点如此突出，但是缺点也不是说没有的。

首先，生物质能的生产周期很长，依靠生物自己来获取能源，这个时间本来就不短，而且在后期加工处理中，经常是通过发酵提取等耗时耗力的手段来最终生成能源物质。样的生产效率远远比不上挖掘石油和采集天然气。

其次，生物质能的生产过程复杂，为什么这么说呢，就比如像生产乙醇，使用的是废弃的农作物进行发酵，首先要收购（最好是已经超过了保质期的）农作物，然后再将其放置于发酵罐中进行发酵，在这期间要实时监控发酵罐中的温湿度，发酵出来的原液还需进行多次过滤，提纯，最终才得到目标产物，这样看来，生产过程比单纯的采集天然气等传统的能源生产更加复杂。所以相应的资金投入就会大大增长。

还有，生物质能受地域限制，像一些农业并不太发达的地区，所能利用起来的生物质能就很少，相应的在该地区推广使用生物质能就困难重重，而且又想要在该地区用上生物质能，所需的运输成本也会大大提高。

总的来说，现在大面积推广生物质能还是有很大的困难，但相信在以后 科技 日益发展的情况下，像生物质能这类清洁能源一定会普及到千家万户的。

生物质能是可再生能源，并且最大的优势是变废为宝。如果不处理，秸秆废弃物和畜禽粪污会污染环境，处理好了，可以变成清洁能源以及有机肥。有机肥还田之后实现循环经济。缺点方面就是从经济性角度，如果没有补贴，还不足以实现盈利。当然主要还是因为环保意识以及环保处罚力度不足导致的。

生物质能是在人和动物体内反应放热的,它的过程十分慢,而且大部分转化成人体的所需含碳有机物,所以释放出的二氧化碳自然就少了,而化学能是指生物遗体在自然环境中燃烧放的热,由于缺乏人体的各种酶和反应物,所以只能以二氧化碳的方式释放能量了

生物质中的碳是跟着他的衍生物不断地在变化，但是无论是秸秆还是能源草还是甲醇他们的在他们的循环中始终是以碳在循环，在这个生态链中间无论是秸秆-甲醇还是他们释放能量后产生的二氧化碳都是围绕着碳在变化，最后产生的二氧化碳等大部分被光合作用转化为生物质进入下一个循环，不断再生，所以说生物质是可再生碳源，其他的物质做不到这样的循环。