在環保和可持續發展目標的推動下,乙醇燃料曾被寄予了很高希望,因為它被視為一種既有效率又能較少污染地球和減少溫室氣體的能源。但是,一系列的研究、探討和實踐后,乙醇燃料顯現的缺點似乎變得更多,反而不如傳統的石化燃料了。
乙醇燃料有害?
乙醇燃料多由玉米等農作物提煉而成。許多人希望使用乙醇燃料可以減少對石油的依賴和空氣污染。但是,一項研究提出,使用乙醇燃料反而達不到人們的希望。
美國斯坦福大學大氣科學家馬克·雅各布森等人最近發表在《環境科學與技術》月刊上的一篇文章證明,乙醇燃料對人和生物健康損害比人們以前想像的還要大,因為以乙醇為燃料的車輛可能導致更多人罹患或死于呼吸系統疾病。如果用以乙醇為燃料的車輛替代所有的轎車和卡車,美國死于空氣污染的人數將增加4%。
雅各布森等人的研究表明,乙醇含量高的混合燃料對公共衛生構成的危險相當于甚至超過汽油。雅各布森用電腦模擬2020年美國的大氣狀況。預計到那時,以乙醇為燃料的車輛將得到普及。而洛杉磯空氣質量差,人口密度大,他們把模擬實驗重點放在了洛杉磯。
研究人員用電腦模擬兩種情形下的空氣質量并加以對比。一種情況下,所有的轎車、卡車和摩托車等車輛都以汽油為動力,另一種情況下,上述所有車輛都以由85%的乙醇和15%的汽油配制而成的混合燃料E85為動力。在后一種情況下,美國部分地區E85會大大增加空氣中臭氧的水平。而臭氧是煙霧的主要成分,同時又是哮喘、免疫力下降的元兇之一,哪怕是少量的臭氧也會導致嚴重的健康問題。
世界衛生組織估計,每年有80萬人死于煙霧中的臭氧等化學物質。而雅各布森等人的研究發現,在以E85燃料為動力的模型中,到2020年,洛杉磯因呼吸系統疾病住院的患者將增加650人;因哮喘而前往急診室就診的患者將增加1200人。
從這個結果出發,研究人員認為,需要重新評估是否值得為開發乙醇燃料投入巨額資金。
乙醇燃料不“綠”反“黑”
現在的一些研究證明,乙醇燃料不僅體現不出“綠色”,反而可能成為“黑色”,導致環境惡化。
美國華盛頓州立大學的生物學家伯頓·沃恩的研究小組通過實際調查,發現在生產乙醇的過程中造成了另一種環境污染:生產富含乙醇的燃料會減少生物多樣性和增加土壤的侵蝕,原因在于這些作物,如甘蔗和玉米的生產和收獲模式。比如,收割甘蔗時焚燒會讓收獲變得更為容易,但是火焰會蔓延到鄰近的土生植被。焚燒雖然可以產生肥料,但是生產和運輸這些肥料所需的能源會導致大量的二氧化碳釋放,而且清洗甘蔗還要消耗大量的水。在對一個酒廠調查時研究人員發現,每處理一噸甘蔗需要用水3900升(3.9噸水)。
為了生產乙醇燃料,農民必須種植大量的玉米、甘蔗,這也造成了土地和森林的減少。以巴西為例,生產商為獲取乙醇,必須獲得農業用地,大規模種植生產乙醇用的農作物。當農業用地難以獲得時,利潤的驅使可能使得亞馬孫熱帶雨林、大西洋熱帶雨林和許多珍貴草原、林地受到侵犯。這些土地上的樹木每年吸收大量的二氧化碳等溫室氣體,犧牲它們換取乙醇,這表面上看減少了溫室氣體排放,實際上卻得不償失。認識到這一問題,巴西有關人士正在呼吁巴西通過新法令確保巴西甘蔗種植園不會直接或間接造成重要熱帶雨林面積縮小。
另外,如果靠種植玉米來生產乙醇燃料,同樣會在投入和產出方面出現負數,從而在經濟上得不償失的同時,還加劇環境負擔。例如,種植玉米等原材料需使用化肥和殺蟲劑,農場還需使用汽油驅動農業機械運作,這些行為和過程實質上都在消耗化石燃料。世界自然保護聯盟調查的結果證明,種植玉米所能提供的燃料能量低于玉米種植過程中消耗的能量。而且有研究報告稱,生產玉米的能耗比它自身能提供的能量高30%。因此,乙醇燃料有可能得不償失。
乙醇生產導致糧價上漲
乙醇可以通過玉米、大麥、小麥、甘蔗和甜菜等普通農作物發酵獲得。由于玉米、大麥等也是人們的主要糧食,用其做乙醇燃料的原始材料會造成汽車與人爭奪糧食,結果自然會導致糧價上漲。
以美國為例,用玉米生產乙醇對糧價上漲起到了促進作用。2006年8月,出售一蒲式耳(等于35.238升)玉米美國農民可獲得2.09美元,但2006年9月、10月、11月和12月,這個價格分別上漲到2.2美元、2.54美元、2.87美元和3美元。美國農業部2007年3月發表的一份報告指出,由于正蓬勃興起的乙醇燃料工業對玉米需求激增,導致以玉米作為牲畜飼料的畜牧業成本增加,引發肉類價格上漲。而且,2006年美國乙醇燃料工業消耗了美國20%左右的玉米,今年預計增加至25%以上。另一方面,玉米價格的上漲牽一發而動全身。美國國家雞肉協會分析,乙醇工業的競爭可能造成玉米供應不足,由此引發玉米價格上漲。
在用玉米生產乙醇燃料的巴西,由于玉米的供求關系發生變化,導致需要用玉米喂養的家禽業成本也提高,飼料價格已經上漲。此外,墨西哥一些人是靠玉米為食糧的,但這些以玉米為食的人突然發現,玉米餅成本已上升了60%。2007年1月,由于玉米餅價格暴漲,墨西哥發生了大規模抗議活動。
由于乙醇燃產會產生汽車與人爭奪糧食的問題,因而可能導致貧富不均地區的進一步矛盾。曾經提出過“誰來養活中國”問題的美國地球政策研究所經濟學家萊斯特·布朗最近指出,世界8億機動車主和20億貧困人口將大規模競爭糧食,機動車主想讓車動起來,貧困人口則僅僅想吃口飯,活下來。這就是矛盾所在。委內瑞拉總統查韋斯則發出了更尖銳的批評,大量使用乙醇燃料會喂飽汽車餓死窮人。
因此如果乙醇燃料的問解決不好,將影響到乙醇燃料的生產和聲譽。
采取另外的方法
由于用玉米等糧食生產乙醇燃料引起的爭議較大,因而采用非糧食作物生產乙醇的呼聲最高,比如甘蔗。在這方面,巴西走在了前面。巴西科學家發現,壓榨甘蔗時的殘留物,以前是作為廢物被丟棄的,而現在可以利用這些殘留物發電,從而節省將甘蔗加工成乙醇所需要的能源。
巴西研究人員還鼓勵農民種植轉基因甘蔗,而這些轉基因甘蔗可以更加有效地轉變為乙醇,同時這項技術推動了可抗蟲害和抗干旱的甘蔗變種的生產。此外,巴西最大的甘蔗乙醇生產集團德蒂尼宣布,將從2012起正式從植物纖維素中生產乙醇。在目前的實驗階段,德蒂尼每天從植物纖維素中生產100升乙醇,生產成本是每升25美分,與從甘蔗汁中生產乙醇的成本差不多。
然而,即使是用非糧食作物,也還存在可持續發展和環保問題。比如,種植甘蔗會占用其他生產糧食的土地,也造成糧食減產和糧價上升。圣保羅州是巴西最大的甘蔗生產地,全國62%的甘蔗出產于此,乙醇燃料的生產熱潮讓這個州的土地價格大漲,尤其是離工廠近的地點,適合種植甘蔗的土地價格已經達到2002年時的兩倍。
在中國,如果利用玉米、大豆作為生產乙醇原料,會加劇中國干旱缺水地區的旱情和電力緊張程度,有可能得不償失。而且,如果在我國北方高寒地區使用乙醇汽油,還會發生另外的環境問題。使用乙醇汽油的機動車輛,尾氣噴口處會不斷流出水滴,在低溫度條件下水滴在路面上可即刻形成一層薄薄的冰面。這種過薄的特殊冰面無法清除,使用工具除冰容易損壞路面,使用融雪劑則不易掌握劑量。而且由于“乙醇冰面”會因道路上汽車川流不息而反復多次產生,對行車安全也帶來影響。
中國的目標是到2020年,乙醇消耗量占汽油總消耗量的比例由2%上升至10%,但是主要由玉米來生產。這就提出了使用乙醇燃料是否值得,是否更環保的問題。
乙醇燃料還需要更多的研究和實踐才會得出是否可行的結論。
責任編輯 張田勘