近年來，一些科學研究讓生物燃料的“綠色”頭銜逐漸失色。

一些人對發(fā)展生物燃料頗有微詞，認為其是“人車爭糧”，糧價上漲等問題的“元兇”。

有專家指出，如以整個生產(chǎn)鏈的排放來計算，生物燃料對環(huán)境的破壞程度遠高于石油。圖為一家生物燃料工廠。

近年來，生物燃料發(fā)展迅猛。有研究機構(gòu)預(yù)計，到2018年，全球生物燃料（生物乙醇與生物柴油）消費量將達到5110億升。與此同時，隨著油價和糧價的起伏跌宕，生物燃料這兩年也處于輿論的風口浪尖。一些人對發(fā)展生物燃料頗有微詞，認為其是“人車爭糧”，糧價上漲等問題的“元兇”。

一些科學研究更發(fā)現(xiàn)，生物燃料減排不力，污染環(huán)境，不如想象中那么“綠”。最近，英國《自然－氣候變化》月刊刊登的一份研究報告就稱，生物燃料可能加劇空氣污染，導致糧食減產(chǎn)，以至有損人類健康。

生物燃料的“綠色”頭銜逐漸失色，這讓原本對其看好的人多少難以接受。畢竟，發(fā)展生物燃料的初衷是因為它既能緩解能源需求，又比化石能源環(huán)保。生物燃料究竟有多“綠”？這個問題相信目前誰都無法給出一個確定的答案。生物燃料對環(huán)境的影響顯然比人們原先預(yù)想的復雜，需要廣泛深入研究。

A

因“綠色”受全球熱捧

煤、石油等傳統(tǒng)化石能源是目前全球消耗的最主要能源。去年發(fā)布的一項數(shù)據(jù)顯示，當前全球能源消費仍然側(cè)重于化石能源，2011年化石能源在全球能源消費中的份額高達87%。

隨著人類不斷開采，化石能源的枯竭不可避免，大部分化石能源本世紀將被開采殆盡。另一方面，化石能源在使用過程中會新增大量溫室氣體二氧化碳，同時產(chǎn)生一些有污染的煙氣，從而威脅全球生態(tài)。在這種情況下，世界各國都在積極尋求發(fā)展可再生能源。生物能源，特別是生物燃料，因其可以利用廣闊的農(nóng)產(chǎn)品下腳料作為生產(chǎn)原料，而且可以直接替代車用燃油，引起汽車消費大國以及農(nóng)業(yè)大國的廣泛興趣。

生物燃料泛指由生物質(zhì)組成或轉(zhuǎn)化的固體、液體或氣體燃料。它是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。以燃料乙醇為例，作為生物燃料的一種，其生產(chǎn)原料為生物源，是可再生能源。流傳較廣的說法是，乙醇燃燒過程中所排放的二氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃燒所產(chǎn)生的對應(yīng)排放物，又由于它的燃燒比普通汽油更完全，這使其二氧化碳排放量可降低30%左右。因而，燃料乙醇被稱為“綠色能源”或“清潔燃料”。而且，燃料乙醇燃燒所排放的二氧化碳和作為原料的生物源生長所消耗的二氧化碳在數(shù)量上基本持平，這對減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。

支持生物燃料是“綠色能源”的科學研究很多。比如，2006年，美國明尼蘇達大學一個研究小組發(fā)表論文指出，在環(huán)保指標上，生物燃料優(yōu)于石油等化石能源。研究人員發(fā)現(xiàn)，燃燒燃料乙醇所排放的溫室氣體比化石能源少12%，而生物柴油溫室氣體產(chǎn)量比化石能源少41%。2010年5月，瑞典隆德大學的研究人員發(fā)布的一項研究發(fā)現(xiàn)，瑞典的生物燃料與汽油和柴油相比，可減少溫室氣體排放65%至148%。

生物燃料的“綠色”特性在現(xiàn)實中也得到支持與印證。最近，芬蘭交通與信息部報告說，2011年，在交通運輸量增加1%的情況下，芬蘭交通運輸行業(yè)的二氧化碳排放量為1322萬噸，反而比前一年下降21萬噸。造成碳排放下降的最主要原因，是生物燃料使用量增加。2011年，生物燃料在芬蘭交通運輸業(yè)的使用量提高了6%。

現(xiàn)今，世界各國日益重視生物燃料的發(fā)展。美國、巴西等國家都積極發(fā)展生物燃料技術(shù)。目前，美國和巴西分別是世界第一、第二生物燃料生產(chǎn)國。美國《國家生物燃料行動計劃》提出，2020年生物燃料將占其能源總消費量的25%，2050年達到50%。巴西作為最早實施生物燃料產(chǎn)業(yè)化政策的國家之一，早在2006年已實現(xiàn)40%以上的汽油消費由乙醇汽油取代，成為世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國家。在德國，生物柴油已替代普通柴油廣泛應(yīng)用于公交車、出租車以及建筑和農(nóng)業(yè)機械。

去年8月，全球行業(yè)分析有限公司發(fā)布全球生物燃料（生物乙醇與生物柴油）的全球綜合報告。報告稱，到2018年，全球生物燃料消費量將達到5110億升。另據(jù)彭博社發(fā)布的新能源報告顯示，到2030年，生物燃料有望滿足全球約一半的汽油需求量。

B

污染比石化燃料大？

很長一段時間，生物燃料一直被人們視為“綠色能源”，備受追捧。不過，近年的一些科學研究對生物燃料的“綠色”頭銜發(fā)出挑戰(zhàn)，為其未來前景打下問號。

英國《自然－氣候變化》月刊本月6日刊登一份研究報告，認定生物燃料不如想象中那樣“綠色”，可能加劇空氣污染，導致糧食減產(chǎn)，以至有損人類健康。報告稱，白楊、柳樹和桉樹生長速度快，是可再生木材燃料的來源，先前被視為石油和煤炭的純凈替代品。然而，它們生長過程中會釋放化學物質(zhì)異戊二烯，一旦在陽光下與其他空氣污染物混合形成有毒臭氧，可能導致農(nóng)作物減產(chǎn)。臭氧還會導致人類過早死亡。根據(jù)歐洲環(huán)境保護署研究數(shù)據(jù)，臭氧可能引發(fā)肺部疾病，每年致死大約2.2萬歐洲人?？諝馕廴局饕獊碜曰剂希磕陮е麓蠹s50萬歐洲人過早死亡。這份報告估算，如果借助可再生木材燃料實現(xiàn)歐盟2020年減排目標，可能導致歐洲每年將近1400人過早死亡，損失71億美元（約合人民幣441億元）。

以上研究不是科學界第一次對生物燃料的“綠色”特性提出質(zhì)疑。生物燃料曾被認為有助于節(jié)能減排，是應(yīng)對氣候變暖的“秘密武器”。然而，有專家指出，對于生物燃料的環(huán)境效應(yīng)，要考慮其整個生長和加工過程。如以整個生產(chǎn)鏈的排放來計算，生物燃料對環(huán)境的破壞程度遠高于石油。

大氣化學家、1995年諾貝爾化學獎得主保羅?克魯岑經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，用油菜子生產(chǎn)生物柴油對大氣的破壞是普通燃油的1.7倍，用玉米生產(chǎn)汽車用生物乙醇對大氣的破壞增加1.5倍。因為油菜和玉米都需要施用氮肥，因擴大生產(chǎn)這些用于制造生物燃料的作物而進入大氣層的一氧化二氮，是聯(lián)合國政府氣候變化委員會迄今估計的3至5倍。而一氧化二氮對大氣層的破壞是二氧化碳的300倍。《科學》雜志曾報道，印尼燒荒及種棕櫚產(chǎn)生的二氧化碳，是同面積棕櫚油生物燃料每年減排量的400倍。巴西燒雨林種大豆時產(chǎn)生的二氧化碳，是同面積大豆生物燃料每年減排量的300倍。美國普林斯頓大學的科學家指出，如果先燒荒再種玉米生產(chǎn)汽車用生物乙醇，其產(chǎn)生的溫室氣體要在167年后才能通過減排達到平衡。

去年，美國的研究人員又發(fā)現(xiàn)，在使用生物燃料的過程中，未燃燒完的乙醇是主要排放物，而這種乙醇與一般乙醇的性質(zhì)不一樣。由于生物燃料中的乙醇攜帶玉米和甘蔗等傳遞的獨特化學特征，這一特征與這些植物通過光合作用產(chǎn)生營養(yǎng)的方式有關(guān)，因此這種乙醇穩(wěn)定性較差，容易轉(zhuǎn)化成有害物質(zhì)乙醛，對人體健康具有潛在危險。

總之，生物燃料對環(huán)境的影響比人們原先預(yù)想的復雜，還需廣泛深入研究。

C

歐盟政策將與時俱進

隨著科學研究的推進，與生物燃料相關(guān)的政策也做出調(diào)整。去年10月，歐盟委員會在一份公報中建議，調(diào)整歐盟生物燃料開發(fā)政策，限制以糧食為原料的生物燃料，鼓勵使用其他替代原料開發(fā)新型生物燃料。這一建議一旦被多數(shù)歐盟成員國通過，今后在歐盟境內(nèi)以玉米、小麥、甜菜子、油菜子等糧油作物為主要原料生產(chǎn)的所謂“第一代”生物燃料將被嚴格限制。目前這類生物燃料占歐盟交通運輸領(lǐng)域能源消耗總量的4.5%。到2020年，這一比例將被限制在5%以內(nèi)。

幾年前，歐盟曾承諾具有約束力的目標，要求2020年交通燃料的10%來自可再生能源，而可再生能源大部分則是以糧食為基礎(chǔ)的生物燃料。

歐盟委員會表示，自歐盟2008年提出以上目標以來，科學研究不斷深入，隨著科學知識的日益增長，有必要做出進一步調(diào)整。第一代生物燃料存在的主要問題在于，人們會通過毀壞森林和濕地來擴大生物燃料農(nóng)作物的種植。因此，第一代生物燃料在某些情況下可能比化石燃料對環(huán)境造成的危害更大。此外，第一代生物燃料還可能造成糧食價格上漲。據(jù)媒體報道，歐盟有關(guān)生物燃料的新法令將于今年2月舉行投票。

此外，針對生物燃料的特性，目前世界各主要國家也著重從生產(chǎn)原料、使用過程等方面來提升生物燃料的品質(zhì)。在生產(chǎn)原料方面，為避免“與人爭糧”或造成污染，一些國家在充分利用廢棄物的前提下積極尋找新原料。如俄羅斯用湖底淤泥制取生物柴油，英國用龍舌蘭提煉生物燃料，法國農(nóng)民則用鴨油做生物燃料。為緩解生物燃料使用過程中的排放問題，有研究機構(gòu)考慮將發(fā)動機的結(jié)構(gòu)與生物燃料的特性結(jié)合起來，進一步優(yōu)化各項生產(chǎn)技術(shù)。德國巴斯夫化學公司正在開發(fā)二氧化碳減排與封存、燃燒后的二氧化碳濃縮及收集和富氧燃燒等技術(shù)。

（曉冬）

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生物燃料距離“藻時代”有多遠？

日趨嚴峻的世界糧食形勢讓以玉米、小麥等糧食作物作為生產(chǎn)原料的第一代生物燃料漸失優(yōu)勢，遵循不“與糧爭地”，不“與人爭糧”路線的第二代生物燃料，后來成為生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。第二代生物燃料以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表，原料主要使用非糧作物，秸稈、枯草、甘蔗渣、稻殼、木屑等廢棄物。不過，第二代生物燃料在技術(shù)方面也遇到瓶頸，轉(zhuǎn)化率和原料成本存在較大問題，目前還未進入產(chǎn)業(yè)化階段。

第三代生物燃料是指從海藻中提取油脂。海藻的生長不占用土地和淡水這兩大資源，只要有陽光和海水就能生長，甚至在廢水和污水中也能生長。生長速度以天計，從生長到產(chǎn)油只需要兩周左右，而多數(shù)能源作物需要幾個月。它的產(chǎn)油量也非常可觀，一畝大豆一年下來約產(chǎn)油300公斤，而一畝海藻至少能產(chǎn)油2至3噸。

不過，第三代生物燃料現(xiàn)在還停留在實驗室階段，要進入商業(yè)化生產(chǎn)，比第二代生物燃料還要遙遠。要想讓藻類制取的生物燃料成為暢銷產(chǎn)品，依舊需要解決許多問題。首先是藻類品種的選擇。藻類有數(shù)千種，選到正確的種類至關(guān)重要。其次，藻類生長的速度極快，必須控制好種植的數(shù)量，如果太多，陽光就會不夠，造成大批死亡，而如果太少則達不到所需要的數(shù)量。即使成功收獲藻類，還面臨著如何把油提取出來的難題。

即使距離商業(yè)化還有很遠的距離，第三代生物燃料還是獲得了資本的青睞。2011年，埃森克美孚公司宣布將投入3億美元（約合人民幣18.6億元）用于生物燃料研發(fā)，這可能是迄今為止對生物燃料的最大一筆投入。該公司稱，如果一切進展順利，可能會再追加3億美元投資。埃森克美孚投資的生物燃料研發(fā)正是藻類燃料。與埃森克美孚牽手合作的是美國合成基因公司。該公司由美國頗具傳奇色彩的生物學家和創(chuàng)業(yè)家克雷格?文特創(chuàng)立。

（方達）