前言

生態是指地球上一切與生命依存相關的自然循環系統的生存狀態。能源是供給熱、光和動力等能量的資源。世界能源發展到今天，主導能源并沒有發生本質改變，仍然是基于烴類化合物燃燒熱做功的能源形式占絕對的主導地位，也就是通過烴類能源的碳、氫與氧的燃燒獲得熱能，再經過各種能量轉換和利用。根據能源的烴類物質特性，人類未來的能源也只能主要依靠烴類物質資源。生態系統在生物變化過程中不斷生長和蓄積著取之不盡的生物質烴類資源。低能源品位的生物質烴類資源可以通過能源科技不斷進步，轉變成為現代工業社會所需的能源。

生態能源是指能源資源不僅具備能源功能，而且具備生態功能，在獲取能源的同時，又能保護生態環境，并具有化石能源的材料功能，在化石能源枯竭之日，能夠接替其功能。生態能源的具體任務就是讓生態系統生長更多的生物質烴類資源，并攻克提升低品位生物質燃料的能源品質等科學問題，通過大農業的能源收割和加工，為工業社會生產需求提供取之不盡的能源，擺脫人類對化石能源的依賴。

人類的生活和生產活動消耗了大量的化石能源?；茉丛陂_采和使用過程中對生態產生了負面影響，甚至破壞了正常的生態系統，直接威脅地球上生命的生存?？茖W地開發和利用生態系統中的能源，讓生態系統滿足人類的能源需求，同時讓人類的能源利用不損害生態系統，使能源供給和生態維護達到和諧一致，這是人類可持續發展的一個重大科學問題。在當今能源資源日益緊張，生態環境日益惡化的情況下，人類的生存感受到了一定程度的威脅，與生態相和諧的生態能源技術系統的開發和利用迫在眉睫。

本書站在生態保護的立場上，去開發能源、挖掘能源、規劃能源，確立了生態能源的發展方向。運用多學科交叉的方法，去認識能源、研究能源、改變能源，構建生態能源技術的發展框架。

自古以來，人類需要的能源，主要有兩類用途：一類是熱；另一類是力。熱是生活和生產所需要達到的溫度；力為生產提供動力、制造產品和運輸物質。人類動力的發展經歷了兩個階段。第一階段是生物動力，依靠人和牲畜的運動產生動力。在人類生物動力階段，人馬決定政權，力氣決定勝負。第二階段是機器動力，依靠燃料燃燒獲得機械動力。自從瓦特發明蒸汽機以后，機器動力巨大無比，逐步大規模地取代了生物動力，導致了工業革命。機器動力的應用程度和先進性決定了一個國家的經濟發展和國際地位。機器動力在當前和今后一段時間主要依賴于化石能源，自18世紀工業革命以來，化石能源在人類生產力飛躍發展的歷程中，發揮了主要作用，化石能源與現代社會已形成了唇齒相連的關系。

然而，化石能源資源有限，開采的高峰期已經過去，資源正在走向匱乏，過度的開采和使用已經造成生態和環境的嚴重影響，人類應該盡早為“后化石能源時代”做準備。生物質能源和化石能源一樣，都是烴類能源。據統計，地球上每年生長的生物質能源是全世界每年能源消耗總量的10倍，無論是從資源角度，還是從能源形式上講，生物質都最有潛力替代化石能源。同時，生物質能源在生長過程中，吸收二氧化碳，產生氧氣，防沙固土，調節氣候，保護環境和生態。然而，在幾十年新能源探索的歷程中，生物質能源的開發和應用落于太陽能和風能之后，生物質能源的優勢不能發揮。這其中既有科學技術的問題，又有思想方法和社會觀念的問題。如何充分發揮生物質能源的優勢，需要科學技術、系統工程、戰略理論、勞動觀念等方面的全面提升，并與生態保護的需求結合起來，充分發揮生物質材料在能源、物質和環境保護等多方面的優越性，建立生態能源理論和技術體系，本書為此進行了初步嘗試。

生態能源技術的目標就是要解決當前生物質能利用瓶頸的這一科學問題，通過新技術與裝備，將生物質能轉變成為能夠滿足大工業的適用性和經濟性要求的工業能源，以工業能源需求帶動荒山荒地的能源植物種植業、收割業、加工業、儲運業和商貿業的發展，以此促進生態建設，形成生態能源產業鏈，促成能源-環境-經濟的協調統一，保障人類生態和能源的長治久安。

本書是編著者長期從事生態能源技術研究和實踐成果的積累。參與本書編著的主要成員有：華中科技大學肖波教授，武漢輕工大學李建芬教授、陳晶晶老師，北京市環境保護科學研究院魏泉源工程師，華中科技大學劉石明老師、胡智泉副教授，華中科技大學博士研究生成功、何丕文、王布勻、程群鵬、劉翠霞、易其國、張樂觀、胡沔、郭大兵以及碩士研究生張永光、齊方杰、李倩、江程程、張艷麗等。武漢輕工大學研究生王強勝、路遙等為本書進行資料收集、整理、文字修改和校對做了大量的工作。同時本書還吸收和借鑒了該領域有關的研究成果，作者在此對給予本書以啟示及參考的有關文獻著作者深表謝意。希望本書能為讀者了解和研究生態能源技術提供一些有益的參考。同時本書還吸收和借鑒了該領域有關的研究成果，作者在此對給予本書以啟示及參考的有關文獻著作者深表謝意。希望本書能為讀者了解和研究生態能源技術提供一些有益的參考。

由于編著者水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請專家與讀者予以批評指正。

編著者

2016年5月