研究表明,玉米乙醇并不比燃烧汽油更好,也可能更糟

2022-02-19 19:24:10

十多年来,美国一直将乙醇与汽油混合,试图减少化石燃料汽车和卡车产生的总体碳污染。但一项新的研究表明,这种做法可能无法实现其目标。事实上,燃烧美国主要来源玉米制成的乙醇对气候的影响可能比仅仅燃烧汽油更糟糕。

玉米推动了对土地和肥料的需求,远远高于此前的评估估计。加在一起,额外的土地和肥料增加了乙醇的碳足迹,使从种子到储罐的整个生命周期温室气体排放量高于汽油。一些研究人员预测这可能会发生,但这篇新论文全面回顾了该政策的实际结果。

支持者长期以来一直认为,以玉米为基础的乙醇可以增加农场收入,同时提供国内可再生液体燃料来源,而批评者则表示,它作为一种减碳汽油添加剂的地位有赖于可疑的会计核算。根据这项新研究,双方可能都是对的。

乙醇作为燃料在美国一直存在争议。它从2006年开始在全国范围内添加到汽油中,自联邦可再生燃料标准(RFS)颁布以来,这一数量逐年增加。RFS是2005年两党能源政策法案中的一个关键条款,由乔治·W·布什总统签署成为法律。如今,美国销售的大多数汽油中含有10%的乙醇,该国约三分之一的玉米作物用于生产这种燃料。该研究的作者指出,虽然其他来源(包括从纤维素中提取的乙醇)也符合条件,“大多数RFS生物燃料生产都来自传统的玉米乙醇。”。

研究人员从多个角度研究了这个问题,包括研究种植玉米需要多少额外的土地、使用了多少额外的肥料、两者的结合对水质的影响,以及作物价格如何随着RFS而变化。该团队研究了2008年——要求该标准的法律通过后的一年——到2016年之间的这些变化。

该法首次实施时,玉米乙醇几乎没有资格纳入RFS计划。在最初的监管影响分析中,美国土地使用变化的排放量预计将略有下降,而国外的排放量预计将大幅上升。(由于全球作物市场的供需变化,预计国际产量会增加。)

研究人员写道:“为了遵守该政策的温室气体减排目标,RFS要求传统可再生燃料产生的生命周期温室气体比汽油至少节约20%。”。“该政策颁布后,监管分析预测,到2022年,玉米乙醇生产的生命周期排放量将刚刚超过20%的阈值,即使将[新农田]的排放量包括在内。”

但这项新研究表示,由于新农田被耕种,旧农田没有被退耕,美国土地使用变化和化肥使用产生的排放量增加了近50%,超过了监管分析的估计值,这使得玉米乙醇几乎不合格。研究人员发现,为了应对新的需求,农民们额外耕种了280万公顷(690万英亩)的玉米,如果不是这样的话,这些玉米本可以单独耕种,增加了8.7%。由于玉米生长需要大量养分,肥料的使用量激增了3-8%。

犁下额外的土地释放了大量的碳,足以将对玉米乙醇的评估从碳负燃料转变为碳排放燃料。最大的下降发生在新农田释放了储存在土壤和植被中的碳,包括活植物的根系。农民也不太可能进入保护区项目,该项目向农民支付费用,让他们在未使用的农田上种植多年生植被。

施用化肥后,它会释放出大量的一氧化二氮,这是一种强大的温室气体,在100年的时间里,使大气变暖的程度是等量二氧化碳的300倍。研究人员对这种肥料的碳影响的估计可能也很低,因为作者没有计算制造过程释放了多少额外的污染,也没有计算下游河道水质恶化释放更多温室气体的程度。