虽然深受中西部农民的欢迎，并且长期以来被誉为进口石油的环保替代品，但一项新的研究发现，由玉米制成的乙醇实际上并没有减少温室气体排放。
但威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员表示，麦迪逊的实验室正在开发本土替代品。
根据上周在美国国家科学院院刊上发表的论文，几乎占美国所有生物燃料的玉米基乙醇并没有真正减少温室气体排放，而且可能使气候变化甚至比简单地燃烧化石燃料还要糟糕。科学。
虽然对一些科学家来说并不奇怪，但这些发现代表了对国家 15 年历史的可再生燃料任务的第一次实证分析，并且可以为关于未来应该支持哪些类型的替代燃料的辩论提供信息。
相反，作者建议，政府应该鼓励使用来自非食用植物的燃料，例如将碳捕获在地下的草，保持表层土壤在适当的位置，并且不需要化学肥料。
“它基本上重申了许多人的怀疑，”威斯康星大学麦迪逊分校大湖生物能源研究中心的科学家、该论文的主要作者泰勒·拉克说。“玉米乙醇不是气候友好型燃料，我们需要加速向更好的可再生燃料转变。”
为了减少温室气体排放和对进口石油的依赖，国会于 2005 年首次颁布并于 2007 年进行了扩展，可再生燃料标准要求运输燃料中含有最少数量的可再生燃料。
虽然法律要求增加使用“先进”生物燃料，但几乎所有使用的可再生燃料都是以玉米为基础的乙醇，环境保护署估计，与汽油相比，这种乙醇可以减少 20% 的温室气体排放。
这是可再生燃料标准规定特定生物燃料量的最后一年。展望未来，EPA 将接手确定需要多少和哪些类型的生物燃料。
“这是决定这项政策——以及我们的前景——应该向前发展的关键时刻，”拉克说。
大约五年前，Lark 和威斯康星大学麦迪逊分校的地理学家 Holly Gibbs 组建了一个由经济学家、农学家和其他研究人员组成的团队，以评估 EPA 碳足迹估计的准确性。
“这真的是我们第一次进行回顾性实证分析，”拉克说。“我们能够更清楚地估计发生的事情与会发生的事情。”
他们发现，在采用可再生燃料标准后的 15 年里，可再生燃料标准将玉米价格推高了约 30%，导致农民种植更多的玉米——通常是在牧场和其他边际土地上——并施用更多的肥料。
研究发现，这些景观变化释放的碳抵消了尾气排放的任何减少，实际上可能比简单地燃烧化石燃料产生更多的温室气体。这还不包括来自制造更多化肥的上游碳排放。
拉克说：“任何时候你在耕种多年生草原时，都会在景观中封存碳……你会从土壤中将大量碳排放回大气中，”拉克说。“这些排放量在抵消乙醇的净收益方面发挥了非常重要的作用。”
乙醇贸易组织称这些发现“完全是虚构和错误的”，同时指出一项由行业资助的研究发现乙醇的碳强度不到汽油的一半。
威斯康星州生物燃料协会主席 Erik Huschitt 说：“我们自己的赠地大学如此严重地错过了目标，这真是令人失望。”
可再生燃料协会指出，自乙醇法案通过以来，美国总耕地面积有所减少。
但这并不意味着农民没有种植更多的玉米。即使一些田地因城市扩张而消失，农民也在耕种草地，将碳排放到大气中。
“对于人们来说，重要的是要考虑在没有玉米乙醇开发和可再生燃料标准的情况下会发生什么，”拉克说。
Lark 的团队发现，在 2008 年至 2016 年期间，近 500 万英亩的自然土地恢复生产，农民种植的玉米比没有乙醇规定造成的经济压力多出约 700 万英亩。
影响不仅限于大气。
这些额外的玉米地需要多 8% 的肥料，这导致更多的磷从土地上冲走，导致藻类大量繁殖和水生死区，以及更多的硝酸盐渗入地下水。
威斯康星州卫生服务部估计，至少十分之一的私人水井含有高浓度的硝酸盐，这对孕妇和婴儿来说尤其危险。
虽然乙醇指令提振了玉米价格，但 Lark 表示，这也导致奶农的饲料和租金成本上升。
“对一种商品作物和利益集团有利的事情往往会为其他人付出代价，”拉克说。“通常是最大的农业综合企业能够利用，而较小的农业综合企业则被挤出市场。”
Lark 认为，要真正减少温室气体排放，可再生燃料标准应鼓励开发“下一代生物燃料”，这些“下一代生物燃料”由在不太适合传统农业的土地上种植的原生草和其他非食用植物制成。
麦迪逊五大湖生物能源研究中心的数百名研究人员正在努力实现这一目标。
GLBRC 于 2007 年在美国能源部的资助下成立，是一个跨学科研究中心，专注于经济可行和环境可持续的生物燃料和其他产品。
该中心的研究人员正在努力开发将柳枝稷、高粱和杨树等植物转化为酒精基化学品的方法，这些化学品可以为汽车、卡车和飞机发动机以及塑料和尼龙等目前从石油中提取的产品提供燃料。
“我们正在使用能源作物——专门种植用于制造运输燃料和化学品的作物，”该中心的微生物学家蒂姆·多诺霍 (Tim Donohue) 说。“这些作物没有在目前用于生产粮食的土地上种植。”
凭借深厚的根系，原生草能够将土壤固定在适当的位置，并实际上从空气中吸收碳并将其困在地下。而且因为它们是多年生植物，一旦作物长成，就不必每年重新种植和施肥。
该中心已获得数百项专利和许可，并分拆了五家初创公司，其中包括一家位于麦迪逊的公司，其植物燃料最近为商业航空公司的试飞提供了动力。
但多诺霍表示，商业规模的生产可能至少需要五年时间，因为先进的生物燃料精炼厂的建造成本可能高达 4 亿美元。
尽管产生了意想不到的后果，Lark 表示，可再生燃料标准证明了用植物燃料替代石油是可能的，为更环保的替代品奠定了基础。
“玉米乙醇最初是一种成熟的技术，并且可能起到了很好的作用，作为我们如何将可再生燃料混合到我们的运输燃料供应中的一个例子，”拉克说。“这确实可以为我们如何使用这些下一代燃料和其他对气候更友好的替代品树立一个榜样。”
