近年來，一些科學(xué)研究讓生物燃料的“綠色”頭銜逐漸失色。

一些人對(duì)發(fā)展生物燃料頗有微詞，認(rèn)為其是“人車爭(zhēng)糧”，糧價(jià)上漲等問題的“元兇”。

有專家指出，如以整個(gè)生產(chǎn)鏈的排放來計(jì)算，生物燃料對(duì)環(huán)境的破壞程度遠(yuǎn)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(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2018年，全球生物燃料（生物乙醇與生物柴油）消費(fèi)量將達(dá)到5110億升。與此同時(shí)，隨著油價(jià)和糧價(jià)的起伏跌宕，生物燃料這兩年也處于輿論的風(fēng)口浪尖。一些人對(duì)發(fā)展生物燃料頗有微詞，認(rèn)為其是“人車爭(zhēng)糧”，糧價(jià)上漲等問題的“元兇”。

一些科學(xué)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(guó)《自然－氣候變化》月刊刊登的一份研究報(bào)告就稱，生物燃料可能加劇空氣污染，導(dǎo)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(duì)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?yàn)樗饶芫徑饽茉葱枨螅直然茉喘h(huán)保。生物燃料究竟有多“綠”？這個(gè)問題相信目前誰(shuí)都無(wú)法給出一個(gè)確定的答案。生物燃料對(duì)環(huán)境的影響顯然比人們?cè)阮A(yù)想的復(fù)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(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球能源消費(fèi)仍然側(cè)重于化石能源，2011年化石能源在全球能源消費(fèi)中的份額高達(dá)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(jì)將被開采殆盡。另一方面，化石能源在使用過程中會(huì)新增大量溫室氣體二氧化碳，同時(shí)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(guó)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(fèi)大國(guó)以及農(nóng)業(yè)大國(guó)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(duì)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(zhǎng)所消耗的二氧化碳在數(shù)量上基本持平，這對(duì)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(xué)研究很多。比如，2006年，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)一個(gè)研究小組發(fā)表論文指出，在環(huán)保指標(biāo)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(xué)的研究人員發(fā)布的一項(xiàng)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(shí)中也得到支持與印證。最近，芬蘭交通與信息部報(bào)告說，2011年，在交通運(yùn)輸量增加1%的情況下，芬蘭交通運(yùn)輸行業(yè)的二氧化碳排放量為1322萬(wàn)噸，反而比前一年下降21萬(wàn)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(yùn)輸業(yè)的使用量提高了6%。

現(xiàn)今，世界各國(guó)日益重視生物燃料的發(fā)展。美國(guó)、巴西等國(guó)家都積極發(fā)展生物燃料技術(shù)。目前，美國(guó)和巴西分別是世界第一、第二生物燃料生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)《國(guó)家生物燃料行動(dòng)計(jì)劃》提出，2020年生物燃料將占其能源總消費(fèi)量的25%，2050年達(dá)到50%。巴西作為最早實(shí)施生物燃料產(chǎn)業(yè)化政策的國(guó)家之一，早在2006年已實(shí)現(xiàn)40%以上的汽油消費(fèi)由乙醇汽油取代，成為世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國(guó)家。在德國(guó)，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(jī)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(bào)告。報(bào)告稱，到2018年，全球生物燃料消費(fèi)量將達(dá)到5110億升。另?yè)?jù)彭博社發(fā)布的新能源報(bào)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(zhǎng)一段時(shí)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(xué)研究對(duì)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(hào)。

英國(guó)《自然－氣候變化》月刊本月6日刊登一份研究報(bào)告，認(rèn)定生物燃料不如想象中那樣“綠色”，可能加劇空氣污染，導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，以至有損人類健康。報(bào)告稱，白楊、柳樹和桉樹生長(zhǎng)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(zhǎng)過程中會(huì)釋放化學(xué)物質(zhì)異戊二烯，一旦在陽(yáng)光下與其他空氣污染物混合形成有毒臭氧，可能導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。臭氧還會(huì)導(dǎo)致人類過早死亡。根據(jù)歐洲環(huán)境保護(hù)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(wàn)歐洲人。空氣污染主要來自化石燃料，每年導(dǎo)致大約50萬(wàn)歐洲人過早死亡。這份報(bào)告估算，如果借助可再生木材燃料實(shí)現(xiàn)歐盟2020年減排目標(biāo)，可能導(dǎo)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(xué)界第一次對(duì)生物燃料的“綠色”特性提出質(zhì)疑。生物燃料曾被認(rèn)為有助于節(jié)能減排，是應(yīng)對(duì)氣候變暖的“秘密武器”。然而，有專家指出，對(duì)于生物燃料的環(huán)境效應(yīng)，要考慮其整個(gè)生長(zhǎng)和加工過程。如以整個(gè)生產(chǎn)鏈的排放來計(jì)算，生物燃料對(duì)環(huán)境的破壞程度遠(yuǎn)高于石油。

大氣化學(xué)家、1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)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(duì)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(duì)大氣的破壞增加1.5倍。因?yàn)橛筒撕陀衩锥夹枰┯玫剩驍U(kuò)大生產(chǎn)這些用于制造生物燃料的作物而進(jìn)入大氣層的一氧化二氮，是聯(lián)合國(guó)政府氣候變化委員會(huì)迄今估計(jì)的3至5倍。而一氧化二氮對(duì)大氣層的破壞是二氧化碳的300倍。《科學(xué)》雜志曾報(bào)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(shí)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(guó)普林斯頓大學(xué)的科學(xué)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(dá)到平衡。

去年，美國(guó)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(dú)特化學(xué)特征，這一特征與這些植物通過光合作用產(chǎn)生營(yíng)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(duì)人體健康具有潛在危險(xiǎn)。

總之，生物燃料對(duì)環(huán)境的影響比人們?cè)阮A(yù)想的復(fù)雜，還需廣泛深入研究。

C

歐盟政策將與時(shí)俱進(jìn)

隨著科學(xué)研究的推進(jìn)，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(huì)在一份公報(bào)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(lì)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(guó)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(yán)格限制。目前這類生物燃料占?xì)W盟交通運(yùn)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(biāo)，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(huì)表示，自歐盟2008年提出以上目標(biāo)以來，科學(xué)研究不斷深入，隨著科學(xué)知識(shí)的日益增長(zhǎng)，有必要做出進(jìn)一步調(diào)整。第一代生物燃料存在的主要問題在于，人們會(huì)通過毀壞森林和濕地來擴(kuò)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(duì)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(jià)格上漲。據(jù)媒體報(bào)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(duì)生物燃料的特性，目前世界各主要國(guó)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(zhēng)糧”或造成污染，一些國(guó)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(guó)用龍舌蘭提煉生物燃料，法國(guó)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(jī)構(gòu)考慮將發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與生物燃料的特性結(jié)合起來，進(jìn)一步優(yōu)化各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)。德國(guó)巴斯夫化學(xué)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）

相關(guān)新聞

生物燃料距離“藻時(shí)代”有多遠(yuǎn)？

日趨嚴(yán)峻的世界糧食形勢(shì)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(shì)，遵循不“與糧爭(zhēng)地”，不“與人爭(zhēng)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(jìn)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(zhǎng)不占用土地和淡水這兩大資源，只要有陽(yáng)光和海水就能生長(zhǎng)，甚至在廢水和污水中也能生長(zhǎng)。生長(zhǎng)速度以天計(jì)，從生長(zhǎng)到產(chǎn)油只需要兩周左右，而多數(shù)能源作物需要幾個(gè)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(shí)驗(yàn)室階段，要進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，比第二代生物燃料還要遙遠(yuǎn)。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(zhǎng)的速度極快，必須控制好種植的數(shù)量，如果太多，陽(yáng)光就會(huì)不夠，造成大批死亡，而如果太少則達(dá)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(yuǎn)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(duì)生物燃料的最大一筆投入。該公司稱，如果一切進(jìn)展順利，可能會(huì)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(guó)合成基因公司。該公司由美國(guó)頗具傳奇色彩的生物學(xué)家和創(chuàng)業(yè)家克雷格?文特創(chuàng)立。

（方達(dá)）