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生物燃料良机莫失走出观望谋大局

发布时间:2019-08-15 11:26:11

生物燃料良机莫失走出观望谋大局

2008年9月28日,联合国环境计划署等4个国际组织发布《绿色职业》报告,将发展生物燃料列为振兴经济、抵御金融危机的有效手段。为此,两院院士石元春、清华大学新能源研究所副所长李十中致函本刊

,客观分析生物燃料在创造内需市场、提供就业机会、替代石油、改善环境、解决三农问题上的作用,呼吁理性发展生物燃料。

生物燃料五宗罪?

生物燃料引发了人车争粮、粮食涨价、能效和减排不力等质疑,但这些罪名的确"铁证如山"吗?

伴随着油价、粮价的起伏跌宕,这两年生物燃料也处于舆论的风口浪尖。曾几何时,一些人对发展生物燃料颇有微词,认为它是引起粮价上涨的"元凶",能效不高、破坏生态等等。而美欧等国政府在认真听取和科学分析不同意见的同时,却态度坚定,一路高歌猛进。笔者认为,有必要客观分析生物燃料产业。它真的是想象中的罪恶之源吗?

人车争粮?

说到"人车争粮",主要是指美国。美国盛产玉米,素有玉米加工传统。上世纪八九十年代玉米乙醇一直维持在年产三五百万吨上下,倒也相安无事。本世纪初玉米乙醇快速发展,2004年超过1000万吨,引起了社会关注。2006年,有人表示:"灌满一个25加仑油桶的乙醇,需要用去的粮食可供一个人吃一年。"此后,这一论点渐渐衍化为"人车争粮"、"粮食安全"、"人道危机"等。

美国是世界玉米生产和出口大国,年产玉米约3亿吨,55%加工为饲料,25%工业利用(乙醇约占70%),另有20%出口。2006、2007两年,美国分别生产了1600万、2100万吨乙醇,是否减少了玉米出口呢?事实上,年间美国玉米出口量一直在增加,2007/2008年度将创历史最高(6096万吨),因为美国农民生产积极性提高了。

在2007年开始的粮价危机中,玉米由每吨166美元到233美元,只上涨了40%,而小麦由每吨120美元涨到480美元,涨了200%。泰国B级大米出口报价甚至在2008年3月27日一天就由每吨580美元涨到760美元,20天后突破1000美元大关。事实否定了发展玉米乙醇是引起此次粮价危机的"元凶"的说法,连"帮凶"也不够资格。

相反,石油价格上涨确是实实在在地为此次粮价危机做出了贡献。美国进步中心首席执行官John Podesta2008年初指出,美国上涨的谷物成本中用于种植和运输的化石燃料占了三分之二,石油价格上涨使2007年的农业成本增加了25%。美国农业部的资料表明,每消费1美元采购食品,农户只能拿到19美分,剩余的81美分是劳动力、燃料、运输、包装和其他非农成本。影响食品价格上涨的主要因素是非农成本,特别是能源价格。能源价格对食品零售价格的影响比农产品本身高2~3倍。

2008年10月底开始,玉米价格随着石油价格从147美元/桶跌至70美元以下,美国芝加哥玉米期货价格也从7月的7.90美元/浦式耳降至3.80美元/浦式耳。显而易见,是什么原因造成了粮价上涨。

然而,几乎所有的质疑和指责都是冲着玉米乙醇的,一些媒体更是混淆了玉米乙醇和生物燃料。生物燃料的种类非常多,有固态、液态和气态的,乙醇只是液态中的一种,生产乙醇的原料可以是玉米,也可以是甘蔗、甜高梁、薯类以至作物秸秆和林业剩余物中的纤维素。只有美国才大规模用玉米生产乙醇,其他原料并不存在"争粮"问题。

能效更低?

"生物燃料影响环境"的说法基本都源自美国康奈尔大学的昆虫学教授Pimentel之口。他在2003年《自然资源研究》杂志发文提出,"从所需要的全部能量投入考虑,玉米乙醇生产的能量平衡是负值(-29%)",该文有一定影响。国际能源署(IEA)曾就此发表评论,认为十多年的研究结果表明,用谷物生产燃料乙醇产出的能量高于投入的化石能源,"得到负值的原因是忽视了生产乙醇过程技术进步所产生的节能降耗效果"。2008年4月《Mexia每日》发表密歇根大学化工教授Bruce Dale的文章指出,D. Pimentel在计算玉米乙醇的需水量中将降水也算进去了,计算能耗时将玉米转化的太阳能也算进去了,反之却未计算汽油生产中钻井、运输、炼油等过程所需的化石能源数量,所以才得出了错误的负值结论。

美国阿冈国家实验室进行了二十多年的不同能源全生命周期能效对比的研究,结果是:每投入一个化石能源能量单位,电力、汽油、煤炭、玉米乙醇和纤维素乙醇的产能,分别是0.45、0.81、0.98、1.36和10.31,即三种化石能源均为负值,而玉米乙醇是1.36,纤维素乙醇在10以上。天津大学对玉米乙醇的生命周期评价研究结果是能量投入产出比为1∶1.34;农业部能源环境研究中心利用其与意大利都灵大学合作开发的"非粮原料模型"计算了甜高粱生产乙醇的能量投入产出比为1∶1.76。由于大量使用化肥,农业种植过程消耗化石能源大于乙醇生产过程使用的化石燃料。

一波未平,一波又起。律师出身在普林斯顿大学做访问学者的D. Searchinger在2008年2月7日的《Science express》上发表了题为《生物燃料会以改变土地用途的方式增加温室气体排放》的文章,又引起了新一波的混乱。D. Searchinger文中应用的GREET模型的开发者Michael Wang2008年月两次致信《科学》杂志,指出该文中的8项错误。除在模型应用、DDGs替代玉米参数选择、玉米地改种多年生能源植物会增排温室气体等技术性错误外,还将美国计划2015年生产玉米乙醇4500万吨推测为9000万吨,并由此推导出需要全世界增加1080万公顷耕地种植玉米。这是基于数据错误的凭空想象,一种科学上的武断。

环境杀手?

还有一个颇具震撼力的标题《生物燃料使气候变得更糟糕》,是2008年2月英国《独立报》署名S.康纳的一篇报道。该文主要是引述了美国大自然保护协会的乔·法尔焦内的观点和资料,认为印度尼西亚改一块泥炭地为棕榈园,需要432年才能还清二氧化碳的欠债;亚马孙地区改热带雨林为大豆地需要319年才能还清二氧化碳的欠账。这账算得很精细,很让人动情。但问题是非要毁泥炭地和热带雨林才能生产生物柴油吗?

其实,一块可生长植物的土地就是一个通过植物光合作用将太阳能和空气中的二氧化碳加工转化为生物质和化学能量的车间。只要部署一个好的人工生态系统,就能取得更多的能量和物质产出而不伤害生态与环境。D. Tilman2006年在《科学》杂志上发表的文章中就提出一种以草地植被为基础的,低投入高产出的二代生物燃料。其能量产出投入比是5.44∶8.09,比玉米乙醇和大豆柴油高出2~5倍;温室气体减排上平均每公顷6~10吨,而玉米乙醇和大豆柴油不到1吨。

在实际操作中,欧盟就规定只有减排温室气体35%的生物燃料才能得到补贴;美国定义的生物燃料标准中,只有达到温室气体减排标准(如玉米乙醇为20%)才可以生产。

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