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。而近日英國《自然·氣候變化》月刊刊登的一份研究報(bào)告，更是讓生物燃料的綠色光環(huán)大打折扣。該研究報(bào)告稱，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。

　　———— 倍受熱捧 ————

　　生物燃料被認(rèn)為是綠色能源

　　煤、石油等傳統(tǒng)化石能源是目前全球消耗的最主要能源。一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，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，近年來各大能源消費(fèi)國競(jìng)相尋求替代石油的新能源。美國和歐洲不約而同地都選擇生物燃料乙醇作為主要的替代運(yùn)輸燃料，并制訂了雄心勃勃的開發(fā)計(jì)劃。2007年1月，時(shí)任美國總統(tǒng)布什在《國情咨文》中宣稱，美國計(jì)劃在今后10年中將其國內(nèi)的汽油消費(fèi)量減少20%，其中15%通過使用替代燃料實(shí)現(xiàn)，計(jì)劃到2017年燃料乙醇的年使用量達(dá)到1325億升，是目前年使用量的7倍。2007年3月，歐盟27國出臺(tái)了新的共同能源政策，計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)生物燃料乙醇使用量占車用燃料的10%。作為最早實(shí)施生物燃料產(chǎn)業(yè)化政策的國家之一，巴西早在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)純汽油的國家。

　　作為生物燃料的一種，乙醇的生產(chǎn)原料為玉米、甘蔗等生物源，是可再生能源。其燃燒所排放的二氧化碳和含硫氣體較汽油燃燒所產(chǎn)生的要低，其中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，可減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)。

　　2012年8月，全球行業(yè)分析有限公司發(fā)布全球生物燃料的全球綜合報(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。

　　———— 是否健康 ————

　　增加臭氧濃度導(dǎo)致肺部受損

　　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，近年來的一些科學(xué)研究也對(duì)生物燃料的“綠色”頭銜提出質(zhì)疑。

　　最近發(fā)表在《自然·氣候變化》上的一項(xiàng)研究，似乎又揭開了生物燃料的另一面。

　　美國蘭卡斯特環(huán)境中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，桉樹等作為生物燃料來源的樹木，它們?cè)谏�長(zhǎng)過程中會(huì)釋放高濃度的有機(jī)化合物——異戊二烯，該物質(zhì)會(huì)與空氣中其他污染物(如氮氧化物)混合，增加種植地附近空氣中的臭氧濃度，這些臭氧可能對(duì)人造成傷害，導(dǎo)致生活在附近的人出現(xiàn)肺部疾病，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致人們吸入臭氧死亡，另外還會(huì)降低作物的產(chǎn)量。該研究組依據(jù)歐盟2020植樹目標(biāo)，計(jì)算后預(yù)計(jì)每年這些植物可能導(dǎo)致歐洲1400人死亡，還會(huì)造成7.1億美元額外的醫(yī)療費(fèi)用和作物損失。

　　臭氧會(huì)導(dǎo)致人類死亡，這似乎和我們印象里的臭氧層會(huì)保護(hù)人類的概念相矛盾。

　　的確，臭氧有著保護(hù)人類的作用。臭氧層可以吸收波長(zhǎng)在270納米—315納米之間的、對(duì)生物有害的紫外線，這些紫外線可能導(dǎo)致皮膚癌、白內(nèi)障等疾病患者的增加，甚至造成一些生物品種，如海洋浮游生物的滅絕。

　　那么臭氧是不是越多越好呢？答案是否定的。臭氧由于其強(qiáng)氧化性，對(duì)人體是有毒害作用的。若臭氧濃度高于100ppm，就會(huì)引起呼吸障礙和頭痛。日常生活里，汽車、化工廠及發(fā)電廠排出的二氧化氮，在陽光的作用下，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)變化，生成一氧化氮和活潑的氧原子，而這些活潑的氧原子將與氧氣反應(yīng)生成臭氧。這些臭氧往往會(huì)停留在對(duì)流層，讓人感到呼吸困難，減弱肺功能，甚至導(dǎo)致肺組織受損。另外，臭氧還會(huì)與汽車排出的一些碳?xì)浠�合物發(fā)生作用，生成光化學(xué)毒霧，刺激人們的呼吸系統(tǒng)。有研究甚至將每年歐洲2.2萬人的死亡歸咎于在大氣對(duì)流層的臭氧濃度過高。

　　可見，臭氧究竟是敵是友，功大于過還是過大于功，主要看它分布在大氣層的哪個(gè)部分。如果在平流層，它就是我們的保護(hù)傘，如果在對(duì)流層，它將成為人類的殺手。

　　這項(xiàng)研究并不是科學(xué)界第一次對(duì)生物燃料的“綠色”特性提出質(zhì)疑。此前，美國研究人員還發(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)。

　　———— 是否經(jīng)濟(jì) ————

　　消耗大量糧食促使糧價(jià)上漲

　　除了影響健康之外，制造生物燃料要消耗大量的糧食，導(dǎo)致糧價(jià)上漲。以美國為例，美國是世界頭號(hào)玉米出口國，2011年，其玉米出口占全球交易量的39%。但2012年美國玉米產(chǎn)量比上年下降4010萬噸，出口減少640萬噸。大量的玉米地已經(jīng)淪為生物燃料的原料生產(chǎn)基地。那些原本想將所種植玉米用作食用的農(nóng)民，現(xiàn)在卻將玉米賣給了制造生物燃料的廠家，于是玉米變成了乙醇汽油的原料，而非人們盤中的食物。經(jīng)濟(jì)法則很明顯的在這個(gè)生產(chǎn)制作過程中起到作用——用于生物燃料的玉米越多，食物的價(jià)格將越高。現(xiàn)在，人們似乎不得不面臨這樣一個(gè)選擇：是想開車，還是想吃飯？

　　德國民間機(jī)構(gòu)“糧食監(jiān)督委員會(huì)”干事長(zhǎng)蒂羅·博德認(rèn)為，“生物燃料戰(zhàn)略是一個(gè)威脅人類生存的錯(cuò)誤”，主張停止生產(chǎn)生物燃料。專家指出，一方面，全球糧食儲(chǔ)備已從2010年的1.75億噸下降到目前的1億噸。另一方面，生物燃料每年卻要“吃掉”1.5億噸糧食。如果停止其生產(chǎn)，全球就有足夠的糧食儲(chǔ)備，糧價(jià)也不會(huì)暴漲。

　　聯(lián)合國糧農(nóng)組織此前曾就全球糧價(jià)上漲發(fā)出警告，糧價(jià)上漲威脅到全球數(shù)億低收入人群的生存需求。雖說糧價(jià)上漲的主要原因是嚴(yán)重天災(zāi)導(dǎo)致產(chǎn)糧區(qū)糧食歉收，但生物燃料發(fā)展對(duì)糧價(jià)上漲的影響也不容忽視。世界銀行的一份報(bào)告稱，生物燃料對(duì)全球糧價(jià)上漲的“貢獻(xiàn)率”達(dá)70%—75%，相當(dāng)于將全球3000萬人推向貧困。

　　———— 是否環(huán)保 ————

　　整個(gè)生長(zhǎng)加工過程不利減排

　　生物燃料曾被視為應(yīng)對(duì)氣候變暖的“神秘武器”，然而，這些“綠色燃料”真的有助于節(jié)能減排嗎？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。

　　大氣化學(xué)家、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主保羅·克魯岑經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，用油菜籽生產(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�施用氮肥，這些肥料只有一部分會(huì)被作物吸收，而用不掉的氮在土壤微生物的硝化和反硝化作用下，變成氧化亞氮這樣的溫室氣體，從而對(duì)大氣臭氧層產(chǎn)生破壞。

　　在巴西，使用甘蔗生產(chǎn)制造生物能源，甘蔗田在每年收割之后，為了清除雜草和病害蟲，都要留1/2—1/3毛葉，然后燒毀清園，這是一個(gè)向大氣中釋放大量二氧化碳的過程，極度污染環(huán)境。另據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道，印尼燒荒種棕櫚產(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。

　　(作者卜勇系中國科學(xué)傳播研究所副研究員)

　　———— 相關(guān)鏈接 ————

　　第三代生物燃料備受關(guān)注

　　第一代以乙醇技術(shù)為代表的生物能源雖然十分成熟，但牽涉到與糧爭(zhēng)地的問題不能繼續(xù)規(guī)模化發(fā)展。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。但第二代生物燃料在技術(shù)方面遇到瓶頸，轉(zhuǎn)化率和原料成本存在較大問題。目前，人們將目光從陸地移到海上，第三代以藻類為原料的生物能源發(fā)展技術(shù)備受關(guān)注。

　　第三代生物燃料是指從海藻中提取油脂。藻類具有分布廣泛、油脂含量高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高等特點(diǎn)。其生長(zhǎng)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(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)，依然任重道遠(yuǎn)，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。