在下麵的指南中，我們將化石燃料與生物燃料、生物質、沼氣和生物能源進行比較。
我們確定了一些相似的用途，也指出了它們之間的主要區別。
我們還確定了每種方法的一些潛在的優點和缺點，並考慮哪種方法可能更適合不同的目的。
對於那些想進一步澄清的人生物質能、生物燃料、生物能源和沼氣是什麼，它們如何相互比較，我們為此寫了一個單獨的比較指南．
總結-化石燃料vs生物燃料，生物質，沼氣和生物能源
在下麵的指南中，我們試圖總結化石燃料、生物燃料、生物質、沼氣和生物能源在不同領域之間的一些不同的主要特征，以及潛在的主要優點和缺點。
然而，值得注意的是，這些功能、好處、缺點等可以根據情況而定，並且可以根據每種情況的變量而改變。
主要原因如下:
-變量是如何生產和使用的
舉個例子，所使用的生物質原料的特定類型，以及將生物質加工或轉化為可用能源的方法，都會影響生物產品的生產效率。
不同的作物對生產有不同的要求，作為生物質的作物與被使用的廢物和殘渣等非食用生物質不同。
直接燃燒生物質和將其轉化為可用的生物產品之間也有區別。
這些隻是幾個例子。
-生物質技術和化石燃料生產的未來發展和變化
生物質衍生技術可能會隨著時間的推移繼續發展，這可能會改變使用它們的好處和缺點。
第二代和第三代生物質的發展就是一個例子。
另一個例子可能是對化石燃料發電廠(如燃煤發電廠)的額外監管和要求，這可能會增加生產成本，以減少碳排放和環境汙染。
補貼和其他變量也可以在未來發揮作用。
因此，在閱讀下麵的指南時記住這一點是很重要的。
生物燃料與石油
比較生物燃料和石油的使用
雖然生物燃料和石油還有其他用途，但比較生物燃料和石油用途的主要方法之一是作為車輛的運輸燃料。
生物燃料和石油基燃料通常作為混合燃料產品使用，其中兩個主要的例子是:
-乙醇與汽油的混合
-生物柴油與柴油的混合
哪個更好，為什麼?
——成本
幾份報告表明，乙醇和生物柴油等生物燃料可能比化石燃料更昂貴。
然而，也有其他報告表明，在未來，生物燃料的成本可能會下降，因為化石燃料的生產變得更加昂貴，而且生物燃料技術的發展使其生產更便宜或更有效。
生物乙醇和生物柴油的價格大約是化石燃料的1.5 - 1.8倍，而航空燃料的價格是化石燃料的4倍。
從climate.mit.edu:
[與石油相比，目前大規模生產生物柴油的成本太高，因為所需的原料投入成本高於石油，而且生產過程不夠高效]
[用非糧食作物製成的更先進的生物燃料在未來可能帶來經濟效益，但進展緩慢]
現在市場上使用最多的是哪一種?
大多數生物燃料混合物中仍含有大部分石油燃料
這需要從供需的角度來考慮，也需要從市場上實際使用的燃料類型的角度來考慮
來自climate.mit。edu:“今天，大多數加油站出售的汽油中含有10%的生物酒精燃料。”
-由於缺點或權衡，對乙醇使用量的潛在限製
實際上，由於乙醇對車輛的影響，以及性能和效率的考慮，它的使用量可能是有限製的
在這種情況下，一定數量的石油基燃料或其他燃料來源將不得不供應到乙醇和生物燃料無法供應的市場(或這樣做有缺點)。
從climate.mit.edu:
汽車所能處理的生物燃料量是有限的，任何超過一定數量的生物燃料都將徹底改變汽車發動機的運行方式
[添加任何高於10%到15%的乙醇都會降低燃料經濟性，或者會……]首先抵消使用它的任何環境效益，因為車輛會消耗更多的燃料
[百分之百使用生物燃料的汽車永遠不會像使用石油的汽車那樣高效運行]
沼氣vs天然氣
沼氣與天然氣的使用比較
沼氣和天然氣可以在傳統天然氣基礎設施(如管道)的使用方麵進行比較，也可以在烹飪和建築供暖等活動的最終使用方麵進行比較。
沼氣和天然氣也都有發電的能力。
此外，還可以將生物甲烷(一種精煉的沼氣，也稱為可再生天然氣，或RNG)轉化為CNG和LPG，並像壓縮天然氣或液化天然氣一樣用於運輸和車輛。
在這些用途中，沼氣可以取代一定比例的天然氣供應。
我們已經更詳細地概述了原生沼氣和生物甲烷(可再生天然氣)是什麼，它們在本指南中有什麼用途．
對於建築和固定能源的使用，哪個更好，為什麼?
——成本
對於天然氣供應商來說，生物甲烷的成本可能更高，而這些成本可能會轉嫁到將天然氣作為能源用於家庭和建築的消費者身上
[在加州，如果天然氣公司開始在管道中增加RNG，客戶的價格可能會上漲](vox.com)
——有足夠的生物甲烷來滿足目前的天然氣需求
生產的生物甲烷可能遠遠不足以滿足目前對天然氣的需求
因此，從供應的角度來看，生物甲烷可能不是天然氣的好替代品
這可能被認為是使用生物甲烷取代天然氣使用的一個重大實際限製
[沒有足夠的可再生天然氣滿足總天然氣需求，因為]可再生天然氣可以取代4.1%的加州天然氣需求(低端估計為1.6%)(vox.com)
-建築電氣化可能比天然氣和RNG更好
通過太陽能、風能和其他“更清潔”的能源實現建築電氣化，從幾個指標來看，如脫碳、成本等，可能比天然氣或RNG更好
[幾份報告表明]電氣化[即使用電網]是建築脫碳最便宜的選擇…[而且]RNG比[電氣化]和其他替代方案更昂貴(vox.com)。
RNG可能在電氣化和其他能源之後有特定或補充用途，但可能不是廣泛使用或單獨使用的完全替代方案
RNG可能最好用於更小/更窄的規模，作為天然氣和其他能源的補充能源，以及在有意義的特定行業中使用。
將其作為一次能源，或作為建築物電氣化的替代品，可能會出現問題，在某些方麵缺乏可行性。
從vox.com:
RNG是一個很有前途的發展，[但]應該針對那些難以削弱的行業[以及細分行業和小眾應用]，在這些領域，RNG具有最高的社會價值[不應該]替代電氣化
隻要還有垃圾填埋場、巨大的糞池、農業和林業廢料以及汙水處理廠向大氣中排放甲烷，就有必要盡可能多地捕獲並利用這些甲烷。總比從地下開采好。
對於(一些)行業來說，燃燒RNG(和SNG)比燃燒水力壓裂氣更好。
但是，在任何情況下，RNG都不能替代電氣化。充其量，這是一種補充。
美國也是如此，幾乎所有研究都同意這一點。深度脫碳意味著天然氣行業的衰落，無論RNG或SNG會發生什麼。
哪個更適合交通，為什麼?
對於建築和固定能源需求而言，交通運輸可能也是如此。
可能沒有足夠的生物甲烷來滿足燃料的消耗和需求，但是，生物甲烷可能會在一些車輛中起到補充燃料的作用。
從vox.com:
(一份報告)顯示，僅在加利福尼亞州，就需要幾乎整個國家的RNG潛力來取代柴油
然而，有很多已經在流通的車輛可以從RNG中受益。最近，聯合包裹(UPS)購買了大量RNG，以減少其現有天然氣卡車車隊對氣候的影響。
其他的考慮
-對弱勢社區的潛在影響
生產或捕獲RNG的地方可能已經有脆弱的社區，在某些情況下，RNG可能會帶來進一步的汙染，對這些社區產生負麵影響。
RNG的影響[也集中在脆弱的社區，可能是一些最貧窮的，也已經有一些最嚴重的汙染](vox.com)
生物能源vs化石燃料
生物能源與化石燃料的使用比較
生物能源通常用於供熱和發電而煤、天然氣和石油等化石燃料也都有能力用於發電和供熱的一種或兩種。
哪個更好，為什麼?
-消費者的成本
生物燃料的成本可能取決於一係列因素(azocleantech.com指出，生物燃料的成本主要取決於勞動力和土地成本、原料、石油市場和農業補貼。)
一些報告指出，生物燃料目前的成本高於每升汽油，而且生物燃料在一定程度上依賴於補貼和政府政策支持
其他報告指出，在某些情況下，生物能源可以與化石燃料持平或比化石燃料更便宜
未來，一些進展可能會降低某些生物燃料的成本
未來比生物能源和化石燃料更好的能源可能是其他可再生能源，如太陽能和風能
從azocleantech.com:
[一般來說，每升乙醇的成本高於汽油]
隨著進一步的工藝開發、低成本的廢原料、其他副產品的聯合生產以及工廠規模的擴大，[一些木質纖維素乙醇的]成本預計將在未來十年減半。
[生物燃料的規模化也可能在未來降低成本]
與化石燃料相比，使用生物燃料確實可以節省8900億美元的燃料成本。需要考慮的關鍵問題是，在短期內，更高數量的生物燃料可能會使總體燃料成本比化石燃料更高。不過，從長遠來看，這些最初的成本可以通過節省的燃料成本來補償。
此外，政府還出台了一些鼓勵生物燃料技術的優惠政策，其中包括各國對可再生燃料的配額。
盡管生物質能通常比可再生能源更昂貴，但最昂貴的生物能源類型仍然與化石燃料持平或更便宜:生物能源不需要鑽入地下，這帶來很高的資本(和環境)成本(energysage.com)。
從biologicaldiversity.org:
利用森林生物質發電的效率低下，使其成本特別高。事實上，生物質能是加州最昂貴的能源。
生物質發電廠嚴重依賴由納稅人和納稅人支付的監管激勵和補貼。
這些生物質能補貼消耗的資源本可以更好地用於更便宜、真正清潔的太陽能和風能替代能源，以及它們創造的就業機會
在2025年，無論如何，生物質能的成本都將高於所有形式的風能和太陽能(nrdc.org)。
-生產者的利潤
一些報告指出，化石燃料的前期/資本投資成本更高，生物燃料可能更便宜，在某些情況下，從長期來看，生物質能技術對生產者來說可能更有利可圖。
從syntechbioenergy.com:
化石燃料生產需要大量的資本支出，如石油鑽探、天然氣管道和燃料收集，而生物質技術要便宜得多。
製造商和生產者能夠從較低的產量中獲得較高的利潤
從長遠的經濟利益來看，生物質鍋爐被認為比燃油或燃氣鍋爐更便宜，因為燃料成本更低……
-特性和性能
Azocleantech.com指出，在某些情況下，生物柴油可能比石油柴油有更強的點燃能力(或更快地點燃)，而石油柴油可能不太容易在較低的溫度下形成蠟晶體，因此不太容易出現堵塞問題
然而，生物柴油可能含有氧氣，可以改善燃燒
-土地使用競爭及其對糧食生產的影響
幾份報告表明，在農業土地上種植專用生物質不僅會與木材和糧食生產等其他土地用途競爭，而且還會減少總可用糧食供應，在某些情況下增加糧食價格。
Azocleantech.com:“農民們利用土地單獨種植生物燃料原料，而不是糧食，從而推高了全球糧食價格。”
然而，其他類型的生物量，如廢物和殘渣生物量，可能沒有同樣的影響競爭土地使用或影響糧食生產。
但是，大規模提供這種類型的生物量可能是一個問題。
《衛報》網站指出，“這些殘留物中的大部分已經被用作動物飼料或土壤肥力所需，而其他的則很昂貴。”
生物質vs煤炭、天然氣和石油
生物質與煤、天然氣和石油的使用比較
的三個主要用途不同種類的生物量煤炭、天然氣和石油的比較可能是:
-用於取暖和發電
-用作運輸燃料
-用作不同商品、產品和商品的原料
哪個更好，為什麼?
這顯然取決於所生產的產品，或每種能源的最終用途。
我們已經將化石燃料的使用與生物燃料、沼氣和生物能源的生物質使用進行了比較。
除了上麵已經概述的，生物質和化石燃料之間的一些關鍵區別可能是:
與被認為是“有限的”的化石燃料相比，生物質並不被認為是稀缺資源。
-某些類型的生物質的產量可能不足以滿足供應。與電力需求相比，這既適用於一些廢物或殘渣生物質(physicsworld.com對此進行了更詳細的討論)，也適用於某些地區滿足天然氣需求的生物甲烷
-礦物燃料一般需要某種類型的采礦才能提取，而生物質可以通過各種方式種植或栽培
-燃燒時，化石燃料將儲存在地下的碳引入大氣。另一方麵，生物質吸收大氣中已經存在的二氧化碳，當燃燒時，將二氧化碳釋放回大氣中。所以，一個向大氣中添加二氧化碳，而另一個將其循環回大氣中。一些人還認為，在收獲的生物量的地方生長的新生物量吸收了碳。
-生物質生產可為當地農民和其他當地生物質生產者(包括種植生物質的人、提供廢物和殘渣的人、利用有機廢物生產沼氣的人等等)提供額外的收入來源。
-生物質生產可能在一定程度上減少對外國天然氣、石油或煤炭的依賴，這取決於它能取代多少
-廢物和殘渣生物質可能為這種材料提供其他用途，否則不會被利用
生物質的可持續性，生物燃料，生物能源和沼氣
我們將在一起一份單獨的指南，其中我們討論了生物質、生物燃料、生物能源和沼氣的一些不同的環境和資源使用可持續性考慮．
來源
1.https://www.vox.com/energy-and-environment/2020/2/14/21131109/california-natural-gas-renewable-socalgas
2.https://climate.mit.edu/ask-mit/why-arent-biofuels-more-prevalent
3.https://www.theguardian.com/environment/2015/jan/29/biofuels-are-not-the-green-alternative-to-fossil-fuels-they-are-sold-as
4.https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=337
5.https://www.nzherald.co.nz/nz/what-is-the-real-cost-of-a-switch-to-biofuels/JVVCML3BVA3TEM7JZQMDZDXAJU/
6.https://physicsworld.com/a/biomass-energy-green-or-dirty/
7.https://www.nrel.gov/research/re-biomass.html
8.https://www.theguardian.com/environment/2015/jan/29/biofuels-are-not-the-green-alternative-to-fossil-fuels-they-are-sold-as
9.https://www.energysage.com/about-clean-energy/biomass/pros-and-cons-biomass/
10.https://www.nrdc.org/experts/sasha-stashwick/solar-and-wind-cheaper-biomass-reliably-power-uk
11.https://www.syntechbioenergy.com/blog/biomass-advantages-disadvantages
12.https://www.greensquare.co.uk/blog/advantages-and-disadvantages-of-biomass-energy
13.https://www.biologicaldiversity.org/programs/climate_law_institute/pdfs/Biomass-Energy-Is-Polluting-5.pdf