生物燃料是指用有機物質生產的一切燃料,，包括生物乙醇和生物柴油,。生物乙醇是汽油的替代品,，它是用含淀粉和糖的作物像甘蔗,、玉米或小麥加工制取的；生物柴油是柴油的替代品,，它是用植物油或動物脂肪加工制取的,。這兩種燃料能減少溫室氣體排放，減少對化石燃料的依賴,，而只對汽車和燃料的基礎設施進行很少改造,，因此受到青睞。
但發(fā)展生物燃料存在與農業(yè)爭奪土地和水資源,、造成糧食供應短缺,、糧價上漲等問題。發(fā)展生物燃料的出路在于：利用作物的廢棄物像根,、莖和葉等,；利用轉基因技術設計可在干旱土地和鹽堿地生長的作物,；改造和利用野生植物；開發(fā)能使纖維素有效轉化成乙醇的酶和酵母等,。
發(fā)展生物燃料的爭議
生物燃料是否能達到預期的效果,，有些人已提出質疑?？茖W家已開始懷疑生物燃料有關環(huán)境和社會效益的論據(jù),。環(huán)保主義者發(fā)現(xiàn)自己處于無所適從的窘境，一半的綠色團體支持生物燃料,，而另一半則表示失望,，猛烈抨擊生物燃料。
反對者認為,，生物燃料非但不能解決環(huán)境問題,，反而將破壞熱帶雨林、抽干地下水,、滅絕部分物種和使糧食價格上漲,。如果相關的支持技術沒有得到改善，生物燃料將不能減慢全球變暖,。
支持者認為,，現(xiàn)在仍是初期階段，應該給這種技術提供時間和投資,，以便實現(xiàn)生物燃料的前景,。
世界觀察研究所在2006年6月公布的一份研究報告稱，巴西生產的生物乙醇占其全部燃料消費的10%,，僅需要其3%的耕地,，因此其他國家想仿效巴西的模式。問題是在大部分國家這種模式行不通,。該所估計，要像巴西那樣達到10%的目標,，美國將需要30%的耕地,，而歐洲則需要72%的耕地。為什么結果如此不同,，這是因為不僅巴西的汽車數(shù)量遠遠少于歐洲和美國,，而且巴西肥沃的農田和良好的氣候使它的作物產量較高。
種植玉米和把玉米轉變成乙醇都需要能源,，例如,，玉米生長需要大量化肥和農藥，這需要付出能源和環(huán)境代價,。開發(fā)生物乙醇的環(huán)境效益有多大,，仍值得研究,。幾個研究小組試圖將所有這些因素都加以考慮，并將化石燃料與玉米制取的乙醇從種子生長到發(fā)動機工作的每個階段的溫室氣體排放都加以比較,?？的螤柎髮W的戴維·皮門特爾的研究結論是：玉米制取的乙醇燃燒比化石燃料產生更多的溫室氣體。
加利福尼亞大學的亞歷山大·法雷爾的評估是,，生物乙醇比等重量的汽油少排放13%的溫室氣體,。然而法雷爾是通過假定制取生物乙醇所剩下的生物質被用作火爐的燃料或喂養(yǎng)動物而得到的數(shù)據(jù)，并不是所有生物乙醇煉制廠都這樣做,。
根據(jù)世界觀察研究所萊斯特·布朗的估計,，裝滿一輛SUV汽車油箱的生物乙醇所需要的玉米剛好是一個人一年的口糧。他把生物乙醇的興旺描述成世界上擁有汽車的8億人與每天靠不到2美元生活的30億人之間的一種競爭,。
根據(jù)聯(lián)合國糧農組織(FAO)的看法,，這種競爭已經開始。FAO認為,，將玉米轉化成乙醇是世界糧食儲備急劇下降的主要原因,，并且2006年上半年糧食價格已相應上漲。這種趨勢在Goldman Sachs銀行7月份的報告中已得到體現(xiàn),，該報告預測隨著生物燃料的增長,，玉米價格將進一步上漲。
要使生物燃料對全球做出有意義的貢獻將需要多少土地?在7月份美國《國家科學院會議錄》發(fā)表的一篇文章中估計,，即使美國將它目前的全部玉米收獲量轉變成生物燃料,，也只能滿足美國目前汽油需求量的11%。世界觀察研究所估計,，要生產全球交通運輸所需燃料的10%的生物燃料,，需占用全球9%的耕地。
法國巴黎國際能源局的勞倫斯·伊格爾斯說,，用甘蔗制取乙醇比用玉米對環(huán)境更好些,，因為它避免了把植物淀粉轉化成糖的工序。就每公頃作物的乙醇生產量和減少溫室氣體排放來說,，甘蔗都勝過玉米,。
某些生物乙醇生產商已經熱衷于使用甘蔗做原料，結果世界糖價在過去18個月中上漲1倍,。全球主要甘蔗生產國——巴西,、印度和泰國的甘蔗種植者紛紛行動起來，盡量多種植甘蔗,。甘蔗的種植者開荒擴大種植面積,，不關心對生態(tài)的影響。環(huán)保主義者擔心，隨著全球市場對甘蔗需求的增加,，巴西農民將向亞馬遜熱帶雨林深處擴展,。
甘蔗是大量耗費水的作物，很多國家沒有充沛的雨水,，農民必須抽取地表水或地下水,。種植甘蔗會對世界日益緊張的淡水供應造成更大的壓力。
發(fā)展生物燃料的出路與前景
制取生物燃料的技術仍處于初期階段,，研究生物燃料的科學家已經有更偉大的目標,。他們想改進利用非糧食作物和廢棄生物質制取生物燃料的方法，以便節(jié)省玉米和其他糧食作物,，并且在不破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的情況下制取生物燃料,。
研究人員正在尋找不用糧食作物制取生物乙醇的巧妙方法，關鍵是把植物富含的纖維素轉化成乙醇,。纖維素是所有綠色植物的主要成分,，若能分解纖維素的分子，讓它釋放出所含的糖,，就可把糖發(fā)酵變成乙醇,。
如果能開發(fā)出將纖維素轉化成乙醇的有效工藝，這將為很多非糧食作物的利用開辟廣闊的前景,，像柳枝稷,、作物的禾稈和木屑等。另外,，像廢紙,、紙板和廢棄的糧食也可以做原料。2006年6月,，美國能源部制訂出使用纖維素制取乙醇的路線圖,，估計到2030年用這種方法可生產美國所需燃料的1／3。該路線圖推薦利用轉基因植物像柳枝稷和楊樹,，這種植物抗病蟲害,、富含纖維素、不需要多少養(yǎng)護,，因此可大大減少化肥,、農藥和能源的投入。將纖維素分解成糖需要更有效的酶和將糖轉化成乙醇需要更好的酵母,。但是目前大多數(shù)公司對開發(fā)生物燃料的投入一直猶豫不決。因此,，美國能源部正在建立兩個新的研究中心,，在今后五年內將投入2.5億美元，目的是開發(fā)生物燃料用的新一代原料,。一家以渥太華為基地的加拿大Iogen公司已經開發(fā)出實驗植物,，在過去2年里,，利用該實驗植物生產了少量乙醇。該公司利用轉基因熱帶真菌生產分解纖維素的酶,，這種酶能“消化”所有類型的生物質,。
Iogen公司從Goldman Sachs銀行獲得了3000萬美元的投資，并在2006年1月聲稱,，它將在德國與大眾和殼牌公司合作研究營造完全商業(yè)化植物的可行性,。Iogen可能發(fā)動一場使我們擺脫依賴石油的革命，而在這場革命中將不占用任何耕地,。
美國Agrivida公司的生物工程師邁克爾·拉布在植物中加入酶,，這種酶將使整個植物(種子、莖和葉)更容易轉變成乙醇,。在植物中加入酶不是新設想,，但還不是很成功，因為酶對植物生長有副作用,。他們通過推遲酶的活性來避免這個問題,，從而使植物正常生長。這種酶能使每英畝植物的乙醇產量增加50%,，同時使乙醇的成本降低大約30%,。
他們正開始用玉米做實驗，一旦成功,，將轉向其他植物像柳枝稷,、楊樹或甘蔗。這將使美國很多地方都能生產生物乙醇,，以減少運輸成本,。這也將為農民在作物選擇上提供更大余地。
