19世紀中期，煤炭占全球能源消費的比重超過50%；20世紀60年代，石油取代煤炭成為主要能源，其消費量持續增長；而進入21世紀，隨著對環境保護意識的增強，生物能源等可再生能源開始嶄露頭角。

在過去幾個世紀里，化石能源，如煤炭、石油和天然氣，一直是全球能源消費的主體。這些能源的形成與碳循環密切相關，它們實際上是遠古時期的生物通過光合作用將太陽能轉化為化學能，并經過數百萬年的沉積和地質變化而形成的。

據國際能源署的數據，20世紀中葉以來，化石燃料在全球能源消費中的占比一直保持在80%以上。以煤炭為例，20世紀50年代，煤炭在全球能源消費中的占比超過50%，盡管隨著石油和天然氣的興起，這一比例有所下降，但在許多國家和地區，煤炭仍然是重要的能源來源。例如，在中國，煤炭消費在能源消費總量中的占比長期保持在60%以上，直到近年來隨著清潔能源的快速發展才有所下降。

化石能源的廣泛使用推動了全球工業化和現代化的進程，但同時也帶來了嚴重的環境問題。化石燃料的燃燒釋放了大量的二氧化碳和其他溫室氣體，加劇了全球氣候變暖。據《全球碳預算》報告，2020年全球二氧化碳排放量達到了創紀錄的361億噸，其中約80%來自化石燃料的燃燒。

面對化石能源帶來的環境壓力和資源枯竭的威脅，生物能源作為一種可再生的清潔能源，逐漸受到重視。生物能源來源于生物質，包括農作物秸稈、林業廢棄物、動物糞便等有機物質，通過生物質能轉化技術可以轉化為生物質燃氣、生物質液體燃料等能源產品。

在全球范圍內，生物能源的發展呈現出蓬勃的態勢。根據國際可再生能源機構的數據，2020年全球生物能源的消費量達到了約130艾焦耳，占可再生能源消費總量的近一半。在巴西，生物燃料已成為重要的能源來源，乙醇汽油的廣泛使用顯著減少了該國對石油的依賴。歐盟也制定了雄心勃勃的生物能源發展目標，計劃到2030年將生物能源在交通領域的占比提高到14%。

但也要注意到，生物能源的原料供應受到土地、水資源和氣候等條件的限制，其轉化效率和技術水平也仍有待提高。此外，生物能源的生產和使用也可能對生態環境產生負面影響，如土地利用變化導致的碳排放增加等。

未來，碳循環視角下的能源發展將更加注重可持續性和環境保護。一方面，我們需要繼續推動化石能源的清潔高效利用，減少碳排放和環境污染；另一方面，我們需要大力發展生物能源等可再生能源，構建多元化的能源供應體系。

在生物能源領域，技術創新和產業升級將是關鍵。通過提高生物能源的轉化效率、降低生產成本、拓展應用領域等措施，我們可以進一步發揮生物能源在能源供應和環境保護方面的作用。同時，我們還需要加強國際合作與交流，共同推動生物能源技術的研發和應用。

此外，碳捕獲和儲存技術也將成為未來能源發展的重要方向。通過捕獲工業排放的二氧化碳并將其儲存于地下或海洋中，我們可以有效減少溫室氣體排放并緩解全球氣候變暖問題。這一技術的發展和應用將為化石能源的清潔利用提供新的途徑。

從化石能源到生物能源的發展過程是人類社會對能源需求和環境保護深刻認識的體現。針對全球能源轉型及生物能源發展的熱點話題，汾渭結合全球能源政策、技術進步及市場需求，對生物能源產業的崛起及其對傳統化石能源的替代趨勢進行了全面剖析。

此基礎上推出的《碳循環——從天而降的生物能源產業革命》從地質學、古生物學、古氣候學等多個領域探索了大氣中CO2與植被互為消長的規律及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，研究了在未來大氣CO2濃度快速增加的情況下，生物增長的速度、規模以及與人類相關的生態發展趨勢。

本書深度解讀了各國政府推動生物能源發展的政策導向、生物能源技術進步的關鍵節點、以及生物能源成本下降與規模化應用的趨勢。同時，還從能源轉型、產業革命、生態環境優化等多個維度出發，對生物能源產業革命帶來的深遠影響進行了前瞻性分析。

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