研究发现生物燃料可能促进全球变暖

Biofuels could boost global warming, finds study

生物燃料作物的持续扩种与推广使用事实上可能增加而不是减少了温室气体的排放，这一结论出自由诺贝尔奖获得者化学家Paul Crutzen主持的一项最新研究1。

这是继经济合作与发展组织(OECD)最近发布的一份建议慎重发展生物燃料的报告后发表的又一份相关研究，OECD在那份报告中警告各国不要急于继续大力扶持生物燃料作物，因为它们这样做可能会引发粮食短缺，并破坏生物多样性。

而Crutzen和他的同事则通过计算得出，某些常用来制造生物燃料的作物种植规模的日益扩大，与之前想象的相比，会排放出双倍的烈性温室气体N₂O（氧化亚氮）；这把所有不使用化石燃料带来的收益一扫而光，而且更糟糕的是，这可能会致使全球继续变暖。这项研究将发表于《大气化学和物理》杂志，目前可以供开放评议。

“它的重要性在于生物燃料所带来的期望益处并不像之前想象得那样大，而是比迄今为止人们所认为的更有争议，”爱丁堡大学发表的上述论文的合著者Keith Smith告诉《化学世界》。“我们所要说的是（种植那么多生物燃料作物）很有可能是毫无益处，事实上还在使气候问题变得更糟糕。”

Crutzen因其关于氮氧化合物和臭氧层的研究而闻名遐迩，他拒绝在论文公开发表前发表任何评论，不过他的论文显示，微生物从化肥中把氮转化成N₂O的数量比过去想象的大得多。这一比例大约是3-5%，两倍于IPCC(国际气候变化专门委员会)所采纳的2%这一幅度，后者是世所公认的一个数字。

在欧洲，源于菜籽的生物柴油约占 80%的生物燃料生产的份额，N₂O排放量增加导致的变暖效应估计为节省化石能源二氧化碳排放造成的半冷却效应的1至1.7倍。玉米酒精在美国占据主导地位，这一比例则是0.9至1.5倍。其中只有甘蔗燃料酒精—— 相对升温系数0 .5至0 .9—— 看起来像一个可行的替代常规来源的燃料。

此前一些预测观点认为生物燃料可以减少的温室气体排放量会高达40%2。

全球扫描

IPCC确认的N₂O转换系数是根据植物试验所获得的数据推导出来的，而Crutzen采用了一种不同的方法，他用大气测量数据和冰芯数据计算出大气中N₂O的总量，然后考虑到自然过程对排放量的贡献，减去前工业化时代(化肥使用之前)的N₂O水平，这些过程包括森林中的豆类植物、雷击和燃烧释放的N₂O。

进而，他假定剩余的N₂O都是由使用化肥带来的新固氮过程产生的，再已知全球的施肥量，就可以计算出化肥对N₂O水平的贡献量。 

他的计算结果很可能引发IPCC的反思，Smith说。 “我们应走哪条路，是先核算每个子过程再求和，还是直接用全球数据取得更好的结果？

批评观点

然而很多专家学者对Crutzen的方法持批评态度，美国普林斯顿大学的氮研究人员Simon Donner说他的方法是唯美的，但是没有什么证据能够证明从施过肥的植物中转化的N₂O有3-5%那么高。Donner还说，Crutzen的那个前工业时代N₂O的排放只来源于植物的基本假设“很可能是错误的”。

他给出来的一个原因是，无论如何农民都会在富氮的土地上种植农作物，“我们很可能是通过降低世界上农耕地区的土壤含氮量来间接提高N₂O的‘天然’来源”，他解释道。

另外的专家则对Crutzen在计算过程所选用的数值有争议。德国慕尼黑农业经济与农场管理学院的农学专家Stefan Rauh说，有些农作物变为生物燃料的转化率应该更高，“如果你用另一个系数就会得到一个较小的净气候冷却数值”，他说。

与此同时，OECD也在为最近举行的可持续发展问题圆桌会议准备的报告中质疑第一代生物燃料所带来的益处，并就此得出结论，认为政府应该取消强制性指标。

这份报告的执笔人Richard Doornbosch说，这份报告和Crutzen的研究都突出强调了为生物燃料建立完备的生命周期评价体系的重要性，“如果没有它们，政府的政策就不能明确界定生物燃料与其他燃料之间的界限，这有使问题变得更糟的危险，” Doornbosch如是说。

Zoe Corbyn

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References

1 PJ Crutzen et al, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 2007, 7, 11191
2 J Hill et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 11206 (DOI: 10.1073/pnas.0604600103)