全球生物燃料联盟倡议面临的挑战及其可行性

数日前，在印度新德里举行的二十国集团（G20）峰会上，印度发起了成立全球生物燃料联盟的倡议，以促进清洁燃料的使用。除印度之外，该联盟的创始国还包括美国和巴西。这一全球联盟预计将通过促进生物燃料贸易，帮助加快实现零排放的目标。

生物燃料是指从植物、草、秸秆等有机来源中提取的一种燃料，可被用作化石燃料（石油、天然气和煤炭）的替代品。

生物燃料是清洁和可持续能源系统的一部分。有机生物质经过加工可生产多种固体、液体和气体形式的燃料，其中最重要的是生物柴油和生物汽油——它们可被用于驱动汽车和公交车的发动机并发电。

生产液体生物燃料的最重要的农作物，是那些含有糖或淀粉的农作物，例如玉米、小麦和甘蔗。此外，还可使用一些其他油分含量较高的农作物，例如大豆、向日葵等等。

生物柴油与生物汽油

生物柴油是由一些植物油制成的，例如菜籽油、棕榈油、芥子油和大豆油。由于这些植物生长迅速，可被广泛用作主要的生产来源。这种生物柴油无需任何添加剂，可直接替代传统柴油。

生物汽油则是由多种有机材料制成的，例如玉米、小麦、甘蔗、海藻和纤维素，许多植物部分的主要成分是从农业废料和造纸残留物中获取的，但是制造过程的最佳来源是甘蔗。因为它含有糖分，会在发酵后变成酒精。

然而，生物汽油并不能直接替代普通汽油，而且很少单独用作燃料，因为它需要对汽油发动机进行根本性的改造，或者与常规汽油按特定比例混合才能用于发动机。在包装说明中的字母“E”后面往往跟着一个数字，以提示产品中生物汽油与常规汽油的比例。

生物燃料产业的代际发展

过去几十年来，生物燃料产业得到了技术发展，其生产来源已经多样化，并出现了4代技术。

• 第一代：使用植物的种子和果实来生产生物燃料，例如玉米、小麦、大豆、甘蔗、油菜、大麦等等。使用农作物生产燃料遭到了全球抗议和广泛反对，因为其生产是以牺牲全球粮食篮子为代价的，并导致分配用于粮食生产的大部分农业用地转变为生物燃料作物，进而造成这些国家的粮食和植物油价格大幅上涨。
• 第二代：利用植物废弃物，例如麦秆、玉米、锯末、干草等等。虽然利用农业废弃物生产燃料比利用农业粮食作物好，但它仍剥夺了牲畜的饲料和土壤肥料——这些废物可作为有机肥料而加强土壤肥力。
• 第三代：使用藻类来生产生物燃料。全球对由藻类生产的第三代生物燃料的重视有所增加，因为它们不会与供人类消费的植物油和农作物竞争。此外，藻类养殖不会以牺牲农业用地为代价，也不会影响淡水资源，而是使用海水或者经过处理的水来养殖的。
• 第四代：制造生物燃料的最新全球趋势，它依赖于对一种细菌进行基因改造，从而使其能够利用二氧化碳气体来生产燃料。

生物燃料的经济效益

生物燃料是石油及其衍生物的替代来源，并可有效减少温室气体排放。种植农作物生产生物燃料可增加农民收入，并通过合理、均衡的生产来为实现粮食安全作出贡献。此外，生物燃料产业还可在研发、工程和农业领域内创造就业机会。

然而，目前的行业状况对满足世界能源需求的贡献相当有限，例如，在2021年，全球石油产量为9030万桶/日，而全球各类生物燃料产量却仅为223万桶当量/日，即2.43%。

美国在全球生物燃料生产中处于领先地位，其次是巴西和印度尼西亚，而全球生物燃料联盟倡议的发出者印度，却只在全球主要生物燃料生产国中排名第七。

目前，约有80个国家制定了将液体生物燃料与传统燃料混合的立法。2020年油价的下跌，以及因新冠疫情而导致的政府优先事项的变化，导致人们对生物燃料的兴趣不断增加，尽管其价格自2020年来已经翻倍，而这是由于俄罗斯对乌克兰的战争以及全球农作物生产面临的其他障碍所导致的原材料费用和能源开销上涨。

在2022年上半年，第一代和第二代生物燃料（占到生物燃料总产量的90%）的价格平均达到了每桶当量270美元的水平，根据国际能源机构的数据，这一价格比同期美国加油站常规汽油的平均价格高出近70美元。此外，自2020年以来，第三代和第四代生物燃料的价格也上涨了70%，目前其平均价格保持在每桶当量350至400美元之间。

主要挑战

或许扩大生物燃料生产面临的最大挑战在于，如果这些农作物的生产是用于出口目的，那么粮食安全就会受到威胁，或者收入会出现下降。正如巴西在试验之初所发生的那样。此外，这还需要将农业用地从生产粮食作物转变为生产生物燃料作物的田地，从而会导致全球农业多样性的不平衡，并且由于需要大面积的土地而开发许多的森林和自然保护区。

此外，由于生物燃料的生产成本高昂，并且超过了太阳能和风能等替代能源，从而使该行业面临巨大的障碍，使之与传统替代能源的竞争变得非常艰难。例如，印度寻求在未来几年内通过建设和运营12座设施来提高产能，以利用植物残渣来生产第二代生物燃料，而印度石油和天然气部门的官方网站显示，仅仅建造这些设施的成本就高达1400亿卢比（约合16亿美元），此外还需要投入和运营成本。

而在巴西和美国，则可将生产一升生物柴油和传统柴油的成本以美元的形式进行比较，从而可以显示出市场对传统柴油的偏好，具体情况如下图所示：

未来的趋势

我们必须考虑的最重要的一点，就是生物燃料的未来预期以及它们在与石油及其衍生物和可持续能源替代产品的竞争中即将发挥的作用。在国际能源机构去年发布的《世界能源报告》中，预测到2050年之际，各类生物燃料的产量将会达到近530万桶当量/日。这只是一项小小的贡献，不会威胁到传统燃料的宝座，尤其是随着使用电动汽车的倾向不断增加，而在发电的问题上，像太阳能、风能等可持续替代产业仍有更大的机会得到发展。

为使生物燃料对全球能源市场作出更大的贡献，国际生物燃料联盟将在政府补贴、税收优惠、激励措施、保护措施等方面提供哪些优势还有待公布，因为如果没有这些支持，那么这类燃料（尤其是第三代和第四代生物燃料）就将因生产成本较高而无法与传统燃料开展大规模的竞争。