生物技术
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生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料。可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物质是指利用大气、水、
土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质。它包括、动物和微生物。不同于石油、煤炭、核能等传统燃料,这新兴的燃料是可再生燃料。
第二代生物燃料指的是摆脱利用玉米等粮食作物为原料转化为生物燃料的应用模式,继而
以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料,采用生物纤维素转化为生物燃料的模式,发
展纤维素乙醇。
生物燃料
受石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响,20世纪70年代以来,许多国家日益重
视生物燃料的发展,并取得了显著的成效。中国的生物燃料发展也取得了很大的成绩,特
别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。美国科学家最新的研究成果显示,作
为目前应用最广泛的两种生物燃料,生物柴油和乙醇燃料尽管比化石燃料更加优越,但不
可能满足社会的能源需求。研究人员发现,即使美国种植的所有玉米和大豆都用于生产生
物能源,也只能分别满足全社会汽油需求的12%和柴油需求的6%。而玉米和大豆首先要满
足粮食、饲料和其他经济需求,不可能都用来生产生物燃料。
生物燃料来源之一:玉米
专门培植为生质燃料原料的作物,有主要在美国出产的玉米和黄豆;主要在欧洲的亚麻籽和油菜籽;巴西的甘蔗;东南亚的椰子油。工业、农业、林业、一般家庭制造出的可生物分解的产物都可以作为原料,例如:稻草、麦梗、稻糠、木材、粪便、废水和厨余等。这些原料经由无氧消化转换为生化气体。制成燃料的生物质,其原料常常是一些未被充分使用的废弃物,像稻秣与动物废弃物。至于木材与草的品质并不直接影响能量产生的多寡。现在有许多科学家开始研究使用藻类或蓝菌做为另一种生质燃料的原料,应用的层面包括生物质柴油、甲醇、乙醇、甲烷,甚至氢燃料。
生物燃料制作过程
生物燃料的作物被生物质分解或者烧荒种地,导致需要数十年甚至数个世纪的生物燃料才能补偿所排放的碳。为了生产生质燃料,许多土地被改为农地,尤其是开发新的农地会破坏生态。生质燃料的大量使用也造成粮食价格上涨,并威胁贫穷人口的生存。
为了制造及运输生质燃料会产生污染、二氧化碳排放及使用水资源、化肥。在地生产使用生质燃料可以减少这些问题,但是就算在地生产,生质燃料在环保上可能还是不值得,甚至有些研究显示、一些已经量产的生质酒精在经济上都是不值得──例如制造玉米酒精所需要的能量会超过玉米酒精能提供的能量。
用桐油树可用于生产生质燃料,这些作物可生长在不适于粮食作物生长的荒地、几乎不需施肥,其种子亦不可食用,对粮食生产影响更小。但有些人认为还是要避免以下状况:有
些第三世界国家的农民,可能会为了赚钱,而把原本用来生产粮食作物的土地,拿来种植
能源作物;就算能源作物本身不可食、也可以在不食之地种植,但是还是有减少粮食生产
的危险性。
采用废弃食用油来生产生质柴油不会占用食物来源,被认为是目前真正值得推广的生质燃料,但是废油中含有许多无用物质,会增加生产问题。
生物燃料与粮食危机
一)生物燃料与政治
发达国家有政治影响力的农业组织,一方面摆出一副极其重视生物燃料的姿态,另一方面,却又毫不客气地坚守住维护本国利益的保护壁垒。“他们一只手挥舞着热衷于环境保护的
道义大旗,另一只手则欲盖弥彰地想多多寻求补助资金”,生物燃料咨询中心的多拉里尔
一针见血地指出。
二)生物燃料与饥荒
联合国粮农组织的专家在2008年1月23日警告,世界急于开发和使用生物燃料,正造成
玉米和其他粮食作物价格上涨,可能造成水源短缺的状况进一步恶化,并可能导致贫困人
群失去他们赖以生存的土地。
目前,生物燃料产量不断增长,其中部分原因是人们急于寻找可以替代石油,对环境破坏
较小的燃料。美国正在设法减少对政局动荡地区提供石油的依赖,但是这种趋势导致粮食
价格猛涨,因为美国农场主放弃种植小麦和大豆,而转产玉米,以供乙醇生产。国际货币
基金组织也警告说,全球用于生物燃料的谷物生产不断增加有可能对世界贫困产生严重影响。
国际货币组织指出,美国在2005年已经超过巴西成为世界上最大的乙醇生产国,欧盟是最大的生物柴油生产者。中国和印度,由于急速的经济增长所带来的能源需求,也计划加速
生物燃料的生产。专家指出,这样会加速水和食物的短缺。Donohue指出,亚洲两大能源需求国的崛起,对世界商品市场产生了显著的影响。
面对国际原油价格的起伏不定,如何应对由于原油价格上涨可能引发的经济和社会问题,已成为各国关注的重点。在泰国曼谷召开的能源研讨会上,不少专家认为采用可再生的生物燃料作为替代品,可以缓解许多国家对原油等矿物燃料的依赖。
同样,作为以粮食作物为主要来源的生物燃料,也影起了世界范围内的人道主义危机。由于生物甲醇的主要制作原料为玉米,大量生产生物甲醇燃料,导致了世界玉米价格上涨,同时影起了“汽车和人争食物”的恐吓,影起一定范围的人道主义危机。
用于延缓全球变暖的生物燃料的广泛应用对全球商品市场产生了重要的影响,芝加哥商业交易所主席上周如是说。
世界最大的金融交易的执行官克雷格·多诺霍(Craig Donohue)也表示,最近原油价格和小麦价格的急速增长对商品市场造成了重要影响。“这是一个全新的商品市场。由于越来越多的企业以乙醇为能源基础,我们看到在软商品(农产品)和能源之间呈现出显著的收敛趋势。”他在访问东京的时候这样告诉记者。
国际货币组织本周警告到:“全球性的依靠谷物作为能源基础会提高贫困国家的粮食价格,并带来‘严重的牵连后果’”。
国际货币组织指出,美国在2005年已经超过巴西成为世界上最大的乙醇生产国,欧盟是最大的生物柴油生产者。
中国和印度,由于急速的经济增长所带来的能源需求,也计划加速生物燃料的生产。专家指出,这样会加速水和食物的短缺。
Donohue指出,亚洲两大能源需求国的崛起,对世界商品市场产生了显著的影响。
“我们看见由于印度和中国的经济增长,商品在生产、进口和出口方面产生了巨大的变化,这对商品的供给和需求也产生了重要的影响。”他说。