什么是生物燃料(biofuel)？

生物燃料是由生物质制成的液体燃料，这是一个统称，指农作物、植物残渣、有机废物以及任何来源于活生物体的物质。最常见的生物燃料形式是乙醇和生物柴油。

生物燃料类型

生物燃料可以有不同的形式，这取决于它的**方式和生产材料。

乙醇

乙醇通常由玉米、大麦和高粱等谷物中的糖类制成。乙醇通常被用于汽车和其他传统上使用石油汽油的技术系统中，作为石油衍生汽油的替代品。在美国，几乎所有的天然气中都使用一些乙醇。美国目前使用的乙醇-石油-汽油混合物有两种形式，一种是含10%乙醇（E10）的混合物，另一种是含50-80%乙醇（E85）的混合物。大多数汽油动力汽车可以使用E10汽油。2007或更新型号的汽油动力车辆可以使用E15或15%乙醇的汽油。目前只有弹性燃料汽车可以使用E85汽油。

目前大多数乙醇是由谷物中的植物糖制成的，但目前正在研究是否可以从植物的纤维素部分制成乙醇。这种乙醇被称为纤维素乙醇。

生物柴油

生物柴油是由植物油和动物脂肪制成的。它也可以由食用油脂制成。它被用来代替压燃式发动机中的石油基柴油。如果是柴油发动机，使用生物柴油不需要更换或改装发动机。

生物燃料的利弊

生物燃料作为一种可再生的、绿色的化石燃料替代品得到了推广。另一方面，生物燃料替代石油燃料的实用性和可持续性也面临一些挑战。

赞成的意见

与石油燃料不同，生物燃料通常无毒。此外，它们通常被推广为碳中性燃料源。理由是，由于用于**生物燃料的植物总是再生的，新植物将重新吸收燃烧生物燃料释放到大气中的二氧化碳。推广生物燃料的另一个原因是，如果一个国家有充足的土地种植燃料作物，生物燃料有可能减少对进口石油的依赖，并有助于提高当地的可持续性。

欺骗

尽管有人建议生物燃料可以替代化石燃料，但最近的研究表明，如果不将地球上大部分非城市地表转化为农田，生产生物燃料生产所需的作物，生物燃料产生的能量不足以替代化石燃料。

例如，在一项研究中，人们发现用生物柴油取代5%的柴油消耗量需要将目前60%的大豆农场转化为生物燃料生产。康奈尔大学的研究还表明，生产生物燃料需要更多的能量，而不是最终产品所提供的能量。这使得生物燃料能否像化石燃料一样大规模应用成为一个疑问。此外，生物燃料的使用会造成粮食作物和燃料作物用地之间的竞争。这可能使为一个国家提供足够的燃料并同时养活该国的每个人成为一项挑战。

生物燃料的另一个问题是，并非所有的生物燃料都是碳中和的。最近的研究表明，由谷物制成的生物燃料产生的碳排放量与化石燃料差不多。重新种植用于**生物燃料的作物也不一定能减少碳排放。这是因为新的燃料作物吸收二氧化碳的速度不够快，无法弥补燃烧生物燃料造成的排放。另一方面，利用作物残渣或废物生产的生物燃料往往能减少碳排放。

这些问题并不意味着生物燃料不能使用，但它们确实表明，生物燃料的使用规模和化石燃料一样有限。

化石燃料

化石燃料是从数百万年前死去的生物的残骸中提取出来的燃料。化石燃料包括石油、煤、天然气以及焦油和沥青。化石燃料是不可再生的，因为形成它们的过程需要数百万年的时间，使得它们不可能在人类文明典型的时间尺度上得到补充。

化石燃料类型

化石燃料都是由植物和藻类等原生命物质自然地承受热量和压力而产生的。化石燃料可以以液体、固体和气体的形式出现。

油

石油是一种液态物质，由碳氢化合物组成，而碳氢化合物曾经是生物体的组成部分。通常情况下，石油会在一个可渗透的岩层中发现，比如砂岩或石灰石，上面覆盖着一个不可渗透的岩层，通常是蒸发岩，这将阻止石油逸出。在透水岩层下面是一层页岩。石油来自页岩层。

美国目前是世界上最大的石油消费国。美国最大的石油出口国包括沙特阿拉伯、加拿大、墨西哥和尼日利亚。石油通常是汽油和其他液体化石燃料的来源，用于为陆地车辆和飞机提供动力。它是运输的重要燃料来源。

尽管石油提供了丰富的能源，但它也有明显的缺点。正如最近的石油泄漏所证明的那样，开采方法对自然环境是有害的。此外，众所周知，燃烧石油会将微粒释放到空气中，对人和动物的肺部产生不利影响。此外，石油燃烧还向大气释放大量二氧化碳，导致全球平均气温上升，以对人类文明或许多动植物物种不利的方式改变全球气候。

煤

煤由热和压力产生的固体碳氢化合物组成。煤主要由死植物形成。煤也有几个不同的等级。

煤的前身是泥炭，一种软质有机物质，由腐烂的植物物质制成。如果泥炭受到热和压力的作用，它就会转化为煤。褐煤或褐煤是最低等级的煤。它的碳浓度相对较低，在形成过程中受到的热量和压力相对较低。

次烟煤和烟煤是介于无烟煤（最高煤种）和褐煤之间的煤种。亚烟煤是暗淡的，而烟煤是光泽和光滑的。烟煤也是发电中最常用的煤种。无烟煤含有最高浓度的碳，并受到最大的热量和压力。与其他形式的煤相比，它又硬又脆。

煤炭在工业革命中发挥了非常重要的作用，世界上许多国家都将其作为廉价的能源。煤主要用于发电。目前最大的煤炭生产国是中国，产量占世界煤炭供应量的48%。美国产煤量约占世界的11%，尤其是宾夕法尼亚州、怀俄明州、伊利诺伊州和肯塔基州。

尽管煤可以提供大量电力，但它也是目前使用的对环境危害最大的化石燃料之一。众所周知，煤炭开采会破坏大片植被，并用有毒的矿山废弃物污染河流。燃烧煤炭还会产生汞、二氧化硫和氮氧化物，这些物质会引起酸雨。此外，煤炭大大增加了人类文明产生的二氧化碳排放量。

天然气

天然气主要用于取暖和发电，被认为是一种比其他化石燃料更清洁、相对低碳的替代品。美国是天然气的重要用户和生产国。

燃烧天然气产生的二氧化碳比燃烧石油或煤炭少得多，向大气中释放的污染物也少得多。然而，它仍然是美国29%的碳排放的原因。

生物燃料和化石燃料的相似性

生物燃料和化石燃料都是由曾经有生命的物质制成的。它们也被用来产生热量和电力，以及为世界各地的车辆和发电机提供动力。它们还会产生大量的碳排放，鉴于其对环境的影响，它们继续使用的可持续性值得怀疑。

生物燃料和化石燃料的区别

尽管化石燃料和生物燃料之间有许多相似之处，但也有一些显著的区别，包括以下几点。

• 生物燃料是可再生的，而化石燃料是不可再生的。
• 生物燃料大多是从现代谷物或现代植物的有机残留物中生长出来的，而**化石燃料的生物已经死亡了数百万年。
• 引起肺部**或损害的有毒气体和颗粒物是化石燃料燃烧的副产品，而生物燃料本身一般无毒。
• 化石燃料的使用目前是有争议的，目前许多国家正在作出重大努力，以摆脱化石燃料。另一方面，生物燃料被认为是环保的，而且越来越受欢迎。

生物燃料与化石燃料

总结

生物燃料是由植物和其他有机物转化成液体燃料制成的。生物燃料的种类包括乙醇和生物柴油。除纤维素乙醇外，乙醇一般由谷物制成。生物柴油是由植物油、动物脂肪和用过的食用油脂制成的。乙醇被用来代替汽油，而生物柴油被用来代替柴油。生物燃料通常无毒，可以使一个国家减少对外国进口化石燃料的依赖。另一方面，生物燃料不能提供足够的能量来完全取代化石燃料。生物燃料的使用也造成了粮食作物和燃料作物之间的竞争。此外，在许多情况下，它产生的碳排放量与化石燃料差不多。化石燃料是由数百万年前死亡的生物制成的，这些生物的遗体受到高温和压力的作用。化石燃料被认为是不可再生的，因为它们需要数百万年才能形成。化石燃料和生物燃料的相似之处在于，它们都是由曾经有生命的物质形成的，在燃烧为能源时都会排放二氧化碳。它们的不同之处在于，生物燃料是可再生的，通常无毒，而且是一个正在发展的产业，而化石燃料是不可再生的，通常有明显的有毒副产品，而且是一个正在衰退的产业。