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研究:乙醇可以替代汽油,节省大量能源

根据加州大学伯克利分校的研究人员的一项新分析,在你的油箱里用乙醇代替汽油可以节省石油,而且对环境的影响可能不会比燃烧汽油更坏。

然而,研究人员指出,目前正在开发中的新技术有望使乙醇成为一种真正的“绿色”燃料,对环境的影响明显小于汽油。

该分析发表在最新一期的科学该计划试图解决目前仍在进行的辩论,即乙醇是否是汽油的良好替代品,从而有助于减少该国对外国石油的依赖,并在交易中支持农民。加州大学伯克利分校的研究权衡了这些论点和其他一些研究,这些研究声称,种植玉米生产乙醇所消耗的能量比我们燃烧乙醇所消耗的能量还要多。

加州大学伯克利分校能源与资源集团的Dan Kammen和Alex Farrell,以及他们的学生Rich Plevin, Brian Turner和Andy Jones,以及戈德曼公共政策学院的Michael O'Hare教授,解构了6个不同的备受瞩目的乙醇研究。他们评估了这些研究的假设,然后在纠正了错误、不一致和过时的信息后重新分析了每个假设,这些信息涉及种植玉米和生产乙醇所消耗的能量,以及以燃料和玉米副产品形式输出的能量。

一旦这六项研究做出了这些改变,每一项研究都得出了关于能源的相同结论:用玉米生产乙醇比生产汽油消耗的石油少得多。然而,加州大学伯克利分校的研究人员指出,温室气体排放仍然存在很大的不确定性,其他环境影响,如土壤侵蚀,还没有量化。

加州大学伯克利分校的研究小组已经将其模型——能源和资源集团生物燃料元模型(EBAMM)——在其网站上向公众开放网站

“最好是使用各种输入种植玉米和乙醇和利用,在你的汽车要比直接使用汽油和化石燃料,”卡门说,他是伯克利联合研究所的环境和加州大学伯克利分校的1935届杰出的椅子上的能量。

他说:“尽管存在不确定性,但从产生温室气体的角度来看,从玉米提炼的乙醇似乎比汽油要好一些,可能是10%或15%。”

他说:“那些说乙醇不好的人是完全错误的。“但这不是一个巨大的胜利——你不会围绕玉米乙醇来重建我们的经济。”

作者指出,如果乙醇不是由玉米而是由木质纤维植物(纤维素)生产的话,这种转变是值得的。

法雷尔是能源和资源助理教授,他说:“如果使用纤维素技术,乙醇可以成为美国真正好的燃料。”“目前,纤维素技术太昂贵了。如果这种情况发生改变,而且技术正在迅速发展,那么我们可能会在五年内看到纤维素技术进入商业市场。”

纤维素技术是指利用细菌将植物中坚硬的纤维成分——纤维素和木质素——转化为淀粉,其他细菌可以发酵淀粉生产乙醇。法雷尔说,柳枝稷和柳树是两种很好的纤维植物材料的来源,尽管任何材料,从农场废料到特殊种植的作物或树木,都可以。据估计,美国目前有10亿吨未使用的废物可用来生产乙醇。

他说:“这项技术在真正帮助实现国家能源目标方面有很大潜力。”“然而,乙醇作为一种燃料的长期可持续性仍然存在未知因素,特别是在全球范围内。竞彩足球app怎么下载做出明智的土地使用选择将是关键。”

法雷尔、卡门和他们的同事将在1月27日的《科学》杂志上发表他们的研究。此外,卡门将于1月26日上午11点(美国东部时间)在华盛顿罗纳德·里根大厦和国际贸易中心举行的第六届全国科学、政策和环境会议上讨论该报告。华盛顿特区法雷尔还将在2月3日下午4点在加州大学伯克利分校交通研究所举行的研讨会上讨论这项研究。好用的买球外围app网站

2004年,混合到汽油中的乙醇仅占美国销售的所有燃料的2%。但是汽车制造商已经能够制造使用85%乙醇的汽车,现在有将近500万辆这样的“弹性燃料”汽车在路上行驶。卡门指出,现在几乎所有出售的轻型卡车都有弹性燃料的能力,尽管经常没有宣传。将一辆汽车改装成一辆能够燃烧E85(85/15乙醇/汽油混合燃料)的弹性燃料汽车大约需要花费100美元。如今,在加州的道路上行驶的灵活燃料汽车比柴油车多。

他说:“将乙醇转化为燃料并不需要经济发生重大变化。我们已经准备好了乙醇。如果供应方有乙醇,需求就在那里。

加州人可能会在今年11月就一项州提案进行投票,该提案要求所有在加州销售的新车都准备好灵活燃料。Kammen说,一旦这种情况发生,加州准备向巴西的情况发展,那里许多汽车使用纯乙醇,而从甘蔗中提取的乙醇供应了汽车和卡车所需燃料的一半。

有见识的风险投资家已经在投资乙醇和纤维素技术,微软(Microsoft Corp.)董事长比尔•盖茨(Bill Gates)最近的投资以及太阳微系统公司(Sun Microsystems)联合创始人维诺德•科斯拉(Vinod Khosla)的强烈兴趣就是明证。

他说:“盖茨的投资是一个例子,说明了风险投资界对纤维素技术的兴奋和认真,他们认为纤维素技术现在已经准备好进入黄金时期。”“我们在论文中的评估是,它是一个非常强大的赢家,而将纤维素运输到船上所需的最后10%的努力实际上非常小。”

Kammen估计乙醇可以在短短几年内取代这个国家20%到30%的燃料使用。从长远来看,美国可能能够赶上瑞典,后者最近承诺将实现一个基于从森林和太阳能中提取乙醇的无油未来。Kammen去年也在《科学》杂志上发表了一篇论文,认为即使是非洲也可以利用其生物质来建立生物燃料工业,以满足穷人的能源需求,并发展可持续的本地燃料供应,一个比使用化石燃料更好的未来。

加州大学伯克利分校的分析目的是了解六项关于燃料乙醇的研究如何能得出如此不同的结论,即其生产和使用过程中的整体能量平衡。法雷尔、卡门和他们在加州大学伯克利分校的同事仔细分析了每一项研究,并在电子表格中重新进行了分析,以便对它们进行并排比较。研究小组表示,他们在这些研究中发现了许多“错误、不一致和遗漏”,比如没有考虑到乙醇生产的副产品的价值——干燥的酒糟、玉米蛋白饲料和玉米油——这些都提高了乙醇生产的净能量收益。其他研究高估了农业机械的能源消耗。

另一方面,一些研究忽视了在玉米地里使用碎石,这可能是一项重要的能源投入,因为需要粉碎岩石。法雷尔指出,分析所需要的一些数字,比如使用的石灰石的数量,还不可靠。另一方面,一些研究使用了过时的数据,而更近期的数据是可用的,使乙醇看起来更糟。

Kammen说:“一些作者的假设不是基于最好的数据,或者只是有点太方便了,而且对结果有很大的影响。”

法雷尔、卡门和他们的同事们不仅考虑了玉米乙醇生产的能量平衡,还考虑了通过产生温室气体对环境的影响。虽然玉米乙醇在温室气体排放方面略好于汽油,但法雷尔指出,玉米生产还会对环境产生与化肥、杀虫剂和除草剂使用相关的负面影响。在考虑玉米乙醇和汽油之间的平衡时,需要考虑到这些因素,尽管新兴的利用废弃物的纤维素技术将使这个等式更倾向于乙醇。

“有两件事将推动纤维素技术的商业化,”法雷尔说。“一是降低成本,主要是研发;另一个原因是,环境问题正越来越多地进入生物燃料的商业计算中。”

这项工作得到了能源基金会、卡耐基梅隆大学国家科学基金会气候决策中心和卡斯滕家族基金会的支持。

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