死胡同里的生物燃料
庄稼地里能种出未来石油的替代品吗?答案并不乐观
文|本刊记者崔卓佳
白宫的南草坪上,美国三大汽车制造商CEO再次聚首。布什总统兴奋地与他们所带来的三款“清洁燃料”汽车合影。这三辆受到总统亲自接见的车包括:通用的一款可以使用100%乙醇驱动的车型、福特嵌入式氢燃料电池车型和克莱斯勒旗下Jeep品牌使用生物柴油的车型。
在随后的讲话中,布什表示:“如果你想减少花在汽油上的钱,就像我想减少国家对进口石油的依赖,那么我们都应该做出理性的选择。
美国“三大”CEO对这一计划给出了全力支持,他们承诺到2012年,美国市场上半数汽车将可以灵活选择汽油、柴油、乙醇或者是混合燃料。
这表面看似乎是一个和谐的局面:通过生物燃料的推广,可以减少美国对进口石油依靠、提高国家能源安全、降低污染;新建生物燃料产业也将带动新的就业;由于乙醇的制造须大量使用玉米等农作物,这也将使美国农业受益。
然而,实际上,这个打着清洁能源旗号的生物燃料计划背后,却隐藏着各种各样脏兮兮的秘密。
与绿色无关
由玉米、小麦、薯类、糖类等农作物生产出来的乙醇、生物柴油受到美国三大汽车公司的追捧,原因真的就在于它们比从石油中提炼出来汽油和柴油更“绿色”?
一项研究结果表明,在不改变汽油机任何参数的情况下,随着乙醇掺混比的增大,汽车尾气中苯的排放量明显降低。尤其当乙醇体积分数为9.826%时,最大降幅接近50%。同时混合燃料燃烧所产生的二氧化碳和氮氧化物含量也有所降低。
但是,这种研究结果对美国汽车企业根本没什么吸引力。它们对生物燃料的热衷根本与它的“绿色”特性无关。
1988年,美国出台一项关于替代燃料的法案,这项法案规定,如果汽车产品能够使用超过10%含量的乙醇或其他替代燃料,那么对其燃油经济性的要求可以相应降低。对于汽车制造商,制造一辆灵活燃料汽车远比提高燃油经济性要简单得多。每辆车只需要平均50美元就能实现使用灵活燃料的目标,而提高一台发动机的燃油经济性花费的成本要几千万美元。
于是产品线中充斥着大排量轿车、皮卡和SUV的美国汽车企业,根本就没有动力去提高燃油经济性,只要简单地使用上灵活燃料技术就可以满足法规要求。
不过,当年出台这项法案的本意并非如此。它建立在一个前提之下,那就是所有拥有灵活燃料汽车的消费者,使用汽油和使用E85(85%乙醇和15%汽油混合燃料)等生物燃料的量各占50%。这种理想情况下,汽油的消耗量的确能有所降低。但实际上,目前能够提供生物燃料的加油站实在太少,而且使用乙醇混合燃料的油耗比单使用汽油要高,因此只有1%的人在使用生物燃料。
这样一来,意在降低石油消耗的法案反而将形势恶化:美国汽车制造商名正言顺地销售燃油经济性不达标的车辆。生产出来的所谓灵活燃料汽车越多,汽油消费量越大,排放出来的温室气体越多。据美国加州大学一项研究表明,如果没有这项法令,所有汽车制造商按照法令规定的燃油经济性要求制造汽车,那么从1998年至今,美国应该少消耗40亿加仑汽油。
“根本就是一个诈骗!”塞拉俱乐部(美国历史最久、最具影响力的民间环保组织)致力于温室气体研究的Dan Becker气愤地表示,“美国汽车制造商根本没有在想到底怎么提高燃油经济性,怎么降低温室气体排放,怎么为消费者省钱,甚至他们都没有在思考在丰田等海外品牌的进攻下到底怎么挽救底特律。”
这项计划不仅仅让不思进取的底特律陷入危机,更可能在其他领域引发新的危机。
乙醇等生物燃料的生产需要大量玉米等农作物作为原料。2006年,美国就有超过20%的玉米产量被用于制造生物燃料,而5年前,这个数字仅仅是3%。虽然美国是世界第一大玉米生产国,但因需求量大增,玉米价格扶摇直上,仅去年一年价格就上涨了80%。
主要生产肉制品的美国泰森食品公司(Tyson Foods)总裁Richard Bond就警告说:“如果生物燃料制造继续提高玉米等农作物价格,那么未来消费者在食品上的花费将大幅上涨。”
按照布什的计划,要用乙醇替代20%的汽油,需要消耗美国50%到80%的玉米产量,这不仅会大幅提高美国粮食价格,世界粮食结构也将因此受到重大影响。
基于目前技术水平,生物燃料的来源可以非常丰富,比如使用油料作物提炼生物柴油,甚至已经有技术可以从牛肉、猪肉脂肪或者饭馆的地沟油中提取生物柴油。
随着玉米价格上涨,这些能源替代形式的成本已远低于乙醇。但是,布什狭隘的能源政策却限制了它们的发展。对于其他形式的替代方案,美国政府在税收和补贴上的优惠都不及乙醇。
“在美国现有条件下,单纯发展乙醇对于温室气体减排和能源安全毫无作用,如果一意孤行地推进,后果将是灾难性的。”Rahul Shendure能源公司市场部副总裁表示,这家公司的一家工厂正在使用动物脂肪生产可再生柴油。
如果将乙醇在生产过程中消耗的能源、其引发的食品涨价以及美国汽车企业无心技术革新等因素计算在内,那么生物能源新政的确是失败的,充其量不过是布什总统在玉米地里的一场梦。这场梦讨好了美国农民,却不一定能减轻美国对进口石油的依赖以及降低饱受国际社会批评的温室气体排放量。
另一种思维
大西洋对岸的欧洲,环保政策远没有美国这么狭隘,其对待替代能源的态度更加务实和宽容。包括生物燃料在内,一切替代能源的发展都本着绿色的原则。
瑞典从2001年开始推广E85乙醇混合燃料,现在已经成为欧洲使用乙醇燃料最为普及的国家,萨博在瑞典80%的销量为能够使用E85的型号。
虽然福特和萨博都为欧洲准备了一系列的灵活燃料车型,但似乎在瑞典以外的其他欧洲国家中大规模推广乙醇燃料并不简单。加油站需要做出改动,新的油罐、加油机和运输车辆都需要大量投资;燃烧乙醇的燃油经济性比汽、柴油低也让消费者无法接受。“如果消费者要多花钱,那他们肯定不买账。”J.D Power分析师Bedwell表示。
所以,欧洲国家正根据各自情况选择清洁能源路径。这其中包括了生物柴油、氢动力、压缩天然气和生物沼气等发展方向。
目前欧盟要求所有燃油中都添加5%的生物燃料成分,以降低尾气中二氧化碳排放值。到2012年,这个比例将达到10%。由于欧盟境内超过50%的汽车使用柴油动力,所以越来越多的投资进入到生物柴油生产领域,所以,生物柴油占据欧盟80%的绿色生物能源生产量。
欧盟的一份报告指出,在现有技术水平和生产规模下,乙醇只有在国际原油价格达到123美元每桶的时候,其价格才具备竞争力,而生物柴油在原油82美元每桶的时候便可以发挥出价格优势。这项报告还提到,下一代的生物燃料将会更多得来自木纤维、农作物秸秆甚至野草。
大众、戴姆勒-克莱斯勒等汽车企业也在积极与壳牌旗下的科林(Choren)等能源企业合作,发展第二代生物燃料。这种燃料在生产过程中消耗的能源更少,其燃烧排放出来的二氧化碳值将比目前的生物燃料降低80%。科林集团已经宣布将在2008年生产20000吨第二代“阳光燃油”。
但是,欧洲汽车企业并没有将生物燃料作为实现环保的救命稻草,它们积极提高燃油经济性的努力才是根本。
宝马在日内瓦车展上发布的Dynamic Efficient技术已经开始被应用到量产车型上,新款的530i在保持270马力功率的前提下百公里油耗仅为7.7升。使用的同样技术的Mini coople百公里油耗仅为7.2升。使用了BlueMotion技术的1.9TDI柴油发动机被装在大众帕萨特B6和奥迪A3上,其百公里油耗都降低到5升左右,而二氧化碳排放值也低至136g/km。法国标致-雪铁龙宣布将在2010年左右推出柴油混合动力系统,使用了该技术的车型将仅比普通车型贵1500欧元,而油耗和二氧化碳排放值都将减半。
这种积极务实的态度,必将使欧洲汽车企业在未来环保技术标准之争中抢占优势。
燃料不能抢粮食
面临越来越大石油进口压力的中国也正在积极推广车用乙醇燃料。从2004年至今,已经有黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北和江苏的部分地区开始使用乙醇含量为10%的燃油(E10)。
目前燃料乙醇主要来自吉林、河南、山东等几个大型乙醇生产基地,产能为105万吨左右。4月初召开的“中国能源的未来——MIT论坛”上,国务院能源领导小组办公室副主任徐锭明表示,到2010年,我国燃料乙醇的年产量可以达到200万吨,到2020将达1000万吨。他同时表示,国家正在制定相关法规政策,规范燃料乙醇的生产,合理推广车用乙醇。
徐锭明对规范燃料乙醇生产的强调,源自去年各地一哄而上的乙醇生产热潮。因为看到燃料乙醇的广阔前景,各地以生物燃料乙醇或非粮生物液体燃料等名目提出的建设意向一度达到千万吨的规模。
这些项目将产生巨大的粮食消耗,很可能危及国家粮食安全。玉米消耗的增长也将导致玉米生产升温,挤压小麦、稻谷的生产,引发粮食品种结构失衡。中国人均粮食拥有量刚突破400公斤,仅为北美人均拥有量的一半,在这种情况下,燃料乙醇生产必须得到控制。因此,去年12月发改委连发《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》两道通知,紧急叫停各地生物乙醇项目,要求“立即暂停核准和备案玉米加工项目,并对在建和拟建项目进行全面清理”。
同时发改委也特批4家燃料乙醇生产企业通过试点方式探索以陈化粮、木薯等为原料生产乙醇,年产能为5万吨左右。除此之外,任何其他形式的燃料乙醇生产都将被叫停。
4月份上海车展,虽然奇瑞等国内企业也推出了多款灵活燃料车型和生物燃料技术,然而在目前中国的情况下,它们并没有实际意义。企业和政府目前最务实的选择应该是迅速启动柴油政策。
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