生物燃料作物的挑战

农作物是太阳能工厂

技术上称为“生物质定义 可用于能源开发的非化石生物性有机物质。 权威性在线参考资料与资源 http://www1.eere.energy.gov/biomass 美国能源部能源效率和可再生能源办公室与业内企业、学术机构以及美国国家实验室合作推出了一项生物质计划（Biomass Program），旨在研究生物质原料和转换技术。目的是生产具有成本竞争力的高性能生质燃料、生质产品以及生质能源。”的各种植物原料可以被加工成为生物燃料定义 来源于生物质的燃料。 权威性在线参考资料与资源 http://www.biofuelstp.eu/ 欧洲生质燃料技术平台（European Biofuels Technology Platform）由欧洲委员会提供支持，其宗旨包括：帮助开发具有成本竞争力的世界一流生质燃料技术；促进欧洲生质燃料产业的建立；以及确认实现以上目标所需的研究。。大豆、向日葵、油菜籽、棕榈、椰子果和像麻风树种之类异域植物的提炼植物油可以用来生产生物柴油。玉米、糖用甜菜、甘蔗、柳枝稷、小麦以及其他“纤维”植物原料经过发酵可加工生产乙醇。

在全球，乙醇的应用远远超过了生质柴油定义 是以植物油或动物脂为原料加工提纯的，可用于柴油发动机的长链脂肪酸单烷基脂。它指的是与柴油燃料混合之前的纯燃料。生质柴油混合物以“BXX”来表示，其中“XX ”代表混合物中的生质柴油百分比含量（如：B20 指 20% 生质柴油、80% 石油柴油）。 权威性在线参考资料与资源 http://www.eere.energy.gov/afdc/fuels/biodiesel.html 美国能源部能源效率和可再生能源办公室（Office of Energy Efficiency and Renewable Energy）设有一个代用燃料及先进车辆数据中心（Alternative Fuels and Advanced Vehicles Data Center），该中心拥有所有生物燃料的关键信息。，因为乙醇拥有更多的成熟市场和基本设施作为支持。在美国，乙醇的主要原料是玉米，乙醇已和汽油混合使用多年。

目前在生产和市场运输过程中，化石燃料能源的高消耗使美国以玉米提纯乙醇作为全球变暖和能源安全的解决方案前景黯淡。乙醇生产的部分方案实际上就是依赖煤炭和柴油作为乙醇生产运行能源的。另一方面，巴西以甘蔗为原料的乙醇生产坚持 20 世纪 70 年代石油危机以后逐渐推出的高效生产流程，减少温室气体排放 80％。研究表明：把所有能量消耗、燃油里程数和植物碳吸存量都考虑在内时，生物柴油的效能平均约为石油提纯柴油的 4 倍。乙醇效能约为石油提纯柴油的 2 倍。

生物柴油的生产和应用不仅可减少二氧化碳的排放，而且它不同于石油柴油，还可避免铅、硫或有毒芳烃（像苯、甲苯和二甲苯）物质的排放。在欧洲，柴油技术更为先进和普及，柴油在商用和民用运输方面比美国的发展潜力更大。欧洲的生物柴油生产远远把美国甩在了后面。生物柴油可轻松与传统石油柴油混合使用也许就是其最佳卖点。使用传统柴油机的车辆无需进行任何改装就可使用混合燃料行驶。

在未来十年左右，预计谷类秸秆和玉米秆将成为生物燃料生产的主要原料。目前，粮食和其它淀粉及糖分原料被用于生产“第一代”生物乙醇定义 生质乙醇指生物性乙醇。包含糖分或淀粉并供能量利用的作物分别包括甜菜、甘蔗或玉米和麦类作物、废秸秆、柳树和普通树木、锯屑、草芦、柳枝稷、大米草、洋姜、芒属和高粱属植物。 权威性在线参考资料与资源 http://www.afdc.energy.gov/afdc/ethanol/index.html 美国能源部能源效率和可再生能源办公室（Office of Energy Efficiency and Renewable Energy）设有一个代用燃料及先进车辆数据中心（Alternative Fuels and Advanced Vehicles Data Center），该中心拥有所有生物燃料的关键信息。。不久，以杆草等纤维植物为原料生产“第二代”生物燃料的流程技术将应用到生物提炼企业中。

生物燃料离不开免耕技术和百草枯

作物秸秆并不是无用产品，它们已在作物耕作制度中发挥了重要作用。农田收获后剩下的作物残留有助于防止土壤侵蚀定义 固体物质（土壤、泥浆、岩石及其他颗粒）的移位，其原因通常是向下或顺坡运动造成的流动介质（像风、水或冰）。 权威性在线参考资料与资源 http://soilerosion.net/ 该土壤侵蚀网站（Soil Erosion Site）汇集了有关土壤侵蚀的可靠信息，其来源包括多种学科和资源。它旨在为那些希望更多了解土壤流失和土壤保护的人们提供可靠网络资源。、提供野生动物栖息环境和增加土壤有机物水平。它最终增加了有机物质含量，这对于土壤结构、稳定性和生产能力非常重要。因此，在不久的将来，使用作物残留进行土壤管理和将其作为生物燃料的生物质原料两个方面将出现冲突。

这一两难境地的解决方案就是增加应用免耕种植模式的土地面积。在美国，为了满足本国估计未来达 10 亿多吨的生物质年需求量，人们提议大幅增加免耕种植面积。在生物燃料生产方面，免耕技术有三大优点：

1. 免耕土壤更稳定、更不易遭受侵蚀，使得人们可得到更多秸秆。
2. 免耕技术意味着在作物生产中燃料消耗更少，从而提供更多净生物燃料能源。
3. 部分是因为燃料消耗量更低，但更重要的是因为土壤有机物水平的提高，免耕土壤吸存了大量的二氧化碳——二氧化碳作为温室气体在全球变暖过程中起着重要作用。

因为免耕技术不是通过耕作进行杂草控制，其成功之处在于使用了像百草枯之类的灭草剂。百草枯有许多优点。当需要快速发生药效和药后降水时间时，百草枯是最佳选择。百草枯无土壤残效，它只是通过毁坏幼草生长来尽可能降低土壤侵蚀程度。草根依然完整无损，继续发挥其附着作用。另外，为避免杂草产生耐药性定义 某种植物/杂草遗传到的，能够耐受一种除草剂标准剂量的遗传能力。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weedscience.org/in.asp “除草剂耐药性杂草国际调查”（International Survey of Herbicide Resistant Weeds）旨在对耐药性杂草种类的进化进行检测，并对其影响做出评估。所有已确认新案例均做出列述。，百草枯成为循环灭草剂的必要成分。

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 定义 用于生产生质燃料的作物。目前，像玉米、甜菜籽、油菜和大豆等粮食作物被用来生产生质燃料。在巴西，从甘蔗中直接提取乙醇。印度为了生产生质柴油，大力推广麻风树的种植。油棕是另外一种生质柴油来源。在与碳动力工厂相邻的含盐水池里面可种植能生产生质燃料的藻类植物，以吸收工厂的二氧化碳排放。生质柴油作物更应种植于不利于粮食作物生长的地带（如：边际用地、盐碱地、荒地等），以避免和粮食生产形成不必要竞争。 权威性在线参考资料与资源 http://www.epobio.net/epobio.htm EPOBIO 是欧洲及美国学术和产业合作伙伴联合进行的一个项目，旨在确认植物科学研究的继续投资领域，以期推动作物作为原料在生质燃料及其他生质产品方面的应用。