乙醇的未来来源

但是玉米可能不是生产乙醇的理想原料。在玉米乙醇厂，谷物从农民或升降机运来，碾碎，与水和酶混合，然后加热。玉米中的糖以淀粉的形式锁在玉米粒中。所以昂贵的化学酶被添加到玉米泥中来释放糖。在发酵罐中，酵母逐渐将糖转化为酒精，通过蒸馏从水中分离出来。

这个过程需要热源——通常是天然气或煤。因此，乙醇植物产生二氧化碳。此外，种植玉米需要化石燃料为农业机械提供动力，而氮肥是由天然气制成的。一些研究人员试图将所有这些投入考虑在内，并提出从玉米中提炼乙醇所需的能量可能与乙醇燃烧时产生的能量几乎相同。

一些乙醇公司试图减少该过程所需的化石燃料的数量。2007年，在美国东北部的米德，一家公司开发了一种“闭环”系统，将乙醇工厂和养牛场结合在一起。牛粪中的甲烷气体被用作乙醇厂的热源，乙醇厂的副产品蛋白质被用作牛的饲料来源。这家名为E3生物燃料的公司在开业时受到了媒体的广泛关注，但建设问题和经济放缓注定了这家企业的命运。2009年，这个价值8000万美元的项目因破产而闲置。

• 甘蔗是巴西和菲律宾等热带国家乙醇的重要来源。这种植物的含糖量很高，很容易释放和发酵。此外，发酵后剩余的甘蔗秸秆部分可以燃烧为酿酒厂提供动力，从而降低化石燃料的使用。当它被车辆燃烧时，甘蔗乙醇产生的温室气体大约是石油产生的一半。缺点是这种植物只生长在热带气候中。此外，像玉米一样，甘蔗通常被用作人类或动物的食物。将其用于乙醇生产，引发了食品与燃料的争论。
• 纤维素生物质是一系列可用于生产燃料酒精的植物纤维的学名。在内布拉斯加州的约克，Abengoa生物能源公司于2007年开设了一家研究性乙醇工厂，将麦秆转化为酒精。秸秆是小麦收获后秸秆的残余物。来自各种不同植物和物质的纤维素可以分解并发酵成乙醇，联邦政府正在向几家公司提供研究资助。实验中使用了许多不同来源的纤维素——玉米秸秆、玉米叶、玉米棒子和玉米壳;森林废弃物，如木屑、树皮和锯末;甚至是纸浆。所有这些纤维素来源都有生产乙醇的潜力，通过生产和使用，可以减少90%的温室气体排放。
• 柳枝稷是纤维素乙醇的另一种来源，引起了很多研究兴趣。这种生长迅速的多年生草原草可以长到7英尺高，需要很少的水，可以在边缘土地上种植。2009年，根据美国农业部的保护储备计划，美国约有3500万英亩的边缘土地被农民支付了不种植的费用。此外，柳枝稷的根系甚至比它的叶子更广泛，根系可以储存足够的碳，以抵消94%的种植过程中排放的温室气体，以及乙醇在车辆中燃烧时排放的温室气体。和甘蔗一样，柳枝稷在蒸馏后剩下的部分——被称为植物的木质素——可以燃烧来为蒸馏过程本身提供动力。
• 藻类是正在调查的最新乙醇饲料来源。藻类是一种单细胞生物，通常被称为池塘浮渣，可以在废水甚至盐水中生长。这些植物只需要水、阳光和二氧化碳就能茁壮成长。有些种类的藻类可以产生淀粉，而淀粉可以加工成乙醇;另一些则产生微小的油滴，可以酿造成生物柴油甚至喷气燃料。在适当的条件下，藻类的质量可以在数小时内翻倍。截至2009年，这项研究还处于早期阶段，但有几个项目从传统发电厂的烟囱排放中吸取二氧化碳来种植藻类。现在，一英亩的玉米每年可以生产大约300加仑的乙醇。理论上，一英亩的藻类每年可以生产超过5000加仑的生物燃料。但目前还没有商业规模的工厂投入运营。

内布拉斯加州乙醇委员会的管理者Todd Sneller(左)表示，玉米在短期内有优势，但该州和该行业需要继续向前看。“玉米是我们最了解的。就产量而言，我们在玉米方面做得非常好。”“内布拉斯加州也有当今北美最大的柳枝稷示范项目之一。这是一个很棒的研究项目，也是未来利用柳枝稷作为乙醇来源的巨大机会。”

UNL农学教授Don Lee(右)认为玉米和乙醇的替代来源将会共存。“我认为以纤维素为基础的乙醇绝对有潜力成为一个参与者，”他说。“我们在内布拉斯加州有很多土地，更适合种植多年生作物，比如柳枝稷，可以用于这种发酵。”

有一件事是肯定的——总有一天，像石油和天然气这样的化石燃料会耗尽。可再生能源将变得至关重要。

作者:比尔·甘泽尔Ganzel集团。首次出版于2009年。来源的部分参考书目是在这里。

生物燃料的障碍