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生物燃料:一种明智的策略?

来源:中国科技信息网Chinainfo
摘要:com网站2007年3月8日报道,最近几年,生物燃料日益成为讨论的热点话题。支持生物燃料开发的政策背后所存在的主要争议主要基于一种观点,即生物燃料不会在大气中增加温室气体的浓度。然而,一份更加详细的生物柴油循环分析显示其节能和减少二氧化碳排放效果并没有期望的那么高。甚至生物柴油可能根本就不能节能和减少二氧......

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  据www.sciencedaily.com网站2007年3月8日报道,最近几年,生物燃料日益成为讨论的热点话题。支持生物燃料开发的政策背后所存在的主要争议主要基于一种观点,即生物燃料不会在大气中增加温室气体的浓度。然而,一份更加详细的生物柴油循环分析显示其节能和减少二氧化碳排放效果并没有期望的那么高。甚至生物柴油可能根本就不能节能和减少二氧化碳排放。

  2003年,欧盟颁布的一条命令提出所有欧盟成员国应当增加生物燃料在运输能源使用中的份额,即从2005年的2%份额提升到2010年的5.75%。2005年的目标没有达成。2010年的目标可能也会无法完成(欧盟2006年生物燃料的份额增长只有约0.8%)。但是无论如何,欧盟颁布的这条命令使得欧盟对生物燃料具有浓厚的兴趣,欧盟委员会急切地将生物燃料视作为解决许多问题的一种途径。2007年1月10日,欧盟提出了一项新的能源战略。该战略确定生物燃料应当占运输能源使用份额的至少10%。

  如果生物燃料进入市场将不会对石化燃料产品构成竞争。为了让生物燃料的价格能接近于汽油和柴油,我们就需要对其进行补贴。在欧洲,生物燃料的补贴主要有三种方式:1、主要基于共同农业政策框架之内的农业补贴;2、全额或者部分免征税是非常必要的,因为能源税占了汽油和柴油最终价格税收的约一半;3、生物燃料义务规定所有在加油站出售的燃油中必须含特定百分比的生物燃料。

  这三项政策措施运用的是财政手段,欧盟委员会(农业补贴)、欧盟各国政府(减少能源税)和汽车驾驶员(最终燃料价格上涨)将为此买单。基于这一原因,为了探讨生物燃料对公共资源投资和占用大面积农业耕地是否解决石化燃料相关问题的最明智策略,我们需要对此进行一次综合分析。

  支持生物燃料开发的政策背后所存在的主要争议主要基于一种观点,即生物燃料不会在大气中增加温室气体的浓度。事实上,中性碳计算结果表明,生物燃料在燃烧阶段的二氧化碳排放量是等量于植物生长期间通过光合作用所吸收的二氧化碳量。此外,使用生物燃料取代部分石油产品将减少欧洲的能源依赖性,增加其能源安全。

  然而,一份更加详细的生物柴油循环分析显示其节能和减少二氧化碳排放效果并没有开始期望的那么高。在某种情况下,生物柴油甚至可能根本就不能节能和减少二氧化碳排放。事实上,生物燃料的原材料通常是来自于化肥、杀虫剂和机械高效率集约化农业。因为,采用低集约化农业方式,其产量将偏低,需要更多的土地,成本将更高。同样,石化燃料也要通过处理阶段(石油压缩和酯交换反应)、送往石油处理厂,然后制成燃油提供给最终用户。

  不管怎么样,即使欧盟颁布的命令目标最终达成,其节能和减少二氧化碳排放的效果将无足轻重。事实上,由于运输部门占了终端能源消费的30%,因此5.75%的运输燃料份额只相当于整个终端消费的1.8%。若将间接石化燃料使用量纳入计算,最终节能量甚至将会更低。例如,假定一个非常乐观的产出投入比率(即制造生物柴油所使用的单位石化燃料量)为2.5%,我计算得出达到5.75%的份额目标(约合2000万吨石油)可以减少约3600吨二氧化碳排放量,即不到欧盟2004年二氧化碳排放量(42亿2800万吨二氧化碳)的百分之一。如果我们将与进口原料运输相关的排放量和由能源农业取代的粮食作物进口纳入计算,其节能和减少二氧化碳的排放量将甚至更少,从欧洲外进口的原油可能甚至更多。

  另一个常常提出来推动生物燃料发展的观点是城市污染。生物燃料不仅被全世界(减少温室效应影响)而且还被各个地区视为一种“绿色”燃料。这些“绿色”燃料将有助于减少交通污染,以及由污染引发的众多疾病。实际上,这一观点所认同的生物燃料优势是非常恰当的。例如,美国环境保护局2002年的一项研究发现,如果柴油中混合20%成份的生物柴油(B20),氮氧化物(NOx)将会增加2%,颗粒物质(PM)、未燃尽碳氢化合物(HC)和一氧化碳将分别减少10.1%、21.1%和11%。因此,如果假定混合百分比为5.75%,那么颗粒物质、未燃尽碳氢化合物和一氧化碳将分别减少3%、6%和3%(氮氧化物的增加量可以忽略不计)。

  与适度优势(少量取代石化燃料和稍微减少柴油污染)相反,大规模生产生物柴油的劣势也是显而易见的。由于产出低,所需求的土地资源就很大。生物资源行动计划(附属11)对此进行了计算,为达到5.75%的目标(186万生物燃料)需要约1700万公顷的土地,占欧洲可耕地(9700万公顷)的五分之一。由于欧洲没有多少边角和遗弃土地,结果必然导致占用大量粮食作物耕地,从而引发粮食的大量进口。

  鉴于此,生物资源行动计划和欧洲生物燃料战略均强调欧洲将促进欧洲外国家的生物燃料原材料生产。欧盟打算激励欧洲外国家的能源农业。这就意味着,能源农业的影响将转嫁给发展中国家。显而易见,如果欧洲因生物燃料的优势及其它支撑政策的原因而增加对生物燃料的需求,发展中国家可能会因此而受激励,如果不减少粮食作物的生产,则至少会导致发展中国将森林转变为大规模单一作物的生产基地。

  能源农业大概是诱发森林采伐的重要原因,因为原始森林会被砍伐,以便种植能源作物。这将导致野生生物物种多样性、肥沃土壤、水的有用性和质量的减少和降低,同时还会增加杀虫剂和化肥的使用量,从而造成当地社区潜在混乱等消极社会影响。

  欧洲所颁布的命令,即通常情况下所说的促进生物柴油使用政策,不仅会对可耕地形成竞争还会激励棕榈树种植园的发展,因为棕榈油比任何其它来源都要便宜。棕榈园引发东南亚国家中的大规模森林砍伐,从而对残余的自然森林构成现实威胁。同时棕榈园还会引发土壤遭受严重侵蚀。例如,1985年至2000年间,马来群岛棕榈园导致87%的森林被砍伐,下一步还将砍伐600万公顷森林,以便腾出空间种植棕榈树。这一情况或多或少类似于巴西的甘蔗种植。此外,如果将洲际间运输引发的二氧化碳排放和由于森林砍伐(森林可以吸收二氧化碳)导致大气中二氧化碳的增加纳入计算,最终结果可以不是温室气体排放的减少,而是全面上升。

  另外一个可能存在的消极影响是导致世界可用粮食量的减少,这对于不断增长的人口和能源需求来说是一个极为严重的问题。一个最近的例子就是2007年初由于美国对以玉米为原料的生物乙醇的需求量增加导致墨西哥玉米价格上涨30%(墨西哥是美国进口玉米的净输入国)。一些人将此称之为“乙醇膨胀”。同样,大规模的生物柴油生产也将对农业环境造成严重影响:巨大的单一能源作物将激剧减少农业生物多样性,因土壤侵蚀、化肥和杀虫剂的使用及用水需求对环境造成严重影响。而且,这也会导致基因工程生物应用的增加。事实上,大豆、玉米和油菜籽(制造生物燃料最常用的原材料)可能会成为第一、第二和第四重要的基因工程农作物。

  有关生物燃料的另外一个争议就是农村发展。然而,欧洲对农业补帖不应当用于支撑生物燃料产生争论。如果补帖的目的是对农业部门提供支持,那这些补帖就应当提供给有机农业和景观保护。

  最终得出结论,使用公共资金支持大规模生物燃料生产不是一个明智之举。显然,这些考虑不适用于残油或者农业残余物重复使用,也不适用于小规模的空隙产品生产,这些其实反而是好策略。

  最终结论就是生物柴油不可能有助于解决我们经济对石化燃料的高度依赖问题。使用生物柴油来解决能源危机不仅是错误的,而且还是极度危险的。事实上,我们应当抱以一种技术乐观态度,相信技术进步能够解决能源问题。我们绝不能忘记,如果我们想减少石化燃料的使用就绝不能幻想有奇迹会发生:唯一可能的解决的办法就是改变我们的能源消费模式。



        英文原文链接参见:http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070307152728.htm
作者: 2007-3-12
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