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AI+生物能源:能源產(chǎn)業(yè)綠色革命新篇章

媒體:六合商業(yè)研選  作者:挖掘明日之星   專業(yè)號:孫瑩 2024-08-17 20:43:58

AI為核心的新一輪科技創(chuàng)新浪潮已至,AI將與互聯(lián)網(wǎng)一樣,帶來新一輪范式革命,人類社會將進(jìn)一步加速發(fā)展。我們精心準(zhǔn)備,重磅推出【智能時(shí)代專題】,目前已規(guī)劃121篇深度原創(chuàng)研報(bào),將全方位梳理AI產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、代表性公司等發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、趨勢,展望智能時(shí)代未來圖景,挖掘投資機(jī)會。

 

智能時(shí)代專題:AI+生物能源

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一、能源是人類社會發(fā)展重要驅(qū)動力,化石能源占主導(dǎo)地位,新能源快速發(fā)展。

 

人類社會不斷進(jìn)步,伴隨對能源開發(fā)與利用技術(shù)發(fā)展。人類學(xué)家萊利·懷特曾說,在其他條件相同情況下,文化發(fā)展程度與每人每年平均獲取與投入使用能量直接相關(guān)。

石器時(shí)代,遠(yuǎn)古人類平均每人每天消耗0.4萬卡路里;1500年,人類平均每人每天消耗2.6萬卡路里;21世紀(jì),人類平均每人每天消耗21.4萬卡路里,相比石器時(shí)代遠(yuǎn)古人類能量消耗增長526倍,相比1500年人類能量消耗增長7.2倍。

太陽是地球最主要能量來源,目前被利用太陽能源只是極少部分,未來發(fā)展空間巨大。真正到達(dá)地球的輻射能,只有不到0.05%通過光合作用,被轉(zhuǎn)化成植物體內(nèi)新的化學(xué)能儲存,為更高階生物提供能量基礎(chǔ)。

太陽由核聚變產(chǎn)生能量,通過電磁能(太陽能、輻射能)形式到達(dá)地球,涵蓋波長范圍廣泛,包括可見光等,約30%被云層與地表反射,約20%被大氣層與云層吸收,約50%被海洋與大陸吸收,轉(zhuǎn)化成熱能輻射到太空。

從古至今,人類對能源利用,經(jīng)歷生物能源,到化石能源,再到可再生能源轉(zhuǎn)變。能源利用形式變化,反映人類對能源需求、環(huán)境影響、可持續(xù)發(fā)展之間關(guān)系認(rèn)識的深化,體現(xiàn)出人類對能源利用的不斷優(yōu)化與對環(huán)境責(zé)任的不斷增強(qiáng)。

工業(yè)革命以前,生物能源是人類利用最主要能源形式,鉆木取火、伐薪燒炭等,滿足人類基本能源需求。隨著工業(yè)革命到來,帶來化石能源大規(guī)模使用,煤炭、石油、天然氣等成為人類利用最主要能源形式,這些能源推動全球工業(yè)化進(jìn)程,同時(shí)帶來環(huán)境污染與生態(tài)破壞等問題。

面對化石能源帶來問題,人類積極尋求更加可持續(xù)的能源解決方案。碳中和背景下,應(yīng)對氣候變化與加快能源轉(zhuǎn)型,成為各國共同面臨重大挑戰(zhàn)與緊迫任務(wù)。隨著全球能源結(jié)構(gòu)不斷變革,太陽能、風(fēng)能等新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

當(dāng)前世界能源結(jié)構(gòu),仍以化石能源為主,石油、煤炭、天然氣占據(jù)大部分能量來源,人類所需82%能源目前來自化石能源,其余18%來自非化石能源;可再生能源占比逐漸增加,目前占比約7.5%,太陽能、風(fēng)能貢獻(xiàn)主要增量;生物能源在全球能源結(jié)構(gòu)中占比很低,隨著技術(shù)進(jìn)步與對可持續(xù)能源需求增加,未來占比將有所提升。

 

二、生物能源來源豐富,形式多樣,有望成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵力量。

 

生物能源,作為新能源領(lǐng)域重要組成部分,展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。目前生物能源,作為國際公認(rèn)0碳可再生資源,已通過發(fā)電、供熱、供氣等方式,用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通生活等領(lǐng)域。

未來通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等,生物能源有望在人類能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)更重要地位,幫助減少人類對化石能源依賴,推動能源可持續(xù)發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

世界生物質(zhì)能協(xié)會數(shù)據(jù),目前全球利用生物質(zhì)生產(chǎn)的能源約58EJ(1艾焦EJ=10的18次方焦耳),占全球能源生產(chǎn)總量10%。21世紀(jì)初以來,受益全球政府出臺激勵(lì)措施,生物質(zhì)能以3.7%增幅穩(wěn)步增長。

生物能源,是來自自然界生物體的可再生能源形式,來源豐富多樣。生物能源來源,主要有農(nóng)林廢棄物、能源作物、林業(yè)資源、藻類等水生植物、生活垃圾、畜禽糞便、有機(jī)污水與工業(yè)有機(jī)廢水等,相比化石能源,來源更廣泛。

人類每天生產(chǎn)生活,都有大量工業(yè)垃圾、農(nóng)業(yè)垃圾、廢水、廢料產(chǎn)出,加上自然界產(chǎn)生的大量枯木、落葉等廢棄物,即使不被利用,這些垃圾處理也是困難工作,基于生物能源技術(shù),實(shí)現(xiàn)對這些垃圾再次開發(fā)利用,有望變廢為寶,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)雙重目標(biāo)。

相比化石能源與其他新能源,生物能源具有可再生性、環(huán)境友好性、廣泛分布、有助能源安全、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展等優(yōu)勢,隨著技術(shù)進(jìn)步與社會對可持續(xù)能源需求增加,生物能源潛力將得到更充分挖掘與利用。

 

生物能源是唯一一種可再生的碳源,這意味著它可在不增加大氣二氧化碳凈含量情況下提供能源,有助減緩全球氣候變化。生物燃料在燃燒時(shí)釋放二氧化碳,植物生長過程中已吸收相應(yīng)二氧化碳,因此可實(shí)現(xiàn)碳中和;過程中不是沒有二氧化碳排放,而是利用植樹等自然方式補(bǔ)充等量氧氣,與人們排放二氧化碳相抵,達(dá)到平衡。

三、生物能源儲量巨大,使用類型多樣,目前開發(fā)利用程度低,發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/strong>

 

全球每年通過植物固定太陽能,帶來巨大能源含量,從儲量看,生物能源成為繼煤炭、石油、天然氣之后第4大能源類型。

世界自然基金會預(yù)計(jì),全球生物能源潛在可利用量達(dá)350EJ/年,約合82億噸標(biāo)準(zhǔn)油。中國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》統(tǒng)計(jì),中國生物能源潛力約5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年,隨著造林面積擴(kuò)大與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,未來生物能源潛力可達(dá)10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年。

中國國家能源局?jǐn)?shù)據(jù),中國農(nóng)林剩余物與生活垃圾等生物質(zhì)資源,年產(chǎn)量超過35億噸,可開發(fā)生物質(zhì)能,相當(dāng)于約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;目前這些生物質(zhì)資源開發(fā)利用量不到5億噸,利用率不到14%,已實(shí)現(xiàn)碳減排約2.2億噸。

生物能源具有多種使用類型,展現(xiàn)廣泛應(yīng)用潛力。生物能源涵蓋從直接燃燒,到復(fù)雜轉(zhuǎn)化過程的廣泛應(yīng)用,展示生物能源多樣性與靈活性,可在不同領(lǐng)域與行業(yè)中發(fā)揮作用,支持能源可持續(xù)供應(yīng)與減少環(huán)境污染。根據(jù)開發(fā)利用方式劃分,生物能源主要包括生物質(zhì)發(fā)電(生活垃圾焚燒發(fā)電、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、沼氣發(fā)電等)、生物燃料(生氣燃?xì)狻⑸镆掖肌⑸锊裼偷龋⑸镔|(zhì)清潔供熱等類型。

國內(nèi)外機(jī)構(gòu)對生物能源發(fā)展前景持樂觀態(tài)度。國際能源署IEA預(yù)測,到2060年,生物能源在全球終端能源消費(fèi)中占比將達(dá)17%。中國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展備受期待,《全球能源與氣候展望》報(bào)告預(yù)測,到2030年,生物能源在中國終端能源中占比可達(dá)10%。

中國、美國、歐盟等主要政府部門,加大對生物能源重視程度,發(fā)布相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。近年來,全球政府部門對生物能源重視程度更加,多個(gè)國家已將發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)納入到各國可再生能源發(fā)展規(guī)劃。

AI作為重要生產(chǎn)力工具,在生物能源領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。AI為提升效率、優(yōu)化流程、推動創(chuàng)新、環(huán)境監(jiān)測等提供重要支持,推動生物能源產(chǎn)業(yè)智能化與可持續(xù)發(fā)展,幫助生物能源領(lǐng)域迎來更多創(chuàng)新與突破。

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