本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
与传统汽油相比,使用玉米秸秆制成的生物燃料在早期可能会释放多出 7% 的温室气体。因此,这种纤维素乙醇可能不符合 2007 年能源独立与安全法案 (EISA) 的配额要求。
根据昨天在《自然气候变化》上发表的一项新研究,这种类型的纤维素生物燃料可能会导致排放量净增加 7%。政府资助的研究表明,这种增加的主要原因在于土壤碳含量的绝对变化。
土壤的碳含量主要取决于新的输入(植物和动物材料)和损失(主要通过侵蚀和呼吸作用)。按照惯例,玉米秸秆在收获后会留在田地里,以减少土壤侵蚀并维持碳储量和土壤肥力。
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通过从田地中移除玉米秸秆,模型表明土壤碳含量会随着时间推移而降低。反过来,玉米秸秆乙醇在短期内将比传统汽油多产生 7% 的二氧化碳当量。虽然结果因移除的玉米秸秆量而异,但模型显示任何移除都会导致排放量净增加。
该研究表明,从长远来看,这些类型的生物燃料将导致排放量净减少。然而,短期内的增加足以使这种类型的生物燃料不符合 2007 年能源独立与安全法案 (EISA) 中的规定。该法案要求生物燃料产生的污染比传统汽油少 60%。下文展示了这一水平与研究结果的关系。
明尼苏达大学教授 David Tilman 曾对生物燃料生命周期排放进行过研究,他表示:“该研究表明,使用玉米秸秆制造出比汽油具有更好温室气体影响的生物燃料将非常困难。” 根据 Tilman 的说法,这项新研究是他迄今为止看到过的关于玉米秸秆辩论的最佳研究。
然而,这项研究已经受到了生物燃料行业和奥巴马政府官员的强烈批评。因此,这项研究的重要性受到了质疑,导致关于“玉米基乙醇(无论是否秸秆)是否是减少能源相关温室气体排放的可取手段?”这一问题仍然存在不确定性。
据杜邦生物炼制全球业务总监 Jan Koninckx 称,“[本研究中的]核心分析描绘了一种极端情景,任何负责任的农民或企业都不会采用这种情景,因为它会破坏土地和原料的长期供应。这在农业和商业上都没有意义。” 此外,美国环保署发言人 Liz Purchia 表示,这项研究“没有提供与玉米秸秆乙醇生命周期温室气体排放相关的有用信息”。
根据能源部阿贡国家实验室 2012 年进行的一项同行评审研究,用玉米秸秆制成的生物燃料在温室气体排放方面比汽油好 95%。然而,这项研究假设收获的部分秸秆将用于替代燃煤发电(及其温室气体排放),但这在乙醇生物炼制厂中并非必然结果。
图片来源
1. 碗中烤玉米棒子的照片 © stevendepolo,并根据此知识共享许可使用。
2. 图表来自 Liska 等人。农作物秸秆制成的生物燃料可以减少土壤碳并增加二氧化碳排放。《自然气候变化》(Nature Climate Change) (2014) doi:10.1038/nclimate2187 2013 年 8 月 13 日收到。2014 年 3 月 5 日接受。2014 年 4 月 20 日在线发布。