使用更多生物燃料对环境有益吗？两位专家展开辩论 - 《华尔街日报》

在推动绿色能源的过程中，华盛顿正在大力支持生物燃料。

但它们到底有多环保呢？

玉米乙醇等生物燃料由植物或其他有机物质制成，然后与传统汽油或柴油混合。化石燃料的使用量减少了，因此混合燃料燃烧得更清洁。混合物中的生物燃料越多，燃烧就越清洁。

根据美国环境保护署根据可再生燃料标准计划提出的最新提案，2023年需要将208亿加仑的可再生燃料与石油基燃料混合，比2022年的目标增长不到1%。到2025年，这一数字将增长到227亿加仑。

该机构表示，这些规定将在2023年至2025年期间将美国的石油进口量每天减少多达18万桶，每年为美国人节省2亿至2.23亿美元。

生物燃料标准的支持者认为，它增加了美国的燃料供应，降低了消费者成本，并且是帮助保护环境的强大工具。但反对者表示，生物燃料对环境的承诺被夸大了，而且用可食用植物制造生物燃料是对土地和作物的不当利用。

哈佛大学公共政策教授、Sturgis Hooper地质学教授、环境科学与工程教授Daniel P. Schrag支持生物燃料。明尼苏达大学应用经济学与法律杰出McKnight大学教授Carlisle Ford Runge则持反对意见。

威斯康星州米尔顿市，生物燃料用玉米正在乙醇生产设施旁收获。图片来源：Tannen Maury/EPA/Shutterstock### 支持观点：生物燃料成本低、效率高且效益显著

丹尼尔·P·施拉格插图：华尔街日报作者：丹尼尔·P·施拉格

要避免气候变化的最严重影响，我们必须淘汰化石燃料。廉价的風能和太阳能已开始减少排放。但能源系统中仍有一个领域难以改变：交通运输所需的液体燃料。

即使所有乘用车都实现电动化，这也只能减少当前石油消耗量的一半。船舶、卡车、火车和飞机的燃料问题如何解决？

要实现雄心勃勃的碳减排目标，生物燃料很可能成为能源结构的关键组成部分。它们最有可能在价格上与石油竞争；几乎不需要新建基础设施；并为发展中国家提供经济机遇，激励其参与全球气候减缓行动。

更大占比

生物燃料——目前主要是乙醇和部分生物柴油——占美国液体燃料消费量的7%。未来，我们应预见生物燃料占据更大份额，因为它们具有显著优势。

与许多其他石油绿色替代品不同，某些形式的生物燃料可直接用于现有管道、储罐、卡车、船舶、飞机，甚至部分现有炼油厂。这意味着生物燃料很可能与当前油价保持成本竞争力（或接近），且远低于任何其他解决方案的成本。

是的，还有其他可能的替代品，例如通过可再生能源电力直接或间接（如通过氨等化学品）制造的氢气。这些选项在低碳未来中可能发挥作用，但都依赖于研发来证明其可行性并降低成本。目前唯一已大规模应用的技术是生物燃料。

那么问题出在哪里？一些环保人士和其他批评者提出了多项质疑。

其中部分人援引十多年前的研究，指出美国主要生物燃料——玉米乙醇的气候效益有限，并引用最新研究称玉米乙醇已引发环境问题。他们认为，种植玉米会破坏土壤和水资源，占用本可用于更有价值作物的宝贵农田，更不用说开垦本应保持原生态的草地和森林等新土地。

早期显示玉米乙醇效益微薄的研究已不适用于现代乙醇精炼厂，因为许多工厂使用木材和天然气作为燃料，而非老式工厂使用的煤炭。这些工厂在发酵过程中效率更高，并能利用能源系统整体碳排放的减少。新研究表明，其碳效益远高于早期预估，因此玉米乙醇生产已抵消最初因开垦土地产生的碳债务，实现了逐年减排。

部分批评者谴责美国玉米产量的增长，却忽视了当前玉米种植面积较过去十年有所下降——而产量却大幅提升的事实。

展望未来

但生物燃料的未来并不在于玉米乙醇，因此争论其成本与收益实乃本末。目前我们主要依赖玉米、大豆等谷物生物燃料，但利用植物茎叶的纤维素原料（包括玉米秸秆等有机废弃物）开发生物燃料的工作正在进行中。

以木质材料（无论是柳枝稷等能源作物还是单纯农业废弃物）开发具有经济竞争力的生物燃料将是一项重大突破，这将提高总体产量并增强碳效益。若我们真心想要应对气候变化，就必须投资这些解决方案。

一个重要担忧是生物燃料的扩张会威胁生物多样性，因为越来越多的森林被砍伐以种植能源作物。东南亚棕榈油产业就是前车之鉴，它导致了热带雨林的大规模消失。

但生物燃料的发展未必会破坏全球生态保护。在许多贫困国家（尤其是热带地区），全球生物燃料产业代表着实现经济持续增长的最佳机遇之一。伴随这种增长而来的将是农业产能的新投资，这将提高产量并减少开垦新土地的需求。

必须承认，我们在扩大生物燃料时必须审慎行事。保护现有森林免遭开发无疑至关重要。但解决气候变化需要艰难抉择。若我们真心想要替代航空燃油和柴油，就不能放弃生物燃料——它们是我们用低碳低成本替代石油燃料的最佳选择。

施拉格博士是哈佛大学公共政策教授、斯图吉斯·胡珀地质学教授及环境科学与工程教授。可通过[email protected]联系他。

拜登总统4月在爱荷华州门洛市一家生物加工设施发表讲话。图片来源：Rachel Mummey/Bloomberg News### 反对观点：乙醇燃料名不副实且危害环境

卡莱尔·福特·朗格插图：WSJ作者：卡莱尔·福特·朗格

2007年推行乙醇强制掺混政策时，玉米基酒精与汽油混合被宣传为环保之举。但随着研究深入，真相恰恰相反。

这位"乙醇皇帝"实则赤身裸体。

根据《美国国家科学院院刊》去年发表的研究论文，不仅扩大玉米乙醇生产加剧了土壤侵蚀和水质恶化等环境污染，其全生命周期温室气体排放甚至高于纯汽油。乙醇非但无助于缓解气候变化，反而对环境产生负面效应。

令人不安的发现

事实上，玉米乙醇强制令的最大受益者似乎是玉米种植者本身。去年《美国国家科学院院刊》另一项研究发现，2007年强制要求汽油掺混乙醇的燃料混合政策，刺激了玉米需求并推高其价格。2008至2016年间玉米价格上涨30%，连带推动小麦和大豆等其他农产品价格增长约20%。这导致美国玉米产量扩张近9%，相当于新增690万英亩玉米田。

乙醇玉米种植扩张伴随着化肥和农用化学品的大量使用，对土壤和水体造成连锁影响。2008至2016年间每年化肥使用量增加2%至8%，导致玉米带地区地下水硝酸盐渗滤及河流磷径流量增加3%至5%——这正是墨西哥湾缺氧"死亡地带"的主要成因。

这一切的后果？碳排放不降反增——直接反驳了环保署早先被乙醇支持者广泛引用的研究。

“环保署最初估计美国土地利用变化会固碳并改善乙醇碳足迹。但事实证明效果恰恰相反，"《美国国家科学院院刊》其中一篇论文指出，“非但未能将乙醇碳强度降至比汽油低20%，实际反而使其比汽油高出20%。”

乙醇与常规汽油或柴油混合可制成燃烧更清洁的燃料。图片来源：Brian Snyder/REUTERS### 不确定的未来

虽然乙醇可以从柳枝稷、木屑甚至废报纸等原料中提取，但收集和转化这些材料的成本约为玉米的两倍。即便现在，玉米乙醇的成本也高得惊人。如果生物燃料能与石油燃料在成本上竞争，那么它们就不需要在全美50个州强制推行并依赖补贴。尽管一些支持者认为生物燃料可以利用现有基础设施从而降低成本，但实际上乙醇无法用于许多输油管道且会对其造成腐蚀。

可以说石油燃料同样享受补贴，但这与其对环境的影响问题无关。两者都是负面的。

诚然，未来仍充满不确定性。可能出现的新技术或能降低柳枝稷或藻类等原料的成本，并实现规模化生产而不对环境造成负面影响。那些已在此领域投资亏损的人也可能开始真正盈利。

但所有这些都建立在极大的假设之上。

研究从一开始就对混合燃料强制令的环境合理性提出质疑。新发现只是凸显了其弊端和成本。现在是时候聚焦能直接应对气候挑战的能源战略了——不是生物燃料，而是几乎不需要液体燃料的电动汽车。

朗格博士是明尼苏达大学应用经济学与法学的杰出麦克奈特大学教授。可通过[email protected]与他联系。