争夺未来替代能源的竞争就像一场起跑线错落有致的赛马。玉米在政府补贴的支持下率先冲出，但有报道指出，玉米在转化为乙醇的过程中实际产生的化石燃料排放量超过了作为燃料所避免的排放量，因此被迎头赶上。这一认识使得大豆和柳枝稷迎头赶上。突然，技术进步使得稻草和玉米秸秆等废弃物迅速进入人们的视野。现在，一种新型生物质能源正在猛冲：由明尼苏达大学的生态学家和经济学家团队推动，高度多样化的低维护草原草混合物已正式加入竞争。该团队在明天出版的《科学》杂志上报告称，这些多样化的草原物种构成了碳负能源，可以缓解全球电力消耗的 19% 和全球石油消耗的 13%。
生态学家大卫·蒂尔曼指出，在五到七年内，乙醇或生物柴油等生物燃料的来源将从仅限于玉米粒和大豆扩展到纤维素，一种已知富含乙醇的植物糖。“当我们转过那个弯时，”蒂尔曼说，“我们希望拥有生产纤维素的最有效方法，使其成为生物质原料。” 基于他在明尼苏达州雪松溪自然历史区对作物进行了 10 年的种植工作以及其他科学论文中的估计，蒂尔曼计算出，在贫氮、退化的土地上种植多年生草原草混合物——如一枝黄花、印地安草、大须芒草和柳枝稷——实际上可以比在同一土地上仅种植一种物种多提供高达 238% 的生物能源。（在贫瘠的土壤中单独种植柳枝稷，其能量回报仅为多样化地块的三分之一。）此外，与在肥沃土壤中种植的玉米制成的乙醇相比，他声称他的地块每英亩可以多回报 51% 的能量。
蒂尔曼发现的关键在于：据报道，他的过程是碳负的——这意味着植物在其转化为生物燃料或电力的过程中，其根部可以储存比其产生的更多的碳。蒂尔曼说，这种负碳现象的发生是因为草原草在地下具有复杂的根系，通常占植物总生物量的三分之二，使其成为高效的碳汇：“当它们生长时，它们必须[吸收]大量的碳，以维持根系的存活并形成这些非常庞大的根系，” 蒂尔曼推测，这些多样化的系统可能会使用更多的硝酸盐，即土壤中的“限制性营养物质”，这会饿死分解碳的细菌，从而使植物更好地维持其根系。明尼苏达州的研究小组根据他们自己的土壤采样估计，每英亩土地，这些草原每年可以固存高达 1.8 吨的二氧化碳。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
密歇根州立大学的生物质能保护研究员布鲁斯·戴尔认为，尽管蒂尔曼“为退化土地的利用提供了一个有趣的视角”，但他做了一个关键的“苹果与橙子的比较”：将玉米生产乙醇（一个实际运作的产业）与草生产乙醇（目前是假设性的，由于经济限制）进行比较。他指出，如果草确实成为乙醇的可行来源，那么这项技术也将适用于玉米的未利用部分，例如秸秆。蒂尔曼反驳说，尽管分解秸秆会产生更多的乙醇，但这将进一步改变玉米的碳平衡。“如果你从玉米田中取走秸秆并将其用于生物能源，你将会减少土壤中的碳储存，”蒂尔曼解释道。“我们正在努力寻找一种在提供能源的同时，还能给我们带来减少温室气体排放效益的东西。”
加州大学伯克利分校能源与资源小组的教授亚历克斯·法雷尔说，草原草加入替代燃料马拉松比赛令人兴奋，但这可能需要数年时间才能确定如何最好地利用这种新资源——无论是用于电力还是生物燃料。“即使我们找到一种环境上合适的方式来利用这种资源，它也只会是任何解决方案的一部分，”他警告说。“它不是万能药。”