前言

生态是指地球上一切与生命依存相关的自然循环系统的生存状态。能源是供给热、光和动力等能量的资源。世界能源发展到今天，主导能源并没有发生本质改变，仍然是基于烃类化合物燃烧热做功的能源形式占绝对的主导地位，也就是通过烃类能源的碳、氢与氧的燃烧获得热能，再经过各种能量转换和利用。根据能源的烃类物质特性，人类未来的能源也只能主要依靠烃类物质资源。生态系统在生物变化过程中不断生长和蓄积着取之不尽的生物质烃类资源。低能源品位的生物质烃类资源可以通过能源科技不断进步，转变成为现代工业社会所需的能源。

生态能源是指能源资源不仅具备能源功能，而且具备生态功能，在获取能源的同时，又能保护生态环境，并具有化石能源的材料功能，在化石能源枯竭之日，能够接替其功能。生态能源的具体任务就是让生态系统生长更多的生物质烃类资源，并攻克提升低品位生物质燃料的能源品质等科学问题，通过大农业的能源收割和加工，为工业社会生产需求提供取之不尽的能源，摆脱人类对化石能源的依赖。

人类的生活和生产活动消耗了大量的化石能源。化石能源在开采和使用过程中对生态产生了负面影响，甚至破坏了正常的生态系统，直接威胁地球上生命的生存。科学地开发和利用生态系统中的能源，让生态系统满足人类的能源需求，同时让人类的能源利用不损害生态系统，使能源供给和生态维护达到和谐一致，这是人类可持续发展的一个重大科学问题。在当今能源资源日益紧张，生态环境日益恶化的情况下，人类的生存感受到了一定程度的威胁，与生态相和谐的生态能源技术系统的开发和利用迫在眉睫。

本书站在生态保护的立场上，去开发能源、挖掘能源、规划能源，确立了生态能源的发展方向。运用多学科交叉的方法，去认识能源、研究能源、改变能源，构建生态能源技术的发展框架。

自古以来，人类需要的能源，主要有两类用途：一类是热；另一类是力。热是生活和生产所需要达到的温度；力为生产提供动力、制造产品和运输物质。人类动力的发展经历了两个阶段。第一阶段是生物动力，依靠人和牲畜的运动产生动力。在人类生物动力阶段，人马决定政权，力气决定胜负。第二阶段是机器动力，依靠燃料燃烧获得机械动力。自从瓦特发明蒸汽机以后，机器动力巨大无比，逐步大规模地取代了生物动力，导致了工业革命。机器动力的应用程度和先进性决定了一个国家的经济发展和国际地位。机器动力在当前和今后一段时间主要依赖于化石能源，自18世纪工业革命以来，化石能源在人类生产力飞跃发展的历程中，发挥了主要作用，化石能源与现代社会已形成了唇齿相连的关系。

然而，化石能源资源有限，开采的高峰期已经过去，资源正在走向匮乏，过度的开采和使用已经造成生态和环境的严重影响，人类应该尽早为“后化石能源时代”做准备。生物质能源和化石能源一样，都是烃类能源。据统计，地球上每年生长的生物质能源是全世界每年能源消耗总量的10倍，无论是从资源角度，还是从能源形式上讲，生物质都最有潜力替代化石能源。同时，生物质能源在生长过程中，吸收二氧化碳，产生氧气，防沙固土，调节气候，保护环境和生态。然而，在几十年新能源探索的历程中，生物质能源的开发和应用落于太阳能和风能之后，生物质能源的优势不能发挥。这其中既有科学技术的问题，又有思想方法和社会观念的问题。如何充分发挥生物质能源的优势，需要科学技术、系统工程、战略理论、劳动观念等方面的全面提升，并与生态保护的需求结合起来，充分发挥生物质材料在能源、物质和环境保护等多方面的优越性，建立生态能源理论和技术体系，本书为此进行了初步尝试。

生态能源技术的目标就是要解决当前生物质能利用瓶颈的这一科学问题，通过新技术与装备，将生物质能转变成为能够满足大工业的适用性和经济性要求的工业能源，以工业能源需求带动荒山荒地的能源植物种植业、收割业、加工业、储运业和商贸业的发展，以此促进生态建设，形成生态能源产业链，促成能源-环境-经济的协调统一，保障人类生态和能源的长治久安。

本书是编著者长期从事生态能源技术研究和实践成果的积累。参与本书编著的主要成员有：华中科技大学肖波教授，武汉轻工大学李建芬教授、陈晶晶老师，北京市环境保护科学研究院魏泉源工程师，华中科技大学刘石明老师、胡智泉副教授，华中科技大学博士研究生成功、何丕文、王布匀、程群鹏、刘翠霞、易其国、张乐观、胡沔、郭大兵以及硕士研究生张永光、齐方杰、李倩、江程程、张艳丽等。武汉轻工大学研究生王强胜、路遥等为本书进行资料收集、整理、文字修改和校对做了大量的工作。同时本书还吸收和借鉴了该领域有关的研究成果，作者在此对给予本书以启示及参考的有关文献著作者深表谢意。希望本书能为读者了解和研究生态能源技术提供一些有益的参考。同时本书还吸收和借鉴了该领域有关的研究成果，作者在此对给予本书以启示及参考的有关文献著作者深表谢意。希望本书能为读者了解和研究生态能源技术提供一些有益的参考。

由于编著者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请专家与读者予以批评指正。

编著者

2016年5月