玉米作為全球最大的谷類(lèi)、飼料和乙醇原料，多次成為糧食和能源爭奪的焦點(diǎn)，也引發(fā)了對推廣生物質(zhì)能源的爭論。我們選擇合適的生物質(zhì)能源植物時(shí)，解決方法并非千篇一律。在近日出版的《科學(xué)》雜志中，美國能源生物研究院（EBI）的科研人員指出，地球上不同地區多樣化氣候和土壤條件，形成了多樣化的植物種類(lèi)，利用豐富的植物資源，構建一種復合農業(yè)生態(tài)系統，同時(shí)種植多種能源作物，是一種符合當前環(huán)境目標的選擇。
多樣生態(tài)提供多樣選擇
地理環(huán)境的多樣性，使不同地區的植物都有其特殊的環(huán)境適應性，這給生物質(zhì)燃料供給提供了廣闊前景。根據當地的氣候和環(huán)境，包括多年生草類(lèi)等有利于生態(tài)和環(huán)保的植物應被充分利用，使其成為生物質(zhì)燃料的后備軍。
能源生物研究院是加州大學(xué)伯克利分校、伊利諾斯大學(xué)和勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗室的一個(gè)合作研究機構，這里的生物能源專(zhuān)家設立了一項“木質(zhì)纖維素生物燃料的原料供給”專(zhuān)項研究，對世界各地的生態(tài)環(huán)境和植物類(lèi)型進(jìn)行了分析，探討了在現有技術(shù)條件下，用植物或農作物中不能吃的部分生產(chǎn)高效生物燃料的可持續性。比如美國中西部、東部和北部旱地的芒草；巴西和其他熱帶地區的甘蔗，這在美國東南部地區也有；半干旱地區如墨西哥、美國西南部的龍舌蘭及其他各種來(lái)源的木本生植物。
據研究報道，巴西政府已經(jīng)計劃加強牛牧草的經(jīng)營(yíng)管理，希望在不擴大開(kāi)墾自然生態(tài)系統的條件下，增加農業(yè)用地供給。隨著(zhù)以甘蔗為基礎的乙醇工業(yè)的發(fā)展，到2030年，巴西單獨生產(chǎn)的液態(tài)燃料相當于當前世界轉化燃料需求的14%。
在北美地區，森林按照可持續的慣例進(jìn)行采伐，用作木料和造紙。但這些活動(dòng)在過(guò)去的幾十年里不斷下降，隨著(zhù)電子媒體的發(fā)展和公共領(lǐng)域內紙類(lèi)回收的普及，造紙用木材的需求大大降低，這為大量木材用于生物燃料提供了巨大空間。
不與糧食飼料爭奪土地
種植各種生物燃料植物，發(fā)展結合燃料產(chǎn)品的復合生態(tài)農業(yè)，這和當前的環(huán)境目標是并行不悖的。但一個(gè)原則是，不與糧食和飼料作物的種植爭奪土地。
研究還指出，那些貧瘠而不適合農作物生長(cháng)的邊緣土地、廢棄的農業(yè)用地，都可以開(kāi)發(fā)出來(lái)，建立專(zhuān)門(mén)的生物質(zhì)燃料作物種植園，而無(wú)需和糧食飼料競爭用地。一些植物，比如芒草和柳枝稷，從本質(zhì)上講對于光照、水分和氮的利用率很高。此外，免耕少耕技術(shù)可以保護植物的宿根系，增加土壤中的碳含量，減少侵蝕。
在很多地區，地下水的利用常常難以持續。某個(gè)地區的能源作物類(lèi)型，可能和它的水分利用效率密切相關(guān)。要評價(jià)一個(gè)地區生產(chǎn)木質(zhì)纖維燃料的能力，可持續性是最重要的。
比如龍舌蘭能生長(cháng)在較為干旱地區。全世界大部分不適合農作物生長(cháng)的土地都是降雨非常少的地方，地球表面大約18%土地雨量稀少，在這些干旱地區種植龍舌蘭，前景將非常廣闊。
除了專(zhuān)門(mén)用于生物質(zhì)能源的植物，糧食和飼料作物的秸稈廢棄物，都含有大量纖維素，可以通過(guò)現有的生物技術(shù)轉化為液體燃料。與其狹隘地依賴(lài)為數不多的糧食作物，不如充分利用它們的“下腳料”。
可持續要結合技術(shù)成本
從目前的技術(shù)和商業(yè)化角度考慮，生物質(zhì)能源很難進(jìn)入主流。當前的生物質(zhì)轉化技術(shù)大致分為四類(lèi)：直接燃燒、物化轉換、生化轉換和植物油利用技術(shù)。而通過(guò)分解纖維素，把生物質(zhì)轉化為乙醇，是能源生物研究院的主要研究目的。即使玉米也應作為考慮對象，它的不可食用部分包括大量的秸稈、脫粒后的玉米芯和秣草，都富含纖維素，可作為生物燃料的原料。但問(wèn)題是，由于收獲和運輸的成本很高，很難有效利用，目前約有一半的秣草被白白浪費掉。
直接燃燒適用于農村或山區分散獨立的家庭用戶(hù)，投資最省，但效率最低。物化轉換技術(shù)要求高而且投資大，目前并不普及。
植物油利用技術(shù)對能源植物品種要求較高，需要專(zhuān)門(mén)種植。植物燃料油接近石油成分，植物油提取加工后所得能源可以替代石化能源。該技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是提煉和生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單，主要缺點(diǎn)是油產(chǎn)率較低，速度很慢，而且品種的篩選和培育也較困難。
研究人員認為，我們應充分利用豐富的植物資源，找出適合當地環(huán)境的技術(shù)和經(jīng)營(yíng)方案，實(shí)現生產(chǎn)效率和環(huán)境利益兩方面最大化，滿(mǎn)足可持續發(fā)展的目標。