李思一：生物燃料的命运

李思一：生物燃料的命运

国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究员 李思一
上传时间:2008-4-1 9:05:00

    生物燃料到底可减少多少温室气体的排放，这方面的新型定量研究对生物燃料发展的基本思路提出了质疑
　　当前，农业和能源公司都认为生物燃料能缓解地球的气候灾难，大举投入生物燃料的开发，但这一做法是否明智却引起了越来越多的质疑。
　　现在，世界土地面积的1%，大约1200万公顷用于种植生物燃料作物，如用于生物乙醇的甘蔗、玉米，用于生物柴油的油菜、棕榈树等。随着石油的涨价，这类作物的种植面积还要增加。
　　然而，生物燃料到底可减少多少温室气体排放？这方面的新型定量研究对生物燃料发展的基本思路提出了质疑。
　　灌溉用水之困
　　在世界的某些地方，缺水已经妨碍了农业生产。
　　根据瑞典斯德哥尔摩环境研究所常务主任洛克斯特朗的研究，如果以2050年的目标，用生物燃料替代50%的矿物燃料用于发电和交通，每年就要多用水4万?12万亿立方米，接近全球每年河流总流量14万亿立方米。
　　据斯里兰卡科伦坡附近水管理研究所的德弗雷切计算，以2030年要达到的较低目标看，生物燃料将翻两番达到1400亿升，替代目前7.5%的汽油，需要从河流和地下水中多抽取1800亿立方米的水量。这一目标在世界大多数地区尚可实现，但在中国和印度这两个严重缺水、大多数作物需要人工灌溉的国家，眼前就没有足够的水来满足政府提出的扩大生物燃料生产的需要。
　　受限的用地
　　国际应用系统分析研究所副主任尼尔森根据最新的全球绘图研究，利用“地图学的带状梳理”分析，结论是可用于生物燃料的土地不多。从一张未标示任何建筑及耕种的全球土地空白图上，尼尔森逐一划出了森林带、沙漠带和其他无植被地带、山地、保护区、不适于种植的气候区、可放牧的草原等。结果只留下2.5-3亿公顷土地可用于种植生物燃料作物，相当于阿根廷的面积。
　　即使利用下一代的农作物或野生纤维素植物作生物燃料的原料，据尼尔森计算，也要2.9亿公顷土地来满足2030年世界预期能源需求的1/10。另外还要2亿公顷土地来供应新增的20-30亿人口的粮食。与此同时，将有2500万公顷的土地因扩大原木和纸浆生产而用掉。
　　因此，如果生物燃料的增长如尼尔森的估算，就不可避免地要侵占粮食生产的土地，否则就要毁坏森林和沼泽等其他原生态土地。结果又要释放森林和沼泽中积存的碳，使生物燃料成为增加全球变暖的因素。
　　德弗雷切较为乐观。她对生物燃料产量翻两番的设想是，让玉米产量增加20%，甘蔗产量增加25%，油料作物增加80%。考虑到未来单产增加的趋势，德弗雷切估计这将需要3000万公顷土地，是现有种植面积的2.5倍。
　　减排的烦扰
　　今天生产生物燃料要用氮肥，增加的氮有转变成二氧化氮的潜在可能，也就可能有温室效应。按分子对分子的比较，近100年来，来自二氧化氮的温室效应比二氧化碳高约300倍。马克思－普朗克化学研究所的诺贝尔奖获得者克鲁森指出，我们过去低估了这一效应。经他修改，通过这一途径替代矿物燃料减排二氧化碳最终可能完全被抵消。
　　气候变化的政府间研究专题组根据对施肥土壤释放气体的直接测量，测出土地中氮的1%-2%将转化为二氧化氮。同时，土地肥料中的氮还会进入水中，流向周围地区，在途中释放出来。克鲁森等人计算自工业化以来向大气中排放氮的量，然后估计其中有多少是来自氮肥，最后得出：在施入土壤的肥料中，约有3%-5%的氮以二氧化氮形式排放到大气中。关键的是，这些就足以抵消因替代矿物燃料而减排的二氧化碳。
　　利用油菜籽生产生物柴油的情况更差：生产中所用肥料释放的二氧化氮的加热效应是替代矿物燃料形成的冷却效应的1-1.7倍。玉米乙醇的排放量是减排量的0.9-1.5倍，只有甘蔗乙醇生产中二氧化氮排放量对其替代矿物燃料而减排温室气体量之比是0.5-0.9倍。
　　上述简单的计算还不包括在生物燃料生产、加工、运输过程中所产生的温室气体排放。现在，美国阿贡实验室的王先生将克鲁森估算的二氧化氮排放量高端数字纳入精密的计算机模型中，得出了玉米生物燃料的温室气体排放量比汽油减少20%或毫无差别。
　　不过，王怀疑克鲁森的方法高估了二氧化氮排放量。他说：“这一方法有意思，但可能有系统偏差”。克鲁森说：“也许在某些地方有偏差，但原理是不变的。这说明我们对氮循环的认识不足”。
　　政策的改变
　　欧洲各国政府一直在寻求对种植生物燃料作物、建设精炼厂、销售燃料及用其发电等的一揽子激励政策。但这类政策往往让制造商追求廉价燃料，而不是环境最佳燃料。结果不仅没有环境效益，还影响了粮食生产。
　　由于认识到对生物燃料环境效应的高估，西方一些国家正在从全面补助生物燃料的生产上退回。
　　澳大利亚、英国、法国、德国、瑞士和加拿大部分地区都取消或重新修改激励生物燃料种植、精炼和分销的政策。生物燃料生产和分销商必须首先给出有关燃料的环境效益数据，才能获得资助，有的甚至还要申请国家的生物燃料配额。
　　德国最近取消了对加油站的生物柴油的税收优惠，要通过一项指令，只有能满足可持续标准的生物燃料才可能取得国家生产配额。
　　欧盟将采取的一项能源政策中，要限制进口不能满足环境效益的生物燃料。荷兰已在2007年底宣布，不再对进口棕榈油给予补贴，因调查表明这种绿色发电燃料的原料是来自亚洲干旱土地，造成了破坏环境的效果。
　　不过，许多国家的政府支持研究利用生物废料，如秸秆、木屑等生产生物燃料。加拿大魁北克的一家工厂证明，在适当的条件下，即使是玉米乙醇也有环境效益：只用本地过剩的玉米，不需运输消耗。关键是严格分析各种复杂的相关数据，算出较为全面、实际的结果，使用正确的激励措施，最终获得环境的真正改善。

《环球财经》2008年第4期

可以考虑用转基因的生物燃料原料，美国用的玉米就是转基因的

据报纸报道：随着石油、天然气价格的高涨，生物燃料成为今后最热门的5大专业之一，但个人认为在中国，科研与企业脱钩，生物的产业化太慢，这么多学生物的学生出来干嘛，上梁上啊