一項新的歐盟條例旨在從2021年開始減少生物燃料對環(huán)境的影響。但是，一位EPFL的科學(xué)家認(rèn)為，我們應(yīng)該更進(jìn)一步，考慮到生物煉制廠生產(chǎn)的所有化合物，而不僅僅是生物燃料。他為此還開發(fā)了一個模型。

“在我的研究中，我想說明計算生物燃料的溫室氣體排放量只說明了問題的一半。我們真正需要做的是量化每一個來自生物提煉廠的產(chǎn)品的排放。”EPFL的EdgardGnansounou教授說，他也是學(xué)校的生物能源和能源規(guī)劃研究小組的負(fù)責(zé)人。為此，Gnansounou開發(fā)了一種復(fù)雜的計算機(jī)模型，該模型在Bioresource技術(shù)中出現(xiàn)。

生物燃料和其他生物量衍生產(chǎn)品已成為替代礦物燃料的可行選擇。但是，如果要真正幫助減少碳排放，他們必須達(dá)到一定的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)一項新的歐盟指令，生物乙醇燃料——由生物物質(zhì)發(fā)酵制成——必須比2021年開始的化石燃料節(jié)省70%的溫室氣體排放量。在瑞士，政府通過了一項法律，要求從2016年8月1日起，生物燃料必須比化石燃料的排放量減少至少40%的溫室氣體排放量。然而，計算生物燃料的溫室氣體總排放量絕非易事。必須考慮到整個加工鏈——不僅僅是生物燃料本身的生產(chǎn)。對于甘蔗來說，這將包括種植和收獲植物產(chǎn)生的排放，將其運輸?shù)缴餆捴茝S，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樯锶剂希⑸a(chǎn)通常作為聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)的其他化合物和動物飼料補充劑。問題是，到目前為止，還沒有計算機(jī)模型來分析每個產(chǎn)品的整個生命周期，并根據(jù)環(huán)境要求得出單一的排放數(shù)字。

一個主要的挑戰(zhàn)是計算生物燃料及其各種聯(lián)合生產(chǎn)的排放量時涉及許多不同的變數(shù)。但是經(jīng)過五年的研究，Gnansounou提出了一個包含了所有各種數(shù)據(jù)的模型。“我通過為每一種不同的產(chǎn)品指定一種環(huán)境要求來解決了在不同的產(chǎn)品之間分配溫室氣體排放的問題。這讓工廠工程師將這些排放與化石燃料等量進(jìn)行了比較，并建立了正確的激勵措施，以使他們的生物提煉廠在經(jīng)濟(jì)上可行。”

Gnansounou的模型是為第二代生物提煉廠設(shè)計的，它們?nèi)匀皇窍鄬^新的——目前全世界僅有五家工廠存在。這些生物提煉廠的優(yōu)勢在于，它們使用的是農(nóng)業(yè)廢棄物(如麥秸)和造林，而不是加工同樣被用作食物的作物。麥秸是Gnansounou專門研究的作物，考慮到用作食物的麥穗和莖，麥秸被生物提煉廠用來生產(chǎn)燃料的生物乙醇、取暖用的沼氣以及化工用的電和苯酚。他還計算了用于種植和收獲小麥的化肥和耕作機(jī)械的排放量，以及該地以前是否曾用于其他作物。一旦他計算出總的溫室氣體排放量數(shù)字，他就用他的模型來將總排放量除以各種聯(lián)合生產(chǎn)。

通過他的研究，Gnansounou希望為有關(guān)生物燃料的政治和經(jīng)濟(jì)辯論帶來一個科學(xué)的視角。“第二代生物煉制廠應(yīng)該取代一些煉油廠，但是工程師仍然沒有一個明確的方法來計算生物燃料的生命周期中的排放量。”他說，“更重要的是，生物提煉廠難以與低油價競爭”——因為生物燃料比化石燃料貴兩到三倍。他總結(jié)說：“政策制定者還沒有完全把握住排放的挑戰(zhàn)，這就是為什么它是一個很好的研究領(lǐng)域。”Gnansounou認(rèn)為，可再生能源工業(yè)過于注重生物燃料的溫室氣體排放，而在氣候政策限制的情況下，應(yīng)更密切地關(guān)注生物提煉廠生產(chǎn)的每一產(chǎn)品的排放。這也將使消費者獲得更多關(guān)于生物量產(chǎn)品可持續(xù)性的信息。Gnansounou計劃繼續(xù)他對其他種類作物的研究，并在第二篇文章中發(fā)表他的發(fā)現(xiàn)。

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