10/08/2013 - 06:38

魔鬼藏在细节里

因其有潜力减缓气候变化及为能源安全和农村发展做出贡献,生物能源在近年来吸引了越来越多的关注。这种能源高度灵活,最常见的应用是烹饪的热能和运输的生物燃料,但它也可以包括电力。如乙醇和生物柴油等生物燃料可以通过甘蔗或玉米等农作物来生产;生物质能源可以来自(通常木本)原料,通过从简单的炉灶燃烧到生物化学转化等一系列过程都可获得。

生物能源的另一个优点是,与化石燃料相比,它公平分布在世界各地,可被任何地方的社区获取——包括农村的穷人,他们往往非常依赖传统生物质能为主的能源来做饭和供暖,甚至用作机械用途,比如提灌。。传统生物质往往低效,对环境有害,跟低生活质量联系在一起,但一些现代生物能源技术已经出现,可以以环境上可持续的方式来满足农村居民的能源需求。这些技术包括高效生物质炉灶、沼气做饭和分布式发电系统、木质生物质气化以及生物燃料运输。

同时,生物能源技术减缓气候变化的潜力正越来越多地为人们所认可。根据 2012 年的《全球能源评估》(Global Energy Assessment,如果要将全球气温上升限制在 1.5 至 2 摄氏度之间的话,生物能源是必不可少的。生物能源在许多应用中有可能可以取代化石燃料,就像运输中可以用生物燃料。但另一个重要的方法,是把生物质能源与碳捕获及封存技术结合在一起。此项技术就涉及种植吸收二氧化碳的作物,燃烧这些作物产能,并捕获及封存燃烧产生的碳。捕获及封存生物能源转化的二氧化碳排放,这一方法使负排放成为可能——即去除大气中的碳。

但这项技术减缓气候变暖的潜力至今仍不确定,由于碳捕捉及封存技术本身的制约,并且也由于提供生物质供应的困难。生物质能与碳捕获及封存技术的结合,必须得到大规模应用,才能对全球温室气体排放产生显著成效;对生物燃料也是如此。这两种技术的大规模应用意味着持续、大规模地生产生物能源的原料,并且这对粮食安全带来潜在的影响。

潜力及争端。两种技术对粮食安全的影响不同,至少在原料上如此。生物质能结合碳捕获和封存的技术一般要求木本(或木质)原料。这可以来源于人工林,但如果农田或森林被用于木质生物质的商业化生产,粮食安全和生物多样性就可能受到不利影响。但是,如果退化土地或休耕农田上种植可持续的人工林,那么对粮食安全产生的影响将是最小的。使用森林或农田的残留物则对粮食安全没有任何影响。

同时,生物燃料的原料可被认为属于两代:棕榈油等(可用于生产生物柴油)和甘蔗(可用于制造乙醇)的第一代作物;以及微藻(用于生产生物柴油)和木质生物质、长较长的草和农业残留物(用于乙醇)等下一代能源。第一代生物燃料对粮食安全带来更大的风险,并意味着对环境的负面影响,如降低生物多样性和增加用水量。这些负面影响可能在发展中国家尤为严重,这些国家由于生产成本低,更可能出现未来生物燃料的大量生产。因此,生物燃料虽然可以促进农村发展,创造农村就业机会,并改良退化土地,但却备受争议。

不过,把第二代原料转化为生物燃料的技术极有希望能避免许多与第一代原料相关的挑战。农业或森林残留物以及短轮伐期的木本作物可取自边际土地或退化土地。这将不太可能对粮食安全、牲畜饲料和纤维生产产生显著影响。此外,预计新的生物燃料技术可为温室气体排放提供净效益。

考虑到以上所有内容,生物能源满足能源需求、减缓气候变化并同时避免对粮食生产、生物多样性等产生不利影响的能力,很难一概而论。使用生物能源的影响取决于所使用的技术(例如生物燃料生产对比其他形式的生物质能)、所用的原料(例如森林或作物残留物对比粮食)以及生产的规模。