尽管人们对电动汽车充满热情，并认为电动汽车有可能减少交通运输行业的碳足迹，但2023年的预测显示，在未来几十年里，电动汽车不会取代汽油动力汽车。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的专家说，在可预见的未来，传统车辆可能会主导地面车队，不应轻视纤维素生物燃料。
农业、消费者与环境科学学院(ACES)和可持续发展、能源与环境研究所(iSEE)的研究人员注意到，对纤维素的支持已经减弱，部分原因是围绕土地可用性、原料产量、成本和温室气体(GHG)减排的不确定性。在最近的一项研究中，他们量化了多种原料和政策方案的不确定性，得出的结论是，纤维素原料在几乎所有情况下都优于玉米乙醇，但需要相当大的政策支持来发展和维持该行业。
Madhu Khanna是ACES农业和消费经济系环境经济学特约教授、Alvin H. Baum家族基金主席、iSEE主任，也是美国能源部资助的由高级生物能源和生物产品创新中心(CABBI)领导的研究的资深作者。他说:“多年原料在运输脱碳方面有很多优势。”
“我们需要长期的政策承诺，确保对纤维素生物燃料的需求，以及短期的政策支持，如税收抵免，这可能是基于生物燃料的碳强度。”
CABBI团队开发了一个综合经济学、作物生长信息、土地可用性、炼油过程和碳效益的复杂模型，以比较多种生物燃料原料——玉米、大豆、玉米秸秆、芒草、柳枝稷和能源高粱。该小组预测了2016年至2030年在不同政策情景下的结果。
其中包括“无政策”或基线情景，其中玉米乙醇每年稳定在60亿加仑，玉米乙醇的任务是150亿加仑，玉米+纤维素乙醇的任务是到2030年增加160亿加仑纤维素乙醇(总计310亿加仑)。
考虑到土地利用变化、温室气体排放和社会成本，该模型预测了一切，从乙醇对玉米和原料价格的影响，到每种原料的生产效率最高的地方。最后，纤维素的授权脱颖而出。
“电气化已经引起了很多关注，也有很多政策支持，但改变车队将是一个缓慢的过程。液体生物燃料几乎可以立即为现有的基础设施带来好处。”
“纤维素生物燃料特别有前途，因为它们的单位土地产量很高，至少部分可以在边际土地上种植，这是一种低生产力的土地，可以支持作物而不需要转化，比如休耕地。因此，与使用玉米和大豆作为生物燃料相比，它们的生产与粮食作物的冲突要小得多。”
该小组对量化间接土地利用变化(ILUC)特别感兴趣。卡纳解释说，当生产生物燃料时，土地价格上涨，迫使商品价格上涨。这为非耕地(如草地或森林)转化为耕地创造了动力，但转化会释放储存的碳。
“这造成了可能需要多年才能偿还的‘碳债务’。农作物价格上涨得越多，ILUC效应就越高，整体碳效益就越低。”“尽管我们说纤维素生物燃料不会与粮食生产相冲突，而且碳强度更低，但这方面仍有很多不确定性。”
Khanna说，不确定性的一个主要来源是可用于生产纤维素生物燃料作物的边际土地的数量。
她说:“我们的分析显示，相对较少的边际土地(150万公顷或370万英亩)将被转化为能源作物。”“在玉米乙醇授权方案下，可能转化为农田的边际土地数量的相应估计将大得多，也更不确定，为220万公顷。”
该模型预测，在基准情景下，温室气体排放量将随着时间的推移逐渐上升几个百分点，但到2030年，玉米乙醇和玉米+纤维素的要求分别减少了3%和10.4%的排放量。
相应地，该模型估计玉米+纤维素政策在温室气体减排方面的成本要比玉米乙醇政策低得多，每立方米二氧化碳的成本分别为150美元和233美元。
这些数字构成了分析的另一个主要焦点，即每项政策的经济福利成本。
“当我们强迫消费者为更昂贵的产品买单时，他们的福利就会下降。这是他们的净成本。所以如果有法令规定我们必须消耗160亿加仑的燃料，就会迫使更昂贵的生物燃料进入市场，福利也会下降。但碳排放量也会下降。”
“我们观察了经济福利的变化，以及实施更严格的规定，并将其与温室气体排放的减少进行了比较。然后我们就可以说，每减少一吨碳，要付出多少代价?”
该模型预测，尽管纤维素乙醇的成本远远超过玉米乙醇，但由于额外的碳节约，减少温室气体排放的总体福利成本将随着纤维素的授权而降低。
该研究表明，对纤维素的政策支持不仅对地球有益;这可能对社会有好处。
“即使我们实现了目前的政策目标，即电动汽车在新销量中所占的份额达到50%，但由于销量缓慢，尤其是在全球范围内，电动汽车在总库存中的份额要占据主导地位，还需要几十年的时间。”很大一部分汽车仍将需要液体燃料。使用低碳生物燃料比使用汽油更好，”卡纳说。
“不一定是电动汽车或生物燃料。我们必须采取一种平衡的方法，依靠多种途径来减少交通部门的排放。”
这项研究发表在《欧洲农业经济学评论》杂志上。
更多信息:李媛瑶等，纤维素生物燃料在温室气体减排成本中的不确定性，欧洲农业经济评论(2023)。引文:尽管存在不确定性，纤维素生物燃料仍然是地面运输的胜利(2024,2月22日)检索自2024年2月26日https://techxplore.com/news/2024-02-uncertainties-cellulosic-biofuels-ground.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
