什麼是生物燃料(biofuel)？

生物燃料是由生物質製成的液體燃料，這是一個統稱，指農作物、植物殘渣、有機廢物以及任何來源於活生物體的物質。最常見的生物燃料形式是乙醇和生物柴油。

生物燃料型別

生物燃料可以有不同的形式，這取決於它的**方式和生產材料。

乙醇

乙醇通常由玉米、大麥和高粱等穀物中的糖類製成。乙醇通常被用於汽車和其他傳統上使用石油汽油的技術系統中，作為石油衍生汽油的替代品。在美國，幾乎所有的天然氣中都使用一些乙醇。美國目前使用的乙醇-石油-汽油混合物有兩種形式，一種是含10%乙醇（E10）的混合物，另一種是含50-80%乙醇（E85）的混合物。大多數汽油動力汽車可以使用E10汽油。2007或更新型號的汽油動力車輛可以使用E15或15%乙醇的汽油。目前只有彈性燃料汽車可以使用E85汽油。

目前大多數乙醇是由穀物中的植物糖製成的，但目前正在研究是否可以從植物的纖維素部分製成乙醇。這種乙醇被稱為纖維素乙醇。

生物柴油

生物柴油是由植物油和動物脂肪製成的。它也可以由食用油脂製成。它被用來代替壓燃式發動機中的石油基柴油。如果是柴油發動機，使用生物柴油不需要更換或改裝發動機。

生物燃料的利弊

生物燃料作為一種可再生的、綠色的化石燃料替代品得到了推廣。另一方面，生物燃料替代石油燃料的實用性和可持續性也面臨一些挑戰。

贊成的意見

與石油燃料不同，生物燃料通常無毒。此外，它們通常被推廣為碳中性燃料源。理由是，由於用於**生物燃料的植物總是再生的，新植物將重新吸收燃燒生物燃料釋放到大氣中的二氧化碳。推廣生物燃料的另一個原因是，如果一個國家有充足的土地種植燃料作物，生物燃料有可能減少對進口石油的依賴，並有助於提高當地的可持續性。

欺騙

儘管有人建議生物燃料可以替代化石燃料，但最近的研究表明，如果不將地球上大部分非城市地表轉化為農田，生產生物燃料生產所需的作物，生物燃料產生的能量不足以替代化石燃料。

例如，在一項研究中，人們發現用生物柴油取代5%的柴油消耗量需要將目前60%的大豆農場轉化為生物燃料生產。康奈爾大學的研究還表明，生產生物燃料需要更多的能量，而不是最終產品所提供的能量。這使得生物燃料能否像化石燃料一樣大規模應用成為一個疑問。此外，生物燃料的使用會造成糧食作物和燃料作物用地之間的競爭。這可能使為一個國家提供足夠的燃料並同時養活該國的每個人成為一項挑戰。

生物燃料的另一個問題是，並非所有的生物燃料都是碳中和的。最近的研究表明，由穀物製成的生物燃料產生的碳排放量與化石燃料差不多。重新種植用於**生物燃料的作物也不一定能減少碳排放。這是因為新的燃料作物吸收二氧化碳的速度不夠快，無法彌補燃燒生物燃料造成的排放。另一方面，利用作物殘渣或廢物生產的生物燃料往往能減少碳排放。

這些問題並不意味著生物燃料不能使用，但它們確實表明，生物燃料的使用規模和化石燃料一樣有限。

化石燃料

化石燃料是從數百萬年前死去的生物的殘骸中提取出來的燃料。化石燃料包括石油、煤、天然氣以及焦油和瀝青。化石燃料是不可再生的，因為形成它們的過程需要數百萬年的時間，使得它們不可能在人類文明典型的時間尺度上得到補充。

化石燃料型別

化石燃料都是由植物和藻類等原生命物質自然地承受熱量和壓力而產生的。化石燃料可以以液體、固體和氣體的形式出現。

油

石油是一種液態物質，由碳氫化合物組成，而碳氫化合物曾經是生物體的組成部分。通常情況下，石油會在一個可滲透的巖層中發現，比如砂岩或石灰石，上面覆蓋著一個不可滲透的巖層，通常是蒸發巖，這將阻止石油逸出。在透水巖層下麵是一層頁巖。石油來自頁巖層。

美國目前是世界上最大的石油消費國。美國最大的石油出口國包括沙烏地阿拉伯、加拿大、墨西哥和奈及利亞。石油通常是汽油和其他液體化石燃料的來源，用於為陸地車輛和飛機提供動力。它是運輸的重要燃料來源。

儘管石油提供了豐富的能源，但它也有明顯的缺點。正如最近的石油洩漏所證明的那樣，開採方法對自然環境是有害的。此外，眾所周知，燃燒石油會將微粒釋放到空氣中，對人和動物的肺部產生不利影響。此外，石油燃燒還向大氣釋放大量二氧化碳，導致全球平均氣溫上升，以對人類文明或許多動植物物種不利的方式改變全球氣候。

煤

煤由熱和壓力產生的固體碳氫化合物組成。煤主要由死植物形成。煤也有幾個不同的等級。

煤的前身是泥炭，一種軟質有機物質，由腐爛的植物物質製成。如果泥炭受到熱和壓力的作用，它就會轉化為煤。褐煤或褐煤是最低等級的煤。它的碳濃度相對較低，在形成過程中受到的熱量和壓力相對較低。

次煙煤和煙煤是介於無煙煤（最高煤種）和褐煤之間的煤種。亞煙煤是暗淡的，而煙煤是光澤和光滑的。煙煤也是發電中最常用的煤種。無煙煤含有最高濃度的碳，並受到最大的熱量和壓力。與其他形式的煤相比，它又硬又脆。

煤炭在工業革命中發揮了非常重要的作用，世界上許多國家都將其作為廉價的能源。煤主要用於發電。目前最大的煤炭生產國是中國，產量佔世界煤炭供應量的48%。美國產煤量約佔世界的11%，尤其是賓夕法尼亞州、懷俄明州、伊利諾伊州和肯塔基州。

儘管煤可以提供大量電力，但它也是目前使用的對環境危害最大的化石燃料之一。眾所周知，煤炭開採會破壞大片植被，並用有毒的礦山廢棄物汙染河流。燃燒煤炭還會產生汞、二氧化硫和氮氧化物，這些物質會引起酸雨。此外，煤炭大大增加了人類文明產生的二氧化碳排放量。

天然氣

天然氣主要用於取暖和發電，被認為是一種比其他化石燃料更清潔、相對低碳的替代品。美國是天然氣的重要使用者和生產國。

燃燒天然氣產生的二氧化碳比燃燒石油或煤炭少得多，向大氣中釋放的汙染物也少得多。然而，它仍然是美國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經有生命的物質製成的。它們也被用來產生熱量和電力，以及為世界各地的車輛和發電機提供動力。它們還會產生大量的碳排放，鑒於其對環境的影響，它們繼續使用的可持續性值得懷疑。

生物燃料和化石燃料的區別

儘管化石燃料和生物燃料之間有許多相似之處，但也有一些顯著的區別，包括以下幾點。

• 生物燃料是可再生的，而化石燃料是不可再生的。
• 生物燃料大多是從現代穀物或現代植物的有機殘留物中生長出來的，而**化石燃料的生物已經死亡了數百萬年。
• 引起肺部**或損害的有毒氣體和顆粒物是化石燃料燃燒的副產品，而生物燃料本身一般無毒。
• 化石燃料的使用目前是有爭議的，目前許多國家正在作出重大努力，以擺脫化石燃料。另一方面，生物燃料被認為是環保的，而且越來越受歡迎。

生物燃料與化石燃料

總結

生物燃料是由植物和其他有機物轉化成液體燃料製成的。生物燃料的種類包括乙醇和生物柴油。除纖維素乙醇外，乙醇一般由穀物製成。生物柴油是由植物油、動物脂肪和用過的食用油脂製成的。乙醇被用來代替汽油，而生物柴油被用來代替柴油。生物燃料通常無毒，可以使一個國家減少對外國進口化石燃料的依賴。另一方面，生物燃料不能提供足夠的能量來完全取代化石燃料。生物燃料的使用也造成了糧食作物和燃料作物之間的競爭。此外，在許多情況下，它產生的碳排放量與化石燃料差不多。化石燃料是由數百萬年前死亡的生物製成的，這些生物的遺體受到高溫和壓力的作用。化石燃料被認為是不可再生的，因為它們需要數百萬年才能形成。化石燃料和生物燃料的相似之處在於，它們都是由曾經有生命的物質形成的，在燃燒為能源時都會排放二氧化碳。它們的不同之處在於，生物燃料是可再生的，通常無毒，而且是一個正在發展的產業，而化石燃料是不可再生的，通常有明顯的有毒副產品，而且是一個正在衰退的產業。