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生物燃料的棘手问题

高昂的汽油价格和对气候变化的担忧推动了乙醇和生物柴油的投资浪潮,但科学家警告称,生物燃料生产可能会带来一系列意想不到的后果。

乍一看,用大豆、玉米和其他作物生产的生物燃料替代化石燃料对环保主义者来说是一笔生态财富。随着油价暴涨和全球动荡,生物燃料也成为政客和投资者的心上人。2007年3月,美国总统乔治·W·布什和巴西总统卢拉·达席尔瓦发起了一项新的伙伴关系,以推广生物燃料。两位领导人承诺支持研究,制定工业标准,并在十年内将生物燃料的制造量增加五倍。卢拉总统在宣布他对新伙伴关系的热情时说,该协议“是对21世纪巨大而充满活力的挑战的回答。”

但随着全球生物燃料产量的猛增,科学家和经济学家警告说,这种新型燃料可能会给世界饥饿、土地保护、生物多样性甚至全球变暖带来意想不到的后果。

明尼苏达大学的应用经济学系的研究员积逊希尔说:“这是一个爆炸性的新产业,但我们对它还不太了解。”“在推进生物燃料生产的过程中,我们必须非常谨慎,以免产生意外后果。”

月光的奥秘

长期以来,私酒激发了很多家庭的热情。因此,这种强有力的发酵谷物再次激发了人们的兴奋,这也许并不奇怪。一种通常由玉米和甘蔗制成的酒精,当泵入油箱时,它被称为“生物乙醇”。生物乙醇,通常简称为乙醇,是一种生物燃料,一个广泛应用于生物或其副产品产生的可再生能源的术语。但正如私酒并没有垄断酒一样,乙醇(在所有种类中)也没有垄断生物燃料。生物柴油也越来越受欢迎,这是一种柴油当量燃料,通常从不同种类的植物油中提取。

现在,随着人们对能源安全和气候变化的日益担忧,乙醇和生物柴油业务已经爆炸。自2000年以来,生物燃料产量增长了36倍,从每年6000吨增加到230000吨。预计在未来十年内,它将再增长十倍。

美国能源部负责能源效率和可再生能源的前能源部助理部长、谷歌新成立的气候变化和能源倡议部现任主任丹·赖彻(Dan Reicher)表示:“竞赛正在进行。”。“在一系列广泛的生物量上下多笔赌注,并在……技术成熟后尽快(建造)工厂,这是一项有意义的投资。”

意外后果

不幸的是,当田纳西山村被宣传为满足全球能源需求的灵丹妙药时,它对清醒的简单回答变得复杂起来。与石油不同的是,石油是由地下油井的铲斗负载拉动的,种植玉米、大豆和其他谷物需要大片土地。

将食物转化为燃料的后果已经通过腹部和钱包隆隆作响。生物燃料作为燃料来源的突然普及推高了从谷类和玉米粉蒸肉到鸡饲料和牲畜等所有食品的价格。根据美国农业部的统计数据,在过去三个月里,玉米价格翻了一番,达到每蒲式耳4美元以上,许多农民高兴地迎接玉米的新地位。

但研究世界贫困问题的经济学家指出,农民的突然繁荣背后隐藏着一层黑暗。玉米、大豆和其他以食品为基础的生物燃料的价格上涨和短缺可能会使生活在边缘地带的数百万饥饿人口陷入饥饿。据明尼苏达大学经济学家C·F·朗格和Benjamin Senauer说,全世界饥饿人口的数量可能会增长50%,再使6亿名男性、女性和儿童饿死2020。

具有讽刺意味的是,为生物燃料生产让路而开垦和耕作土地也可能会将更多的碳排放到大气中。这部分是因为该国拥有世界上最大的碳汇——亚马逊雨林——也是全球领先的甘蔗和大豆生物燃料供应商。巴西广阔的亚马逊雨林封存了近650亿吨碳,阻止了近十年的全球排放进入大气。但经济激励可能会鼓励甘蔗种植户进一步向亚马逊荒野扩张,将先前封存的碳释放到空气中。

据环保组织绿色和平组织(Greenpeace)发布的一份报告称,2004-2005年间,巴西亚马逊雨林近5000平方英里被砍掉,为大豆田让路。马来西亚和印度尼西亚也开发了大片森林——以前是完整的生态系统。根据最近一份《保护》杂志的报告,自2000年以来,马来西亚又种植了2123平方英里的棕榈油,同时失去了2374平方英里的森林。印度尼西亚是继巴西之后森林损失第二大的国家,在同一时期又增加了6177平方英里的棕榈油种植面积。

在世界领先的乙醇生产国美国,将荒野变成农田也能将二氧化碳释放到大气中。根据美国农业部的研究,耕作的土壤向大气中释放的二氧化碳气体与松土的体积成比例。

生物燃料的好处还会因富含化石燃料的氮和磷肥料而进一步减少,而这些肥料是作物茁壮成长所必需的。按照标准的耕作方式种植玉米,每英亩需要135磅的氮,这是一种强效温室气体。再加上拖拉机犁地、卡车运输和工厂将作物转化为乙醇所使用的燃料,用等量的玉米乙醇替代汽油只能减少15%的温室气体排放,明尼苏达大学科学家杰森·希尔和大卫·蒂尔曼完成的一项研究表明。

同样的研究人员得出结论,大豆基生物柴油和甘蔗基乙醇在对抗全球变暖方面效果更好,但这些燃料也不是完美的解决方案。与石油柴油相比,大豆生物柴油可减少40%的温室气体排放。

甘蔗乙醇一开始似乎是一个英雄,比汽油释放的温室气体少80%,但大部分甘蔗生长在巴西的前热带森林上,如果不加以破坏,这些森林将封存碳。希尔说,将完整的生态系统转化为以粮食作物为基础的生物燃料生产,不仅会减少温室气体的节约,还可能“甚至是温室气体的净排放”

大草原的希望

Hill和明尼苏达大学的科学家们发现了一种能产生更多能量同时释放更少或没有温室气体的生物燃料,发现了一个令人惊讶的潜在解决方案。十年来,他们一直在测量该大学雪松溪自然历史区各种生物燃料的能量输出。在2006年12月发布的一份报告中,他们宣布在对抗全球变暖的战斗中,草原草可能比庄稼更能成为士兵。

他们得出结论,生长在边缘土地上的本地多年生草的混合物转化为纤维素乙醇(通常从植物壁中发现的纤维素产生的乙醇)比玉米、大豆或甘蔗等任何单一栽培物种每英亩多产生238%的能量。纤维素乙醇的另一大优势是,与以食物为基础的生物燃料相比,种植草原草不需要化肥、灌溉或杀虫剂。草原系统巨大的根系结构吸收碳并在不耕作的情况下繁殖。

美国可再生能源委员会主席比尔·霍姆伯格说,由于纤维素乙醇作为可再生能源的潜力,全世界的私人投资者和政府机构已经投资了大约20亿美元开发纤维素乙醇。尽管有这项投资,纤维素乙醇仍处于研究阶段。虽然它应该比玉米、大豆和甘蔗更有效率,但科学家估计,它仍然需要12.5亿英亩的混合草原草来满足世界15%的能源需求。

这片巨大的土地面积超过了美国、澳大利亚、中国和墨西哥的总和。推广生物燃料可能会牺牲农田、家园和珍贵的荒野地区。环保人士说,他们特别担心,因为保护美国数百万英亩土地的野生动物保护区计划即将到期,可能被用于生物燃料生产。

迪克·坎普卡是美国环保组织“无限野鸭”的负责人,他警告说:“当涉及到全球变暖问题时,我们必须考虑到各个方面及其影响。”人们刚刚开始意识到生物燃料并不是灵丹妙药。相反,它需要一把有很多BB的猎枪。”

艾丽斯·肯尼是生态系统市场的常客。
图片来源:Flickr用户1月下来

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