利用水电、风能和太阳能等绿色能源比以往任何时候都更加重要。但是，这三大能源并非现场仅有的“可再生”能源。与水电、风能和太阳能相比，生物质在 2021 年占美国总能源消耗的百分比份额最大。
生物质是指来自动植物的可再生有机材料，其中包括木材和木材加工废料、农作物以及动物粪便等。天然生物质资源可以帮助满足能源需求，并且与其他可再生能源不同，它们还可以直接转化为用于交通运输的生物燃料。
2021 年，美国生产了约 175 亿加仑生物燃料。尽管这种燃料来源并非没有争议，但预计到 2026 年，全球生物燃料需求将增长 28%。然而，生物质原料并非不受气候变化影响。
气候变化对生物质来源构成直接威胁
要有生物质，归根结底，我们需要植物生长。从某种意义上说，生物质的供应和可获得性最终取决于气候。
威斯康星大学麦迪逊分校食品科学助理教授 Victor Ujor 表示：“越来越干燥和炎热的天气条件威胁到农业衍生生物质原料的成功种植，以及最终的产量。“随着全球降雨量近乎普遍下降，如果这种趋势持续下去，植物的生长和产量将急剧下降。”
约克大学（英国）化学教授 James Clark 表示，除了可用作生物质的农业残留物减少外，作物产量下降还会导致越来越多的非农业土地被转为种植粮食作物。这可能会导致非农业生物质减少，并增加化肥的使用。
由于气候变化，森林火灾的发生频率也越来越高，规模越来越大，强度越来越高，蔓延范围也越来越广。Ujor 表示，这些熊熊大火会摧毁大部分需要较长时间才能生长的林源植物生物质。
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总的来说，日益恶化的气候变化威胁着生物质的可获得性，不仅影响生物燃料的供应，也影响一种名为生物能源与碳捕获和储存（BECCS）的负排放技术的容量。负排放技术是指那些能够从空气中去除并封存二氧化碳的技术。
BECCS 通过燃烧或加工从生物质中提取生物能源，这可能会释放排放物，因为植物在生长过程中会吸收大气中的碳。然而，这些排放物通过地质封存捕获和储存，地质封存是将二氧化碳储存在地下地质构造中，以防止其释放到大气中。截至 2019 年，全球有五家工厂在使用 BECCS 技术，每年捕获约 165,000 吨二氧化碳。
根据一项新的《自然》研究，由于气候变化对作物产量和生物质原料的影响，BECCS 的能力未来可能会下降。因此，作者认为，必须尽早利用这项技术。
Clark 表示，如果到 2040 年同时采取全球减排战略和大规模 BECCS，到 2050 年全球变暖可能达到 2.5 摄氏度，到 2100 年达到 2.7 摄氏度。他参与了这项研究。
他补充说，只有到 2030 年才开始以更大的规模使用这项战略，我们才能实现《巴黎协定》到 2100 年将全球变暖限制在 2 摄氏度以内的目标。该研究强调，在不久的将来，迫切需要使用 BECCS 来减缓气候变化并避免严重的粮食危机，除非有其他负排放技术可用于补偿其能力下降。
即使与碳捕获结合使用，生物能源的使用仍然存在环境风险
如果 BECCS 可以帮助减缓二氧化碳向大气的释放，那么是什么阻碍了其大规模部署呢？
Ujor 表示，成本可能是最重要的因素，我们仍然需要大量投资进行研究，以开发具有成本效益的 BECCS 战略。据估计，每封存一吨 CO2 的成本可能高达 200 美元。与另一种负排放技术——直接空气捕获与碳储存（DACCS）相比，这非常昂贵，DACCS 从大气中捕获每吨 CO2 的成本低至约 94 至 232 美元。
Ujor 说：“捕获、储存和压缩 CO2 的成本是巨大的。“目前，经济效益尚未达到我们迫切需要该技术发挥作用的水平。”
他还说，BECCS 运营的能源来源大部分是化石燃料，因此为了捕获和储存 CO2 而向空气中排放更多 CO2 可能会适得其反。也许首先需要将能源从化石燃料转向。
技术障碍也存在，特别是二氧化碳的安全储存。储存点的安全性至关重要，因为高浓度二氧化碳的泄漏将对公众安全、该地点生态系统以及地球气候构成危险。Ujor 说，需要进行广泛的研究来确定 CO2 如何安全有效地储存而不会危害环境。
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然而，由于对该技术可持续可扩展性的担忧，BECCS 仍然存在争议。根据自然资源保护委员会的 Nathanael Greene 的说法，生产足够的生物质所需的土地、水和养分可能会威胁生物多样性、供水和养分平衡。
根据综合评估模型，为了将温度升高限制在 1.5 摄氏度，大规模部署 BECCS 可能需要占当前全球约 25% 至 80% 的耕地。与此同时，种植 BECCS 生物质作物以实现《巴黎协定》2 摄氏度的目标，可能需要目前全球用于食品生产灌溉的水量一倍以上。
考虑到其对资源和生物多样性的潜在影响，BECCS 的部署规模必须保持在有益的特定条件下。例如，如果为了实现 1.5 摄氏度的气候变化目标而进行大规模的土地利用变化，通过 BECCS 从大气中去除的碳量可能会被抵消。
《卫报》专栏作家 George Monbiot 表示，在生物能源作物方面，还存在将可耕地从粮食生产中夺走的风险。“如果粮食被用来驱动汽车、发电或供暖，那么它要么必须从人类口中夺走，要么必须从地球表面夺走生态系统，因为可耕地会扩张以适应额外的需求。”
Ujor 说，这可以通过将已恢复的地表采矿土地用于种植生物能源作物来缓解，也可以继续开发能够“事半功倍”的战略和植物。他补充说：“我们需要开发能够让我们用更少的资源生产更多的农用技术。”“培育和改良能够提高产量同时减少水和肥料使用量的作物——无论是生物能源作物还是粮食作物——在这个过程中尤为重要。”
