十年前,当巨额联邦补贴和命令到位时,乙醇似乎是一个好主意,但现在看起来确实是一个非常糟糕的想法。然而,尽管乙醇评论多年来一直很糟糕,但一些知名人物(包括前参议员蒂姆·沃斯(Tim Wirth)和律师C·博伊登·格雷(C.Boyden Gray)在随附的文章中)提出了一种复仇主义观点:乙醇毕竟并没有那么糟糕,我们应该将其与汽油的混合比例从10%大幅提高到30%。正如塞缪尔·约翰逊(Samuel Johnson)在谈到第二次婚姻时所说的那样,这个故事读起来就像是希望战胜了经验。我们在油箱中需要更多而不是更少的乙醇,这一论点的实质与美国环境保护局(U.S.Environmental Protection Agency)即将对奥巴马总统的燃油经济性标准进行中期审查有关,该标准成立于2012年。乙醇支持者说,现在是将乙醇/汽油混合物提高到30%的时候了,因为这将减少有害的颗粒物污染,提高汽油里程,并降低汽油价格。至于增加玉米产量的环境成本,他们争辩说,大大改进的农业方法正在稳步减少玉米田中化学物质和化肥的使用。
Timothy Wirth和C.Boyden Gray写道,环保人士对乙醇的批评是被误导的,而且是完全错误的。事实上,得益于耕作技术的改进,增加美国汽油中玉米乙醇的含量将减少空气污染,降低温室气体排放。多读。
然而,事实是,在美国心脏地带种植玉米仍然会对环境产生重大影响-如果我们在汽油中添加更多乙醇,这种影响只会增加。乙醇含量较高的混合燃料仍然会产生严重的空气污染,降低燃油效率,抬高玉米和其他食品价格,一些汽车制造商对它们对发动机造成的损害持怀疑态度。10年前,种植玉米为我们的汽车提供动力是一个糟糕的想法。在接下来的几十年里,我们对玉米乙醇的依赖将加倍押注于一场失败的赌注。
恢复玉米乙醇的努力与联邦法规-被称为可再生燃料标准(Renewable Fuel Standard)-的明显不足有关,该法规要求每年从玉米和纤维素来源提取的乙醇与汽油混合的数量不断增加,直到2022年。纤维素乙醇本应取代玉米制成的乙醇来满足这一要求,但事实证明这是一个巨大的失望,美国环保署在要求使用纤维素乙醇方面已经后退了一大步。
要继续满足可再生燃料的要求,将需要进一步使用玉米乙醇,这受到所谓的“混合墙”(与当前发动机设计有关的限制)的限制,因为目前可用的大多数乙醇只与汽油混合在10%的水平上。乙醇行业和其他行业正在提议将混合水平提高到30%。如果没有这种混合墙的破裂,可再生燃料标准的强制要求就会陷入困境。然而,目前美国只有不到2%的加油站销售高于10%的乙醇混合物。
笼罩在政治烟雾和特殊利益集团的腐蚀性影响下,乙醇的经济基础在白天是清晰的。有两种价格决定了它的盈利能力:玉米价格和石油价格。玉米价格越高,从喂养动物或制作高果糖玉米糖浆转向蒸馏作为轿车和卡车的酒精燃料的成本就越高。其次,油价越高,乙醇与汽油的混合就越经济。当玉米便宜,油价高时,乙醇利润率就会很高。但当玉米价格上涨,油价下跌时,乙醇利润率持平。
随着乙醇生产在本世纪头十年中期起飞,在联邦和州政府全面补贴的帮助和怂恿下,它咀嚼了如此多的玉米,以至于随着玉米价格在2007年升至创纪录高位,而油价走弱,乙醇生产被吊在了自家的院子里。玉米价格随后回落,因为农民以创纪录的种植来应对高价。今天,油价保持在低位,玉米价格再次走强。尽管最近表现疲软,但玉米价格仍然几乎是2005年水平的两倍,当时乙醇补贴和强制令的主要内容开始到位。
低油价导致乙醇利润率出现可预见的疲软,这使得乙醇的主要倡导者之一阿彻·丹尼尔斯·米德兰(Archer Daniels Midland,ADM)在多年积极寻求补贴后,也重新考虑了其在乙醇投资中的股份。路透和彭博均报导,在原油价格走低的背景下,ADM自2006年以来斥资13亿美元新建两座乙醇工厂,且看到2015年第四季获利下滑后,正在寻找乙醇业务的“战略选择”。
面对这些磨难,修正主义的乙醇叙事做出了一些站不住脚的假设。首先,鉴于美国环保署目前的燃油经济性标准审查,对30%乙醇混合物(E30)的重新评估是及时的,因为它在高性能发动机中的效率可能比10%乙醇混合物(E10)每加仑里程的损失有所改善。
到目前为止,乙醇一直与燃油经济性背道而驰。根据美国能源部的数据,汽车在E10上每加仑行驶的里程通常减少3%到4%,在E15上每加仑减少4%到5%,因为乙醇的汽油含量只有BTU的三分之二左右。E30的倡导者认为,如果高压缩发动机调整为使用这种燃料,并根据EPA规则进行认证,这样的低效就可以克服,使这种发动机更类似于赛车。但这将意味着EPA对E30的进一步监管支持,以确保其可用性。
E30支持者的一个关键论点是,乙醇含量较高的混合燃料将减少对可能对健康产生负面影响的替代燃料添加剂的需求。作为支持,他们引用了与汽油添加剂中芳香烃影响有关的研究,这些汽油添加剂用于提高辛烷值,进而导致二次颗粒物,对人体健康产生影响。毫无疑问,碳氢燃料对健康有负面影响。但乙醇也不例外。斯坦福大学(Stanford University)的马克·雅各布森(Mark Jacobson)估计,到2020年,与汽油相比,“弹性燃料”汽车中的E85燃料可能会使臭氧相关的死亡率、哮喘和住院人数增加4%,而在整个美国和洛杉矶,E85燃料可能会增加9%。
除了有科学证据表明,空气中基于乙醇的颗粒物会导致人死亡和生病,最近的科学分析还将玉米转化为乙醇与蜜蜂数量下降联系在一起,这对依赖这些昆虫授粉的许多其他高价值农作物(杏仁、苹果)具有潜在的灾难性影响。最近的一项研究发现,蜜蜂数量的下降在中西部玉米带和加州中央山谷的集约化农业地区最为严重,这两个地区几乎没有对蜜蜂生存如此重要的开花物种,如黄花。“这些结果,”该研究指出,“强化了最近的证据,即生物燃料生产中对玉米的需求增加,加剧了对玉米种植区自然栖息地的威胁。”
环境工作组的艾米丽·卡西迪写道,从E10迁移到E30将意味着“更多的碳排放,更多的有毒污染物进入饮用水,更多的有毒藻类繁殖,以及中西部居民更高的水费。”在加州空气资源委员会(California Air Resources Board)2009年对乙醇的全面气候影响进行评估期间,对乙醇在气候辩论中的作用进行了预览。这是首批考虑扩大作物种植和砍伐森林以满足生物燃料需求的间接土地利用影响的评估之一。
乙醇需求对玉米价格没有影响,这对经济学家来说将是记录其持续关键作用的新闻。
虽然对气候的总体影响仍然不确定,但没有明确的证据表明乙醇是解决方案的一部分,而不是问题的一部分。如果说有什么不同的话,那就是一项关于全球气候的九种能源的排名发现,在气候、空气污染、土地利用、野生动物破坏和化学废物方面,纤维素和玉米乙醇(E85)在九种技术中排名最后。
第三,E30混合物的支持者认为,由于农业生产率的提高,用于乙醇的玉米-现在约占美国玉米产量的30%至40%-不再对食品价格构成威胁,而且无论如何,美国玉米主要是用来喂养牲畜的。关于牲畜的那部分是绝对正确的。然而,尽管蒸馏成乙醇的玉米产品的一部分可以回收用于动物饲料,但这并不意味着直接可用于饲料的玉米没有减少,因为将近30%到40%的玉米分配到乙醇中。从2012年到2016年,肉类动物平均消耗了美国玉米作物的38%,与用于乙醇的大致相同。如果乙醇的比例提高到百分之三十,有没有人真的认为玉米喂养的鸡肉、鸡蛋、猪肉、牛肉和牛奶的价格不会受到影响?
乙醇需求对玉米价格没有影响的想法将成为经济学家记录其持续关键作用的新闻。加州大学伯克利分校(University Of California At Berkeley)的农业经济学家布莱恩·赖特(Brian Wright)指出,自2005-2007年乙醇强制令以来,实际玉米价格几乎翻了一番。他写道:“按照农业政策变化的标准,用于运输燃料的谷物和油籽生物燃料的引入是突然的,对供需平衡的影响是戏剧性的。”
E30的倡导者最近似乎有了一个新的发现:保护性耕作正在将玉米种植变成一个“碳汇”,现在几乎三分之二的美国农田都在进行保护性耕作。来自玉米地带的现实检验:保护性耕作已经进行了40多年,与过去侵蚀性的露天耕作相比,已经显示出真正的环境改善。但至于玉米田的使用程度,美国农业部在2015年报告称,2010-11年度,美国玉米种植面积略高于30%,大部分在玉米带以外,这一比例低于大豆、小麦,甚至是极具侵蚀性的棉花。
乙醇销量实际上预计将下降,从1350亿加仑下降到2022年的1250亿加仑。
对玉米的乙醇需求也导致了联邦保护储备计划(CRP)中大量英亩的撤退,这些土地之所以停产,正是因为它们非常容易受到侵蚀。
然后是车辆发动机效率的问题。这里,E30的论点得到了橡树岭国家实验室最近的实验工作的支持,该工作表明,E30增加的扭矩为较小的专用发动机提供了更多动力,从而实现了与当前E10燃料大致相当的每加仑里程数。假设发动机设计可以创新,E30可以广泛使用,就有可能克服消费者群体和汽车行业对乙醇的集中抵触-用梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)工程师的话说,让“狗像狗粮一样”。然而,到目前为止,狗对乙醇的胃口一直很弱。
根据2014年国会预算办公室(Congressional Budget Office)的一份报告,乙醇销量实际上预计将下降,从1350亿加仑下降到2022年的1250亿加仑,这是乙醇行业迫切需要采用更高混合水平的原因之一。美国汽车协会(AAA)反对将乙醇混合比例提高到15%,指出这可能会导致发动机加速磨损和故障,以及燃料系统损坏。
由于这一原因和其他一系列原因,推动大幅提高玉米乙醇的使用来为我们的汽车提供动力是极其不明智的。正如美国利益集团在谈到可再生燃料标准和推动E30时指出的那样,“很少有一项政策能为这么多不同的股东群体提供这么少的东西。在这方面,“可再生燃料标准”(Renewable Fuels Standard)或许有一些令人印象深刻的地方:它发现了难以捉摸的政策酸点。“