美國最雄心勃勃的旨在減少汽油溫室氣體排放的專案失敗了，儘管一項為期11年的兩黨合作努力耗費了納稅人和公司數十億美元。
儘管從木材和植物廢料中生產纖維素乙醇的努力旨在減少美國對玉米和其他糧食來源乙醇的依賴，但實際上卻增加了這種依賴。
這些是環保署在本月早些時候在前署長斯科特·普魯伊特離職的混亂中悄悄提交給國會的調查結果。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道，方式是 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
一些行業專家抱怨說，普魯伊特領導下環保署存在缺陷的監管決策在失敗中起到了關鍵作用，但纖維素乙醇的問題在之前的兩屆政府期間就已經形成，當時各公司都在努力應對科學挑戰和不斷變化的經濟狀況，這些因素使得這種燃料的量產成本過高。
最初的目標是小布什政府提出的，到2017年生產多達160億加侖的纖維素乙醇。它本應將溫室氣體排放量減少高達 90%，以“重組”汽油（通常含有 10% 的乙醇）為基準進行衡量。美國燃料和石化製造商高階副總裁德里克·摩根在一份宣告中表示，去年從管道中流出的僅僅是一點點：1000 萬加侖。
摩根指出：“從角度來看，這足以滿足美國去年大約 40 分鐘的燃料消耗量。”他斷言，環保署根據 2007 年法律設定的“纖維素生物燃料強制標準”“無法實現”。他將此歸咎於“一系列市場、技術、成本和物流挑戰”。美國每年消耗近 2000 億加侖的運輸燃料。
環保署提交給國會的報告總結道：“玉米粒和大豆仍然是迄今為止生物燃料生產的主要原料，”並指出這些作物具有“不利的環境和資源保護影響”。
環保署的報告是國會要求的，其中描述了 2007 年透過的《能源獨立與安全法》旨在避免的問題。但環保署表示，在該法律通過後的十年裡，部分原因是該法律規定的生產更多乙醇的要求，大豆和玉米的種植面積增加了。
早在 2006 年，纖維素乙醇就已成為美國環保組織的熱門詞彙。他們擔心傳統乙醇設施產生的溫室氣體排放，以及土地種植糧食產品用於燃料的壓力越來越大。在那年四月，布什總統的國情諮文提出了一種可能的解決方案：“我們正在進行研究——強有力的研究，以找出可以從木屑或[玉米]秸稈或柳枝稷中提取的纖維素乙醇。”
布什斷言：“政府花錢進行開發以尋找替代能源是有道理的。”
結果是一項由環保署管理的法律，逐年增加纖維素乙醇的強制標準。但其中包含大量令人困惑的定義、豁免和其他可能的行動。兩位行業協會高管表示，普魯伊特領導下的監管機構利用這些來減緩該計劃的進展。
先進生物燃料協會主席邁克爾·麥克亞當斯說：“普魯伊特是我在運營該協會 12 年來遇到的最糟糕的事情。” “一度，我代表著全球 65 家最酷的先進生物燃料公司，但其中大多數現在都倒閉了。我現在只剩下五家了。”
倖存者中的三家正在美國建設生產纖維素乙醇的工廠。另外兩家選擇在中國和瑞典建廠，以避免他們認為的美國存在的抑制因素。還有一些公司正在透過銷售在其研究過程中發現的非燃料副產品（如土壤新增劑或化妝品）來努力生存。
許多公司經歷了痛苦的破產。他們的問題之一是美國頁岩油水力壓裂技術帶來的石油生產繁榮，這降低了傳統石油的價格。麥克亞當斯在一次採訪中表示，石油繁榮“對美國來說是一個巨大的故事，但這個故事沒有解決氣候變化問題”。
聯邦能源法的理念是向根據強制標準生產纖維素乙醇的公司提供稱為可再生識別號碼 (RIN) 的積分。未生產新產品的公司將不得不購買 RIN。但據麥克亞當斯所在團體對環保署提起的訴訟稱，在普魯伊特領導下，環保署秘密地將豁免煉油商遵守該法律的“困難”豁免數量增加了兩倍，這一過程是“武斷和反覆無常的”。
環保署工作人員已將玉米秸稈製成的乙醇確定為一種很有前景的纖維素生物燃料，桑迪亞國家實驗室的一份報告估計，美國每年可以生產 750 億加侖的纖維素生物燃料，足以滿足全國一半以上的汽油需求。
另一家行業協會——先進生物燃料商業委員會的執行主任布魯克·科爾曼抱怨說，RIN 的申請“被環保署的繁文縟節拖延了”。他上個月在美國眾議院能源和商業小組委員會作證。
他說，結果是“自我實現的預言”，在汽油需求接近歷史最高水平之際，阻礙了纖維素乙醇進入汽油市場。當被問及科爾曼的證詞和麥克亞當斯的訴訟時，環保署發言人拒絕置評。
纖維素乙醇由木質素製成，木質素是賦予植物和樹木剛性的堅韌細胞結構的一部分。有一些很有希望的方法可以使用產生酶的生物體來分解這種細胞結構並提取糖來製造低碳燃料。麥克亞當斯表示，根據環保署的規定，只有源自藻類而非細菌的生物體才能獲得 RIN 積分。
他說，環保署的規定在為使用木材廢料的工藝提供積分方面也很挑剔。這些規定要求生產者跟蹤和識別廢木材的來源，並拒絕支援來自木漿的廢料。他說，這勸退了麥克亞當斯的一名成員在緬因州建廠。
相反，它去了瑞典，那裡有更多的支援，限制也更少。麥克亞當斯已經用製造可再生柴油油等其他生物燃料的成員補充了他的組織，他已向國會提交了一份包含 21 項擬議修改美國法律的清單，以使纖維素乙醇更容易製造。
兩位民主黨人，新墨西哥州參議員湯姆·烏達爾和佛蒙特州眾議員彼得·韋爾奇在環保署提交給國會的報告公佈後宣佈，目前的法律應該澄清，因為它已導致“一系列不利的環境影響”。
他們說，為了防止纖維素乙醇的強制標準在 2022 年到期，“國會議員和來自這個問題各方面的利益相關者應該走到一起，以確保國內燃料在美國經濟中擁有強大的未來。”
如果沒有國會採取行動，纖維素乙醇的未來可能取決於找到更便宜、更快速的製造方法。最近，能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 的科學家在科羅拉多州戈爾登宣佈了兩項突破。
其中一項突破是利用細菌的基因操作來生產變異菌株，這些菌株的酶可以更快地分解木質素細胞。另一項突破是發現了一個新的酶家族，它有望從各種型別的木質素中提取原材料，以製造尼龍、塑膠、各種型別的燃料和碳纖維等有價值的產品——這些材料目前都來自石油。
木質素儲量豐富且廉價，並且有可能製造出溫室氣體排放量相對較小的產品。能源部的一項研究表明，某些型別的玉米或大豆製成的乙醇可以將溫室氣體排放量減少多達 40%，但纖維素基燃料可以將減排量提高到 90% 以上。
最大的化學挑戰是不同植物（甚至同一物種）中木質素結構的多樣性。NREL 團隊中致力於解決該問題的科學家格雷格·貝克漢姆在一次採訪中解釋說，大自然母親製造的微生物和酶可以分解木質素，但這個過程需要數月或數年。科學家們正試圖透過使用所謂的生物反應器來加速這一過程，這些生物反應器使用壓力和高溫。該團隊還在研究可以分解木質素的生物體。
目前，每種產品的原材料都必須以不同的方式解鎖。美國並非唯一面臨這一難題的國家，貝克漢姆稱之為“巨大的異質性”。
歐洲和亞洲的實驗室也專注於此。“我們有大量相互多樣的木質素，我們尚未完全瞭解，但那裡蘊藏著黃金，”貝克漢姆預測道。
經 E&E 新聞許可，轉載自 Climatewire。E&E 在www.eenews.net提供每日重要的能源和環境新聞報道。