伴随着近年来世界范围内生物燃料持续的发展热潮，质疑之声也逐渐高涨。在刚刚过去的2007年里即有多项研究指出生物燃料可能并非是解决能源问题与气候变化的良药，其中较有代表性的是OECD可持续发展圆桌会议和联合国粮农组织（FAO）的研究报告。进入2008年，仅在短短2个月里又陆续有一些新的研究公诸于众，使得有关生物燃料的争议更趋白热化，本文中将综合讨论其主要内容。

 

笔者认为，随着高油价时代的到来，生物燃料的成本优势将逐渐显现，加之欧、美、日等石油对外依存度较大的国家政策上的全力推动，都将刺激未来一段时期全球生物燃料产能继续扩大，并且极有可能形成新的全球生物燃料原料生产、加工和贸易格局。中国有着丰富的生物质资源，并且是世界第三大燃料乙醇生产国。今后如何更有效利用这些资源来解决经济发展所面临的能源瓶颈问题，同时避免可能遇到的经济、社会与环境问题，这些都需要有正确的、前瞻的战略指导，因此有必要对国际上相关的讨论与研究给予密切的关注。

 

 

2008年1月21日，英国下议院环境审计委员会（Environmental Audit Committee，以下简称EAC）发布了一份研究报告，题为《生物燃料是可持续的吗？》（"Are Biofuels Sustainable?"）【http://www.publications.parliament.uk/pa/cm/cmenvaud.htm】，这个委员会的职能是审查政府部门和非政府公共机构制定的政策和项目计划及其执行情况对环境保护和可持续发展的影响。这份报告是于2007年7月启动的一项调研的结果，目的是检视生物燃料对温室气体（Greenhouse gas,GHG)减排和提高能源安全的作用，探讨其社会、经济和环境影响及对可能产生的负面影响所采取的措施，同时对有关的政策安排进行评价。可以看到，这份报告的研究内容与去年OECD和FAO的报告大体近似，不同的是，EAC主要关注于以农产品为原料的用于交通运输的生物燃料，并不涉及诸如废弃物等其他生物质。

 

EAC的报告承认生物燃料可以减少交通运输领域的GHG排放，而且部分种类的生物燃料是可持续的，然而，报告认为英国政府和欧盟不应为扩大生物燃料利用而设定强制性目标，除非制定有力的可持续标准来防止土地利用变化所造成的损害。报告认为，如果没有采取类似的举措，一味发展生物燃料将导致广泛的环境影响，包括水资源的污染、热带雨林砍伐以及生物多样性的丧失。政府应从更广泛的环境影响考虑出发，在制定生物燃料发展政策时更好地平衡与GHG减排的关系。

 

与OECD报告得出的结论相同，EAC认为对减少GHG排放而言，生物燃料是相对来说代价较高且效用较低的方式。政府完全可以采取其他一系列政策措施来经济有效地实现GHG减排目标并降低环境风险，例如植树造林和恢复生态栖息地。

 

报告提出的主要建议是延缓英国和欧盟生物燃料的发展目标，即到2020年实现生物燃料占交通燃料的10%，并认为政府应致力于可持续的生物燃料利用，例如废植物油，并开发可持续的高效生物燃料技术。

 

报告中提出的主要结论还包括：生物燃料不太可能有助于提高能源安全，因为其生产过程即大大依赖于化石燃料；当前对生物燃料的农业支持是不可持续的，在现有技术条件下发展大规模生物燃料工业很可能导致粮食价格上涨并损害发展中国家的粮食安全。

 

 

EAC的报告直指欧盟的生物燃料政策，很快便遭致欧盟的反驳。报告公布次日，欧盟委员会能源事务专员Andris Piebalgs即发表声明，称委员会强烈反对报告得出的当前生物燃料政策的整体环境效应是负面的结论，相反，欧盟的政策为GHG减排带来了显著的成效。

 

Piebalgs认为，当前只有三种方式可以减少交通领域的GHG排放：从污染模式转向更高效能源利用（例如铁路、短途海运和集体运输）；通过规定每公里碳排放指标发展低耗能交通工具；生物燃料。委员会正在积极推动前两者的进展，但是只有生物燃料是能够在近期内显著减缓交通领域GHG排放的可行方式。这在交通领域的排放增长正在抵消其他领域好不容易取得的减排成果的情况下显得尤其重要。除了对交通领域可持续发展起到的关键作用外，还应该牢记与环境同等重要的另一方面的利益：减少对进口石油的依赖；为贫穷国家的发展提供了机会；并为第二代生物燃料开辟了道路（通过提高生产能力、扩大供应网络、生物燃料汽车等）。

 

Piebalgs还指出，EAC的报告未指出在其他技术如氢能具备市场竞争力之前，生物燃料唯一的替代品只有石油，这种资源在其生产地区会带来严重的环境问题，在其燃烧、分解、运输和提炼过程中会产生大量的CO₂。更不用说飞涨中的油价对经济带来的负面影响，以及产油地区的政治紧张局势和对发展中国家造成的不良影响。

 

对于报告提出生物燃料必须是可持续的，并应有相应的标准和机制来防止有害的土地利用变化，Piebalgs认为欧盟委员会也有同样的看法，这恰恰是为什么欧盟新的可再生能源指令中提出仅鼓励可持续的生物燃料的发展，并且作为指令的关键要素，还设计了一个有力的可持续框架，除土地利用变化外，还可防止破坏热带雨林等其他环境损害。

 

提出不同意见的还有英国农场主组织（NFU）。该组织主席Peter Kendall认为报告的内容不合逻辑且视野狭隘。生物燃料是交通领域中唯一的化石燃料替代品，并可以减少英国交通领域中四分之一的碳排放。固然，生物燃料必须以可持续的方式生产，同时发展更高效的技术，汽车拥有者也应采取其他减少排放的措施，然而，消费者的习惯是很难改变的，EAC报告提到废植物油则早已被充分利用，如果不能尽快采取措施启动生物燃料工业，那么英国将被甩到后面，丧失发展第二代乃至第三代生物燃料的机遇。针对报告中提出的“当前对生物燃料的农业支持是不可持续的”，Kendall指出事实上所有的农业支持措施已经废止，这说明报告结论缺乏事实基础。另外，报告在批评生物燃料占用了生产粮食的土地的同时，又要求将这些土地用于造林和动植物栖息地，说明报告的思维是混乱的。Kendall最后不无轻蔑地说，政府对这份报告该做的事是把它扔进历史的垃圾桶。

 

不过，也许是顾及越来越强大的反对声浪，2月21日，英国交通大臣Ruth Kelly 要求可再生燃料署（Renewable Fuels Agency ，RFA）负责开展一项有关生物燃料经济和环境影响的研究，特别是不同类型生物燃料生产的间接影响【http://www.dft.gov.uk/rfa/】。可再生燃料署是为实施英国新的可再生交通燃料义务法（Renewable Transport Fuel Obligation, RTFO）而专门建立的一个监管性质的非政府公共机构，成立于2007年10月，由交通部提供经费，但独立开展工作。

 

Kelly认为，生物燃料具有减少交通运输对环境影响的潜力，不过，未来生物燃料的发展目标应考虑到最新的有关环境影响的科学证据。他指出，最近证据显示世界农产品需求增长带来了一些间接和转移的影响，由此围绕生物燃料产量快速扩张的风险引起了很多争论，英国政府将认真考虑这一问题，除非是在可持续的基础上得到实现，政府将不会轻易超过可再生交通燃料义务法所预设的目标。

 

英国可再生交通燃料义务法将于2008年4月15日起正式生效，该法规定到2010年生物燃料应占英国市场上销售的所有燃料的5%，该署的主要职责即是监督化石燃料供应商完成这一法定义务，主要方法是对供应商的月度和年度报表进行审计，同时还要审查所使用的生物燃料是否产自可持续的资源。

 

可再生燃料署负责人Ed Gallacher称，对生物燃料市场的影响是多方面的，该署在其审查报告系统中作了全面的考虑。对政府的委托，他们将依据最有力的证据，并与所有相关各方咨询，并将结果公之于众。

 

1月23日，欧盟委员会公布了包括新的促进可再生能源发展指令的一系列提案，新的指令仍然明确了到2020年生物燃料在交通领域中所占份额最少达到10%的目标。然而此前几天，一份只在委员会内部传阅的报告被泄露出来，持反对态度的人士认为，这表明欧盟委员会并未顾及这份由自己组织撰写的报告中对生物燃料可持续问题以及对气候变化贡献的担忧，并有意忽略了报告中提出的建议。

 

这份报告是由欧盟委员会下属的联合研究中心（Joint Research Centre）撰写的工作报告，完成于2007年末。报告采用生命周期评价方法对生物燃料进行了成本-效益研究分析，其结论则是悲观的。

 

报告认为，不断增加的证据表明欧盟10%的生物燃料发展目标很可能无法以可持续的方式实现。数据显示，由可耕地和森林转变为生产生物燃料而引起的间接排放以及欧盟以外食品和饲料生产被代替将抵消欧盟生物燃料利用所得到的效益；认证框架有助于但不能阻止问题的出现。

 

报告指出欧盟10%的生物燃料发展目标将减少其他领域生物质利用所能得到的效益，因为按单位面积土地的减排量计算，其他领域（如发电和供热）的生物质利用较生物燃料可减少更多的GHG排放和化石燃料消耗。根据成本-效益分析，生物燃料在交通领域的利用是缺乏效率的，并可能损害到欧盟可再生能源的总体发展目标（到2020年达到20%）。

 

对就业而言，报告认为期待通过扩大生物燃料生产以增加就业是不现实的，因为由此增加的工作岗位会被其他领域受生物燃料目标影响的工作岗位丧失所抵消，因此对净就业来说其影响微乎其微。

 

报告的结论是，由于付出的代价远大于获益，生物燃料不太可能对GHG减排或是增加就业机会做出任何实质性贡献。为完成10%的目标而对欧盟造成的损失可能达到330-650亿欧元，产生这一结果的概率为80%。

 

这份报告被披露之后，有欧盟官员及一些非政府组织如绿色和平、地球之友等表示了支持。欧盟委员会发言人则解释该报告未公布的原因是尚未经过专家审议，报告内容对有关讨论提供了有益的材料，欧盟将全面审视相关情况，并将制定可持续标准。

 

不过一些组织则发表了不同的观点。欧洲生物乙醇燃料协会（European Bioethanol Fuel Association）秘书长Rob Vierhout认为，报告未经审议之前就没有任何意义。而且，由于联合研究中心是与石油和汽车工业界一同开展这项研究，得出这样的结论也毫不为怪。他同时对生物燃料工业界从一开始便被排斥在外表示不满。考虑到报告泄漏的时机，他认为这是石油工业试图棒杀欧盟生物燃料政策的预谋。

 

欧洲生物柴油理事会（European Biodiesel Board , EBB）发表公开声明，认为欧盟确定的10%生物燃料目标是向前迈出了重要一步。根据原料的不同，生物柴油利用所减少的GHG排放可达到50%-95%。对那些认为生物燃料是一种潜在威胁的似是而非的论调则无须看重，真正的威胁来自于那些成指数增加的由化石燃料导致的CO₂排放。

 

 

当2008年之初欧洲围绕生物燃料的争议如火如荼之时，大西洋彼岸的美国科学家也没有闲着。在2月7日出版的《科学》杂志上，连续刊登了两篇美国学者的研究报告，其一致的结论是改变土地用途来生产基于农作物的生物燃料确实可能导致比燃烧化石燃料更多的GHG排放。

 

这两篇报告分别是普林斯顿大学Timothy Searchinger等人撰写的“Use of U.S. Croplands for Biofuels Increases Greenhouse Gases Through Emissions from Land Use Change”【原文见http://www.sciencemag.org/cgi/rapidpdf/1151861v1.pdf?ijkey=tez0u4J/Uwz06&keytype=ref&siteid=sci】，以及美国自然保护组织“The Nature Conservancy”与明尼苏达大学Joseph Fargione等人撰写的“Land Clearing and the Biofuel Carbon Debt”【原文见http://www.sciencemag.org/cgi/rapidpdf/1152747v1.pdf?ijkey=LQJIMuxCDcFMA&keytype=ref&siteid=sci】。

 

这两篇报告中估计了把森林和草原转变成农田用于生物燃料生产的影响。两项研究都得出结论说，这样的生物燃料带来的碳排放——由生物质分解或者烧荒种地导致——造成了“碳债务”（Carbon Debt），需要使用数十年甚至数个世纪的生物燃料才能补偿这一债务。

 

Searchinger等的报告指出，这一发现否定了生物燃料支持者的主要观点，即由于生物燃料的原料在生长过程中可以吸收碳，那么用生物燃料取代汽油可以抵消GHG排放。然而，这种分析并没有考虑到农民为了更高的价格而将森林和草场转变为耕地，将粮食转化为生物燃料。通过采用一个农业模型计算世界范围内因土地利用变化造成的碳排放，研究者发现玉米制乙醇在未来30年中造成的GHG排放较其所减少的排放将会增加近一倍，且持续达167年之久，而由在美国生长的柳枝稷生产的生物燃料增加的排放为50%。

 

Searchinger等认为，美国和欧洲的生物燃料导致了农作物的价格上升，农民出于经济利益的驱使，自然会导致更多的改变土地用途的行为。这种情形将大多发生在巴西、中国和印度。

 

在美国自然保护协会和明尼苏达大学科学家开展的研究中，他们测算了不同情况下原生植被转化所生成的碳债务及其偿还时间。他们发现把亚马逊雨林转变为大豆制生物柴油需要大约320年才能相对于石油柴油获得“碳效益”。对于在巴西热带草原生产的生物柴油和甘蔗乙醇，这个数字估计分别是37年和17年。

 

研究指出，生物燃料是一种潜在的低碳能源资源，但其减少的碳排放取决于如何生产。像巴西、东南亚和美国那样，将热带雨林、泥炭地、热带草原或草场转化为生产生物燃料将产生碳债务，因为在此过程中释放的GHG数量较其替代化石燃料所减少的数量多达17-420倍。如果生物燃料产自废弃生物质或可长期种植的废弃农田，则很少或没有碳债务产生，且能迅速并持续起到GHG减排作用。因此，作者认为，通过改善农田的生产力，用废生物质、城市废物或者废弃农田上生长的生物质生产生物燃料等都是避免改变土地用途的方法。

 

作者建议，生物燃料生产导致土地利用变化和GHG排放可能因土地所有者在利益驱动下的活动而更为强烈。为了通过市场信号来准确表现碳排放的成本，当务之急的政策方案是将GHG排放扩展到生物燃料的全生命周期，包括其净GHG排放或土地利用变化导致的碳封存。美国最近通过的2007能源独立与安全法案即以化石燃料为基准，规定了生命周期中的GHG减排，并纳入了土地利用变化。对国际社会来说，重要的是在谈判中解决因《京都议定书》于2012年到期后由于生物燃料需求增加而导致的土地利用变化的排放问题。

 

对于这些研究结果，巴西里约热内卢联邦大学教授Roberto Schaeffer认为，为生产生物燃料而导致森林被砍伐当然不是一个好的解决方案。生物燃料只在特定的环境下才能起到作用，如巴西的生物乙醇。但保护森林的前提下增加生物燃料产量是可能的【http://www.scidev.net/content/news/eng/crop-biofuels-create-carbon-debt.cfm】。

 

下表是Searchinger等的报告中对玉米乙醇与汽油在生产和利用周期因土地利用变化因素而产生的GHG排放研究对比结果。

 

燃料来源	原料生产	燃料 提炼	交通利用	净土地利用效应		总CHGs	净CHGs变化 （与汽油相比）
				原料从大气中吸收	土地利用变化
汽油	+4	+15	+72	0	-	+92	-
玉米乙醇	+24	+40	+71	-62	-	+74	-20%
						+135 （不计原料）	+47% （不计原料）
玉米乙醇+土地利用变化						+177	+93%
生物质乙醇						+27	-70%
生物质乙醇+土地利用变化	+10	+9	+71	-62	+111	+138	+50%

 

国际生物燃料公约能实现双赢吗？

 

与上述悲观论调显著不同的是，澳大利亚麦考瑞大学管理研究生院战略管理学教授John Mathews提出了一个新的思路。他在2月20日出版的《生物燃料、生物制品与生物精炼》杂志（Biofuels, Bioproducts and Biorefining）【原文题为“Biofuels, climate change and industrial development: can the tropical South build 2000 biorefineries in the next decade?”，见http://www3.interscience.wiley.com/search/allsearch?mode=viewselected&product=journal&ID=117913704&view_selected.x=40&view_selected.y=8】上撰文，提出由多在北半球的富裕国家和南半球的贫穷国家共同签署一个全球性生物燃料公约“Biopact”，这个公约是一个南北国家间保证市场准入的贸易协定，目的是使生物燃料在有控制和可持续的条件下得以继续扩大。Mathews教授认为这将有助于减少发展中国家的贫困及其能源安全问题。他批评那些以产自发展中国家的生物燃料都是不可持续的并藉此阻挠其出口的做法是“粉饰下的保护主义”。相反，如果作法得当，且能实现较低的能源投入、水资源消耗和人均碳排放水平，热带地区发展中国家的农业仍然得以可持续发展。为实现这一目的，Biopact公约中可以采取相关措施防止砍伐热带雨林用于生物燃料的生产。Mathews教授支持通过维持热带雨林完整从而获得碳排放额度的建议。他还提出未来10年内可在南半球地区投资2400亿美元建设2000座生物精炼厂（国际能源署曾预测到2010年全球化石燃料工业投资将达到4700亿美元）。他还认为，提高能源作物的生产力同样为提高粮食作物生产力创造了条件，这将有利于提高农民收入并防止饥荒。

 

Mathews教授关于南北贫富合作、各司其任的设想和2000座生物精炼厂的宏伟蓝图听上去似乎有些简单化和理想化，而且还是站在发展中国家的立场上说话。但其核心则无非是再一次将资源划分为消费国与供应国两大阵营，发展中国家只要做好提供原料，按发达国家的要求输出燃料就可以了。并且，无论建多少座工厂，从生产技术到投资始终都掌握在发达国家手里。因此从长远来看，这种格局的形成对发展中国家来说未必是一件好事。

 

 

我们必须注意到，尽管围绕生物燃料有着这样那些的争论，且更多地似乎变成了一场博弈的游戏。但制定游戏规则的始终是生物燃料的主要消费者——发达国家。发达国家怎样使国际生物燃料的贸易规则有利于自己？那就是高举可持续性的旗帜，制定相关的标准和规范。近两年来，已经有一些相关国际产业组织和国家开始着手工作。

 

出于建立一个有效运行的全球生物燃料市场的目的，2007年由欧盟发起成立了一个由欧、美、巴西标准制订机构【参与的标准机构分别是美国材料与试验协会（ASTM International）、欧盟标准化委员会（CEN）和巴西技术标准协会（Brazilian Technical Standards Association）】参与的联合专家组，对这些标准组织过去所制定的生物乙醇和生物柴油标准进行了为期半年的比较研究，主要涉及含量、物理特性和污染水平等。2008年2月初，美国、欧盟和巴西政府联合公布了研究报告《生物燃料国际兼容性标准白皮书》【http://ec.europa.eu/energy/res/biofuels_standards/doc/white_paer_icbs_final.pdf】，就不断扩大的生物燃料贸易形势下相应的标准问题进行了分析。

 

白皮书中将现行的这些标准按相似（视为具有兼容性）、有差别（但短期内可调整）和不相容分成了三组，结果发现这三组标准的基础都是共同的，因此对生物燃料贸易阻碍不大。其中涉及生物乙醇的16项规格都是一致的，且除一项外所有规格都可在短期内统一起来。与生物柴油有关规格中有6项是相容的，其他差异则可以通过混合不同种类的生物柴油而得到适应不同地区燃料质量和排放要求的最终产品来消除。

 

由于规格上的差异引致的很多问题源自于不同的测量方式和方法，美国国家标准与技术研究院（U.S. National Institute of Standards and Technology，NIST）和巴西国家计量、标准化和工业质量研究院（National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality，INMETRO）正在联合制定生物乙醇和生物汽油的测量标准，以补充标准制定组织的上述工作。预计2008年的主要工作是编纂认证参考材料来支撑生物燃料的发展与测试，同时研究用于鉴识来源的分析测量方法（即判断其是产自可再生或非可再生资源，以及生物柴油的来源，如大豆、棕榈油、动物性脂肪等）。

 

生物燃料标准的制定将直接影响到这一产业的未来发展以及相关的研发、市场与贸易活动。可以看到发达国家已经走在了前面，中国作为世界主要的生物燃料生产大国，如果最终只能被动地接受“既有的”国际标准，对今后的发展是非常不利的。因此，我国有必要加快符合自身情况的生物燃料产业标准起草修订工作，同时尽早参与国际标准的制定。

 

（作者单位：中国科学院国家科学图书馆武汉分馆）