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日志

 
 

生物燃料,优点缺点一样多  

2009-06-18 10:04:00|  分类: 封面故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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生物燃料,优点缺点一样多
http://www.thebeijingnews.com 来源:新京报
 
生物燃料,优点缺点一样多 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》  
巴西一家以甘蔗为原料的生物燃料制造厂。Caetano Barreira摄 
 
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曾经有公司准备在国内推广麻枫树项目。 
 
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第三代技术将从布朗葡萄藻中提炼燃料。 
 
生物燃料,优点缺点一样多 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》  
因为耗费粮食,目前的生物燃料技术饱受抨击。
 
 
世界上第一架烧“果子油”的巨型客机经受了飞行的考验。“生物燃料”正在起飞,并且将在燃料市场中占据一个重要地位。然而,生物燃料自诞生的那天起就争议不断,甚至有人说发展“生物燃料”就是犯了“反人类罪行”。到底谁对谁错,我们应当何去何从呢?

 

 

1 优点 既可再生,又很环保

 

如今,找到能够替代“化石”的燃料已经成了当务之急。

 

长在地里的生物成了顺理成章的替代品,它们可以在地里种,收完一茬又长出一茬,堪称“可再生能源”。新西兰航空公司的飞行实验证明,在12小时的典型飞行时间中,全部使用麻枫果燃料排放的二氧化碳,比化石燃料排放量减少大约60%。而另一项研究表明,在汽油里加入10%的生物乙醇,汽车尾气排放一氧化碳减少10%以上,碳氢化合物减少15%左右。

 

那么,生物燃料是如何得来的呢?现在,生物燃料主要有两大类,一类是用植物油代替柴油,另一类是用植物产生的乙醇代替汽油。这些方式生产出来的生物燃料叫做“第一代生物燃料”。很多植物果实和种子里都含有大量的油脂,比如油橄榄、大豆、葵花、油菜、麻枫等等。

 

植物油通常很黏稠,但是加热可以降低它们的黏性,这样它们就可以直接在柴油机里燃烧,或者通过化学方法用它们制造“生物柴油”。生物柴油的性能和柴油相当接近。很多植物油和生物柴油的燃烧值都高于柴油,这就达到了节省燃料的目的,而且排放的有害气体的量也少于“化石柴油”。

 

另一种方法是用农作物生产乙醇(酒精),现在一般通过高糖、高淀粉含量的作物生产糖或淀粉,再通过酵母的发酵作用生产乙醇,这个过程和酿酒很相似。不过,乙醇的燃烧值不如汽油,所以汽车需要携带更多的乙醇才能满足行驶需要。麻烦的是,它还具有腐蚀性。

 

 

2 缺点 富人环保穷人饿

 

虽然第一代生物燃料“相当的环保”,但是很显然它把人嘴里的食物夺出来挪作他用了。联合国粮农组织的专家在2008年1月23日警告说,世界急于开发和使用生物燃料,正造成玉米和其他粮食作物价格上涨。同年3月,联合国食物权特别报告员齐格勒指出,目前这种把可耕地转产生物燃料的做法是“反人类罪行”。

 

中科院农业政策研究中心副研究员仇焕广表示,现在关于生物燃料确实有很多争议。对于美国来说,农民很支持发展生物燃料,因为这样可以提高粮食价格。同时,很多农民都可以就地办企业。这些企业还享有政府的补贴,农民的积极性很高。

 

但生物燃料的发展肯定会让贫穷国家的粮食问题更加严重。发展生物燃料势必会让粮食价格继续攀升。也就是说,富人的“环保”正在使穷人更饥饿。

 

另外一个问题是生物燃料的能量效率并不太高。在美国,主要用玉米生产生物酒精。在这个过程中,需要经过播种、浇水、施肥、除草、收割、籽实脱水、发酵、蒸馏、运输等过程都要消耗能源,最终获得的酒精燃烧所释放的能量并不比生产它所消耗的能量大多少。有一个比率叫“化石燃料比率”,它指的是生产某种燃料时,耗费的“标准化石燃料能量”和这种燃料能够产生的能量的比率。汽油的这个比率是0.81,也就是说生产汽油所消耗的“标准化石燃料能量”比它燃烧产生的能量要少。而玉米酒精的“化石燃料比率”高达1.36,就是说它的效率还不如化石燃料的标准值,比汽油差得远,而纤维素酒精的这个比值就很难看,高达10.3。

 

 

3 国情 我国要谨慎面对

 

面对这种情况,我国采取什么样的对策呢?仇焕广表示,我国目前对发展第一代生物燃料的态度较为谨慎。在前几年油价高,空气污染问题被提得很多的时候,我国曾经比较积极地发展生物燃料,但现在油价回落,并且考虑到我国的粮食安全问题,我国政府已经规定未来生物燃料生产的发展必须依赖非粮原料,保证生物燃料的发展“不与人争粮,不与粮争地、不与畜争料、不与农争利”。

 

现在,我国一年生产140万吨生物乙醇,而美国这个数字约为3000万吨,到2020年,我国生产生物乙醇的目标也只有1000万吨。

 

那么,那些非粮食作物是否更好呢?比如可以用来榨油驱动波音747飞机的麻枫树,它不占用农田,在荒山野岭就可以种植,这确实是个很大的优点。有人就提出,在阿富汗推广麻枫树,以取代罂粟成为当地的经济作物。和阿富汗的情况不同,我国没有麻枫树可以“替代”的田地,同时我国的土地开发余地也不大。仇焕广表示,即使不占用耕地,在“荒地”上广泛种植麻枫树也面临着成本问题,同时可能对当地的自然环境产生一定的破坏。麻枫树在我国大多作为绿化树种存在,经济种植不多。前一段时间中石油、中石化曾经考虑在云贵地区推广麻枫树,后来随着石油价格的下降,这个计划也处在停滞状态。

 

 

4 前景 希望还在二三代

 

那么,这是否说明生物燃料在世界范围内的前途不甚光明呢?答案可能是否定的,因为它并没有在第一代止步,第二代、第三代正在上前接班。

 

第二代生物燃料更“政治正确”。它们不再需要用粮食制造,转而采用不可食用的纤维素,比如用麦秆、玉米秆生产酒精。仇焕广表示,现在已经有人在生产第二代生物燃料,但是问题在于用来分解纤维素的酶成本太高。用不可食用的纤维素生产酒精也需要先把它们变成糖类。在生物界,反刍动物通过在瘤胃中的多种微生物帮助慢慢地把草秆变成糖类。科学家们已经发现了10种可以完成这个过程的酶,而在今年又发现了15种新的酶,并且在用转基因的方法培养一种“超级酵母菌”完成这个任务。

 

第三代生物燃料主要包括从海藻中提取油脂。种植海藻它不需要占用土地和淡水资源。美国能源部估计,如果要全部用海藻燃料代替化石燃料,需3.8万平方千米的海面。布朗葡萄藻和小球藻比较容易种植,但它们的油脂很难提炼。仇焕广说,作为第三代生物燃料项目,从海藻中提炼生物燃料的研究正处于实验室阶段,中国也在研究,但距离实现商业化阶段还比较远。

 

从世界范围看,生物燃料还将继续扩张。美国已经制定目标,要在2022年一年生产约1亿吨生物燃料,包括生物柴油和生物乙醇,按照计划,其中一半应当是第二代生物燃料,主要是用不可消化的纤维素制造的乙醇。

 

现在美国已经有了一个日程表,要发展第二代生物燃料,但由于成本太高,商业化生产纤维素乙醇目前还存在困难。“如果第二代的成本还是降不下来,那么到时候也只能靠多生产第一代生物燃料来代替,即采用玉米、大豆、高粱等粮食作物来生产生物燃料。”仇焕广说。

 

 

新知专题采写/本报记者 刘铮

本专题感谢:

荣惠康(中国汽车工业协会专家委员会成员)

谢文华(中国石油化工科学研究院高级工程师)

仇焕广(中国科学院农业政策研究中心副研究员)
 
 

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