本書從地質(zhì)學、古生物學、古氣候?qū)W等多個領(lǐng)域探索了大氣中 CO2與植被互為消長的規(guī)律及其所產(chǎn)生的聚煤期與貧煤期的周期性；從光合作用機理、基因工程學的角度出發(fā)，研究了未來大氣CO2濃度快速增加的情況下，生物增長的速度、規(guī)模滿足人類能源發(fā)展所需的生物質(zhì)量的可能性與可行性；從能源農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)能源應用技術(shù)、物質(zhì)能源在不同條件下的經(jīng)濟性等角度，展望了生物質(zhì)能源最終全面替代化石能源的機遇、方法、趨勢與期限。
第一章 植物發(fā)展與地球環(huán)境的相關(guān)性
第一節(jié) CO2濃度與地球植物的發(fā)展
一、地球大氣中的氧起源于植物對CO2的轉(zhuǎn)化
（一）植物是地球生態(tài)變化的基礎(chǔ)
（二）海洋生物的誕生階段的地球環(huán)境
二、陸地植物繁衍階段地球的CO2含量
三、從太原西山C-P紀標準剖面看地球的氣候周期
四、大氣中CO2總含量的波動性降低與地球聚煤作用逐漸減弱的關(guān)系
第二節(jié) 地球植物與氣候的關(guān)系
一、CO2在大氣圈與生物圈的互相轉(zhuǎn)化及其影響
二、太陽及其活動對地球環(huán)境的影響
（一）太陽的宇宙周期決定大周期
（二）太陽黑子對地球氣候的影響
三、綠色植物在平抑太陽能波動方面的主要意義
第三節(jié) 從地球歷史的角度看今天的氣候變化
一、中國華北黃土高原的形成與第四紀冰川
二、地球氣候正進入溫暖期
三、變暖、變濕，CO2上升——一個新的適宜植物生長的環(huán)境正在形成
四、植被的繁榮與人類的活動或許可調(diào)控冰期的來臨

第二章 只要太陽存在，地球能源就永不枯竭
第一節(jié) 太陽與地球的太陽能
一、太陽質(zhì)量與核反應能量
二、太陽的年齡與壽命
（一）太陽壽命
（二）主序星
（三）紅居
三、進入地球的太陽能量與分布
四、進入地球的太陽能的儲存與保留狀況
第二節(jié) 化石能源是地球歷史上太陽能的儲備
一、地球上的所有生命均來源于光合作用
二、生物發(fā)展過程伴隨著化石燃料形成過程
三、不同的生物環(huán)境形成了不同的化石能源品種
四、生物掩埋過程與化石能源的形成
（一）堆積封存
（二）變質(zhì)成煤
第三節(jié) 光合作用是收集、儲存、應用太陽能的最佳途徑
一、生物質(zhì)能發(fā)電與太陽能發(fā)電的比較
（一）太陽能電池板發(fā)電與生物能源發(fā)電對環(huán)境的影響
（二）太陽能電池板發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電成本與功效比較
（三）太陽能電池板發(fā)電與生物質(zhì)能對太陽應用的比較
二、生物能源與風能發(fā)電的比較（熱對流能）
（一）生物能源與風能發(fā)電在穩(wěn)定性上的比較
（二）生物能源與風能發(fā)電對環(huán)境生態(tài)影響的比較
三、生物能源與水能的比較（陽光下的勢能變動能）
四、生物質(zhì)能源生產(chǎn)與化石能源再開采的經(jīng)濟比較
（一）項目選擇與概況
（二）投資與建設(shè)
（三）生產(chǎn)成本與綜合效益

第三章 快速發(fā)展中的生物能源產(chǎn)業(yè)
第一節(jié) 快速發(fā)展中的能源農(nóng)業(yè)
一、農(nóng)業(yè)與生物質(zhì)能源的概念
二、能源植物分類
（一）生產(chǎn)燃料乙醇的能源植物
（二）生產(chǎn)燃料油的能源植物
（三）木質(zhì)纖維素能源植物
（四）水生藻類生物質(zhì)能源
三、以獲推廣生物能源的農(nóng)業(yè)作物
四、快速崛起的第二代能源作物——芒屬
（一）芒屬植物特性
（二）芒屬植物的開發(fā)利用
五、呼之欲出的第三代生物燃料-——藻類
（一）微藻和藍細菌
（二）大型藻
（三）藻類生物燃料轉(zhuǎn)化技術(shù)
第二節(jié) 再生速度大于開采速度——瑞典的林業(yè)生物質(zhì)能源
一、森林資源在利用中得到保護和增長
二、重視林業(yè)機械化生產(chǎn)發(fā)展
三、 產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
四、以顆粒燃料作為突破口
五、瑞典顆粒燃料質(zhì)量保障體系
第三節(jié) 生物質(zhì)燃料比例大于化石燃料—巴西生物燃料的發(fā)展
一、巴西甘蔗乙醇的推廣
二、乙醇生產(chǎn)成本
三、乙醇消費和出口
四、巴西生物質(zhì)能源的展望
第四節(jié) 更經(jīng)濟更持續(xù)的“天然氣”——快速發(fā)展的德國沼氣工業(yè)
一、德國沼氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
二、德國沼氣工程的特色
三、專用能源作物產(chǎn)沼氣的潛力
四、德國康德生物能源有限公司沼氣工程
第五節(jié) 生物質(zhì)混合發(fā)電優(yōu)于煤炭發(fā)電——美國生物質(zhì)發(fā)電的研究與推廣
一、生物質(zhì)發(fā)電的應用規(guī)模與現(xiàn)狀
二、生物質(zhì)與煤混合燃燒的應用推廣
三、美國生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)和主要發(fā)電廠
第六節(jié) 生物能源種植園
一、以色列沙漠種植園
（一）節(jié)水灌溉滴灌系統(tǒng)
（二）以色列的營造林工作
二、日本生物原料工業(yè)園的建設(shè)成果
三、“石油植物”種植園

第四章 生物技術(shù)的突破與綠色能源主導未來
第一節(jié) 基因工程技術(shù)發(fā)展與光合作用效率的提高
一、通過改變C3與C4植物的基因來提高光合作用效率
二、通過延緩葉片衰老來提高光合作用效率
三、通過提高氮同化效率提高光合作用效率
四、通過修飾植株株型提高光合作用效率
五、通過提高水分利用率提高光合作用效率
第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物質(zhì)能源原料的改良與發(fā)展
一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對淀粉和糖類作物的改良
二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對纖維素類植物的改良
三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對油脂類能源植物的改良
四、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在藻類能源植物的改良
第三節(jié) 各國生物技術(shù)的投資與研發(fā)
一、美國
（一）美國生物產(chǎn)業(yè)政策
（二）政府財政投入與完善的金融投資體系
（三）集群效應與人才
二、德國
（一）德國生物產(chǎn)業(yè)政策
（二）優(yōu)秀創(chuàng)新后備人才的培養(yǎng)
三、日本
（一）日本政府采取的政策措施
（二）逐年增加資金投入，風險企業(yè)數(shù)量顯著增加
四、中國
（一）生物產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策
（二）發(fā)展資金嚴重短缺
五、已形成一支初具規(guī)模的生物技術(shù)人才隊伍
第四節(jié) 當綠色能源主導人類能源需求時
一、生物工程與大氣碳含量的增量決定了生物能源必將替代化石能源
（一）地球生物質(zhì)的增長潛力與速度將不可同日而語
（二）生物質(zhì)能源必將取代其他能源
二、光合速率與最佳CO2含量
（一）光合作用的最佳條件與CO2濃度
（二）人類理想的CO2濃度及其對光合作用、氣候的影響作用
三、可充分滿足人類能量消耗量的生物質(zhì)再生能力的評估
（一）權(quán)威機構(gòu)對未來能源需求量的預測
（二）現(xiàn)在環(huán)境條件下的再生能力評估
（三）CO2增加一倍時在上述基礎(chǔ)的生物質(zhì)的增長規(guī)模
（四）在新的碳環(huán)境下現(xiàn)有沙漠與戈壁的綠化前景及再生能力
（五）以上合計未來生物質(zhì)保有量及再生能力的評估
四、綠色地球與人類生存環(huán)境的根本改善
（一）地球氣候的均一化趨勢與極端氣候的降低
（二）CO2的排放與生物吸收達成平衡，地球重新回到一個溫暖宜居的生態(tài)環(huán)境

第五章 化石能源與生物能源的協(xié)調(diào)與平衡
第一節(jié) 化石能源是生物能源發(fā)展的必要支持
一、人類的生存與發(fā)展必須以化石能源作為過渡
（一）化石能源根本改變了人類的生存模式
（二）化石能源開啟了工業(yè)化，信息化的大門
（三）化石能源釋放了生物發(fā)展史中被深埋地下的碳元素
二、生物能源的發(fā)展還需50～100年的過程
（一）碳環(huán)境的改善周期
（二）生物工程及生物總量的培育與成長過程
（三）加工應用與技術(shù)裝備的成熟過程
三、生物能源的建設(shè)需要化石能源的支持
（一）碳總量與碳環(huán)境的支持
（二）大型水利工程的基礎(chǔ)設(shè)施支持
（三）生物能源應用工程技術(shù)的成熟與安全保障
（四）應急儲備（突發(fā)事件與生物災難）
第二節(jié) 化石能源完全滿足人類能源過渡期的充分使用
一、各種化石能源的資源量
（一）石油
（二）天然氣
（三）煤
二、化石能源可支持的能源應用期限
（一）現(xiàn)有環(huán)境條件下的可用期限
（二）地球生態(tài)優(yōu)化與新條件下的能源結(jié)構(gòu)（化石僅作儲備）
（三）地球能源問題的根本解決
第三節(jié) 化石能源的可應用規(guī)模與清潔技術(shù)的使用推廣
一、人類化石能源規(guī)?；饔蒙杏锌臻g與時間
二、現(xiàn)階段化石能源應用的最大阻礙是污染問題
三、化石能源的清潔應用技術(shù)的發(fā)展
（一）潔凈煤技術(shù)
（二）節(jié)約石油和替代石油技術(shù)
第四節(jié) 人類有能力調(diào)節(jié)巖石圈（化石）、生物圈和大氣圈的碳平衡
一、巖石圈、生物圈、大氣圈的碳總量及循環(huán)模式
（一）巖石圈（化石燃料）、生物圈與大氣圈的碳總量
（二）巖石圈（化石燃料）、生物圈與大氣圈的碳循環(huán)模式
二、人類必須在地球碳循環(huán)的過程中找到一個新的平衡點
（一）化石能源的快速氧化（消耗）與地球植物的快速增長
（二）生物能替代化石能源與新的碳平衡的形成
三、重視化石能源的清潔使用，贏得綠色能源發(fā)展的時間與空間
（一） CO2是清潔氣體
（二）嚴格控制燃煤污染，確?；茉吹倪^度使用
（三）今天要美好，明天要更好
四、人類有能力調(diào)控大氣中碳平衡，并不斷優(yōu)化人類生存環(huán)境
（一）使用化石能源是碳環(huán)境正調(diào)節(jié)的關(guān)鍵
（二）生物與農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展可實現(xiàn)碳的負調(diào)節(jié)
（三）人類有能力實現(xiàn)地球巖石圈、生物圈、大氣圈的新的動態(tài)碳平衡

第六章 生物能源將引領(lǐng)新的產(chǎn)業(yè)革命
第一節(jié) 水利工程與灌溉工程將成為最大的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)
一、重新定義灌溉與水利工程
二、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與碳環(huán)境的改善將使水利工程獲得巨大的經(jīng)濟效益
（一）生物技術(shù)將致相同耗水量下的生物質(zhì)生產(chǎn)量成倍提高
（二）近30年碳增長使陸地植物增長迅速
三、新型節(jié)水灌溉技術(shù)對單位水資源應用效率與經(jīng)濟性的影響
（一）現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)渠灌應用效率比較
（二）現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)渠灌的技術(shù)經(jīng)濟性比較
四、水利工程將成為最大的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)
（一）水利工程由目前的公益行為轉(zhuǎn)化為盈利性的商業(yè)工程
（二）水利與灌溉工程建設(shè)將成為人類繼交通、房地產(chǎn)之后的最大基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)
第二節(jié) 農(nóng)業(yè)革命與社會財富的再分配
一、基因工程推動下的生物質(zhì)能源
（一）農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的近10年增長與轉(zhuǎn)基因作物帶來的新的更多增長
（二）全球轉(zhuǎn)基因作物種植帶來的收益
（三）生物工程技術(shù)的重點是以生物能源為目標的開疆拓地
（四）氣候變暖，CO2和水分增加，生物質(zhì)能源體量增加巨大
（五）未來10年全球生物質(zhì)能源產(chǎn)量將翻番
二、生物能源產(chǎn)業(yè)推動下的生物農(nóng)業(yè)
（一）飛速發(fā)展的生物能源應用新技術(shù)在油、氣、化工各領(lǐng)域均有突破
（二）新技術(shù)與規(guī)模化為生物能源產(chǎn)業(yè)帶來的契機
（三）生物能源農(nóng)業(yè)逐步向規(guī)模、高效并超越傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而快速發(fā)展
三、現(xiàn)有草原、森林的升級換代
（一）芒屬植物替代草原的經(jīng)濟規(guī)模
（二）部分草原升級為森林的經(jīng)濟規(guī)模
（三）灌木升級為喬木的經(jīng)濟規(guī)模
（四）森林換代與林木品種升級的經(jīng)濟規(guī)模
四、向沙漠進軍
（一）沙漠氣候的改善與灌溉技術(shù)的普及
（二）沙漠生物品種的研發(fā)與普及
（三）沙漠生物能源的經(jīng)濟性與商業(yè)推廣
（四）生物能源在沙漠領(lǐng)域的無限前景
五、重新回歸第一大經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)
（一）高科技指導下的新型農(nóng)業(yè)
（二）規(guī)?；c自動化
（三）最大社會財富的生產(chǎn)者與擁有者
第三節(jié) 生物能源支持下的新型工業(yè)體系
一、生物質(zhì)制氫
二、燃料乙醇
三、生物柴油
四、沼氣
五、生物發(fā)電
六、生物質(zhì)化工
七、生物質(zhì)新型工業(yè)體系的建立
第四節(jié) 傳統(tǒng)能源體系的衰敗與第三次產(chǎn)業(yè)革命的來臨
一、互聯(lián)網(wǎng)——現(xiàn)代工業(yè)體系的掘墓人
（一）大銀行、大工業(yè)、大物流已走到盡頭
（二）能源大佬的最后瘋狂
（三）耗盡資源的中心城市
（四）是軟著陸，還是硬著陸
二、生物能源的崛起與第三次產(chǎn)業(yè)革命的水到渠成
（一）碳排放問題——是堵還是疏
（二）還有什么比生物能源產(chǎn)業(yè)意義更重大
（三）互聯(lián)網(wǎng)與生物質(zhì)能源
（四）即將爆發(fā)的第三次產(chǎn)業(yè)革命
三、中國將成為第三次工業(yè)革命的發(fā)源地
（一）土地將重新成為最重要的資源
（二）巨大的農(nóng)業(yè)人口與就地產(chǎn)業(yè)化
（三）中國夢的歷史機遇