约翰 C. 克里滕登教授，美国工程院院士、国际环境类顶级学术期刊《环境科学与技术》（Environmental Science and Technology）副主编。曾获得美国环境工程及科学教授协会杰出成就奖、美国土木工程师协会Huber研究奖，并被美国化学工程师协会(AIChE )评选为当代最有影响力的百名化学工程师之一。除了科学研究之外，克里滕登还广泛参与政策研究，现为美国环保署顾问团、国家环境政策

　　“在玉米乙醇的问题上，美国犯了愚蠢的错误。玉米乙醇战略让我们的政府看到了一次省钱的机会——因为需求被拉高，玉米和其他粮食类大宗商品的价格开始狂飙突进，政府不用再掏钱补贴了。所以政府说，“嘿，这真是皆大欢喜，我们才不管这关环境什么事呢。”

　　编者按

　　尽管在应对气候变化问题方面后知后觉，但美国在生物质能利用方面的积极性可谓领跑全球。早在布什政府时期，美国就在相关法案中提出，至2017年，将传统汽油的使用量减少20％，并使可再生生物燃料达到美国交通用燃料总消耗量的5％。美国的做法究竟是出于保护环境的需要还是另有考虑？生物质能作为低碳经济中的重要产业，究竟前景如何？美国工程院院士、佐治亚理工可持续系统研究所主任约翰C. 克里滕登在北京接受《中国能源报》记者专访时，表达了他对美国生物质能发展的一些担忧，希望能为中国提供镜鉴。

　　两个“十亿吨”问题

　　我们目前年排放的二氧化碳有数十亿吨，年生产的能源和资源类产品也有数十亿吨。我认为比起能源短缺，燃料利用之后的污染物何处处置是一个更为紧迫的问题。　　

　　中国能源报：您在最近的演讲中反复提到人类目前面临两个“十亿吨”问题，是哪两个“十亿吨”？

　　克里滕登：我把我们目前面临的问题称为两个“十亿吨”问题，一是我们目前年排放的二氧化碳有数十亿吨（编者注：约70亿吨），二是我们年生产的能源和资源类产品也有数十亿吨。在理想状态下，我们希望使用自然提供的资源，排放可以被自然代谢的废料，可实际情况是，在我们的所有资源和能源中，仅5%是可再生的，而排放的污染物也远远超过了自然可以承载的数额，其中最棘手的问题之一就是二氧化碳的排放。

　　中国能源报：二氧化碳严格说来算污染物吗？

　　克里滕登：我认为二氧化碳是污染物，因为它影响了大气层和气候。正如你所知道的，我们现在正处于能源-气候时代，但是我们必须清楚因为能源生产而产生的二氧化碳已经将大气中的二氧化碳从1750年的260ppm（编者注：ppm=百万分之一）显著提升到了现在的385ppm。我认为就气候已经发生剧烈变化一事，科学界已有广泛的共识。甚至有些人认为，气候变暖几乎完全归咎于人类对大气层的干预。你知道我们现在每年向大气层排放70亿吨二氧化碳。很明显我们增加了二氧化碳浓度，我不认为有人对人类活动导致气候变暖持怀疑态度。

　　中国能源报：两个“十亿吨”问题，一个关于气候，一个关于能源和资源，哪个问题更紧迫？

　　克里滕登：我认为比起能源短缺，燃料利用之后的污染物何处处置是一个更为紧迫的问题——该担心的不是我们还有没有的开采，而是我们该向哪里排放。目前我们的石油至少还有1万亿桶的储量，和我们历史上累计用掉的大致相当。而最近甚至有人提出猜想，委内瑞拉海岸附近还有1万亿桶。所以我认为，石油开采可谓条条大路通罗马，但是二氧化碳的排放呢？是进入大气还是进入海洋？是被植物吸收还是被土壤消化？研究表明，土壤和植物远远无法吸收这么大量的碳排，而如果海洋PH值降低0.3，可以吸收390千万亿吨二氧化碳，但这势必影响海洋生态。你知道密歇根湖么？美国五大湖之一，据估计，21世纪人类排放的二氧化碳含量将和它的含水量相近。有的人可能会说，我们可以捕捉二氧化碳，把它储存起来，但是储存相当于一个密歇根湖的二氧化碳谈何容易！所以关于碳捕、碳封存这样的技术是一个很大的挑战，你需要选定封存的地点，把二氧化碳运到那里，还要永久封存起来。可以压缩成液体，但是怎么封存？怎么保证高气压下二氧化碳不会泄露呢？

　　生物质能之忧

　　我个人认为，所谓的传统“碳中和”能源目前在实际应用中似乎不能给我们带来什么好处，因为碳中和几乎不可能在现实中达到。此外，植物生物质能的推广带来的其他问题也不容忽视。

　　中国能源报：似乎是基于节能和环保的考虑，美国从布什政府开始就大力推进以植物生物质能为主导的生物质能战略，您怎么评价植物生物质能在节能减排放面的作用？

　　克里滕登：植物生物质能的优越性主要体现在“碳中和”，也就是种植油料作物吸收二氧化碳，燃烧生物质能排放二氧化碳，这一加一减使得生物质燃料的理想碳排放约为零。但是我个人认为，所谓的传统“碳中和”能源目前在实际应用中似乎不能给我们带来什么好处，因为碳中和几乎不可能在现实中达到。

　　首先，油料作物的耕作、运输会产生碳排放。比如在种植玉米发酵制乙醇的过程中，很可能出现的情况是，投入1单位能量，产出1单位能量，完全没有增值。因为在生产、运输中耗能是明显的，比如机械化耕作，把作物运到炼油厂，再把油料运到加油站，这一路都是能耗。当然，有一些学者认为控制得比较好，能量回报可能达到1.3，就是投入1单位，产出1.3单位，但是这需要调节很多因素，比如在油料作物在哪里种，种什么（编者注：一年生植物往往具有较低的能源转换率），还有我们怎么调配作物和油料的运输等等。

　　其次，种植油料作物很可能因为土地压力侵犯现有植被，这个所增加的碳排也需要很长一段时间来偿还。你知道人类曾经砍伐热带雨林种植油棕，这种损失需要百年来弥补。因为首先你把树砍了，腐烂的树会释放二氧化碳，然后暴露在外面的土壤又释放了大量的二氧化碳。

　　此外，施肥和细菌活动的增加等等都加剧了温室气体的排放。激进耕作导致的氨肥大量使用，也是二氧化氮含量变多的主因。二氧化氮对气候变暖的影响程度比二氧化碳强约300倍。这就是说，即使种植油料作物真的能减少碳排， 你在生产过程中实际上是在释放另一种比二氧化碳强力300倍的化学物。

　　因此，利用森林和耕地种植生物质燃料作物在能量回报和减排方面很可能得不偿失，我们是不是真的得到了减排收益，需要仔细地论证。最后，植物生物质能的推广带来的其他问题也不容忽视。

　　中国能源报：还有什么其他问题？

　　克里滕登：增种植油料作物将会对海洋生态产生巨大影响。你知道由于全球目前的几大农作物产区的化肥、粪便、污水等随径流排泄入海，已经导致一些海域难以溶解氧气，海中形成了一些“低氧区”和“缺氧区”，鱼、虾、贝类大量死亡。目前，因为营养物入海而导致的濒危海域已达400多个，墨西哥湾就是一个典型的受害地区。同时，我们也不知道地球上磷的储量能否负担大规模种植油料作物，磷是植物生长不可或缺的元素，现在大量的磷流入海洋，而土地上的磷正在耗尽，有研究称，以目前的耕地规模来看，陆地上的磷将在100年，甚至更短的时间内耗尽，也许100年后我们就什么也种不了了。

　　总之，我要强调三点，一个是为作物施肥所释放的温室气体比二氧化碳致暖效果强300倍；二是向海洋排放的营养物质将导致海水的无氧和低氧区域；三是我们要弄清像磷这样的营养元素储量还有多少。这已经不是一个简单的粮食安全问题，对于衡量生物质燃料是否有用，用哪一种生物质燃料，油料作物的生长需要哪些营养物质，营养物质从哪里来，将要排放到哪里去，能不能循环利用，我们要多加小心，从工业生态学等角度反复比较、权衡，制定出一种确保我们有足够的生物质能源又不影响食品安全、价格和环境的合理政策。

　　美国犯了错

　　华府有专门鼓吹增加大豆、玉米补贴的团体，但是没有为海藻而游说的团体。也许有人想尝试种植海藻，可是政府可不会补贴他。所以当海藻制燃油进入市场的时候，价格上的竞争优势相较其他生物质替代品被削弱了，这很不公平。

　　中国能源报：这么看来，美国有关生物质能的政策似乎犯了错？

　　克里滕登：是的，特别是在玉米乙醇的问题上，犯了愚蠢的错误。我认为很多人都会赞同，这非常愚蠢。众所周知，我们真正用来做乙醇的不是谷物种子，而是植物的纤维质，玉米秆、树枝，之类的东西。农业耕地本来就是有限的，之前我们依靠它生产衣料、食物、饲料等等，现在还加上一个，燃料。即使不考虑我刚才说的生态影响，这无疑会推高农产品价格，其结果可能是灾难性的。

　　中国能源报：去年农产品价格陡增是不是也归咎于此？

　　克里滕登：是的。这对那些绝大部分收入花在食物上的穷人影响很大。

　　中国能源报：为什么会发生这种情况？

　　克里滕登：你可以看到，在我们国家，事情总是以很奇怪的方式演进。大约100年前，我们人口中的大部分是农民，随着时间的推移，他们的生产效率变得越来越高。很快地，我们就不需要那么多农民了，但那时我们已经开垦了完全超乎满足我们粮食需求所用的土地，粮价面临下跌。而粮价下跌就必然会伤及农民的利益，导致粮食供给下降，政府开始担心当美国需要战略性增加粮储的时候粮食可能面临短缺，所以开始用高额粮食补贴干预市场——你知道在美国有很多为粮食补贴而游说团体。而玉米乙醇战略显然让我们的政府看到了一次省钱的机会——因为需求被拉高，玉米和其他粮食类大宗商品的价格开始狂飙突进，政府不用再掏钱补贴了。所以政府说，“嘿，这真是皆大欢喜，我们才不管这关环境什么事呢。”所以，对生物质燃料，我们应该怎么定论，一定要非常慎重。

　　不过请不要误解我，我们没有理由悲观，我相信生物质能大有可为。我们还需要更多的创新。我觉得创新会出现的。我认为，现在化工产业的中心是石油、天然气和煤，将来化工产业的中心很可能是生物质。我们要利用自然提供的资源，长期来说我们不能总是依靠化石资源。

　　中国能源报：那希望在哪里呢？

　　克里滕登：可以考虑在那些非农业用地，或是边际耕地种植生物质燃料。同时，在生物质能里面，海藻有潜力生产的燃料比植物质高出很多。当然你需要特别的反应堆等等，但是我觉得这个领域真的充满机会。

　　中国能源报：目前有关海藻制油的技术推广进展如何？

　　克里滕登：波音公司已经成功地利用藻类提取物的燃料为飞机提供动力。（编者注：美国大陆航空公司试飞的波音737-800飞机采用了包含海藻与麻风树提取物的混合生物燃料，这是第一次采用包含部分藻类提取物的燃料提供动力的商用飞机飞行。）你知道种植油棕可以炼油，种海藻也是一个道理。但是我们还需要资金投入，因为反应器要求很高，需要密闭，需要适宜的温度，这些都阻碍了它实现完全量产，但是潜力已经显而易见。你知道，华府有专门鼓吹增加大豆、玉米补贴的团体，但是没有为海藻而游说的团体。也许有人想尝试种植海藻，可是政府可不会补贴他。所以当海藻制燃油进入市场的时候，价格上的竞争优势相较其他生物质替代品被削弱了，这很不公平。

　　应放权市场

　　减排不妨考虑法律先行，有了规则在市场中产业会随之调整、更新优势，因为只有在压力下才有创新。问题是很多，但是我相信一定能解决。科学家会想办法，像你这样的记者会不断地调查、询问，让一切走上正轨。

　　中国能源报：可是我们的所有资源和能源中，仅5%是可再生的，政策不压下来，这个百分比能提上去么？

　　克里滕登：市场会照管好这一切。比如，在美国，我们有汽车生产商，出于种种原因他们就是拒绝在提高能效方面创新。现在市场在惩罚他们，他们的市场份额在减小，而日本的小排量汽车跃居市场占有率最前列。所以如果你不创新，你就应该受到市场的惩罚。很多传统能源公司都在创新方面做得很棒，比如雪佛龙（Chevron）一直领军地热开发，英国石油公司（BP）大力投入太阳能光伏，通用公司（GE）研发了第一代风力发电机组。

　　同时，严格的环保法规往往会造就新的商机，在这里我给你一些例子。其中之一是通用运输系统集团（GE Transportation），他们的一项产品是火车头。众所周知，美国环保署（EPA）在控制氮氧化物方面的法律是很严格的，在这种压力下，通用不得不重新设计他们的机车，使其污染物排放降低并提高能效，甚至因为有这个改进的契机，机车也较原来更加稳定。虽然通用的机车较同类产品价格偏高，但是几乎没有任何一家的产品在能效上能与通用媲美，因此包括中国在内的很多国家都在进口通用的机车。

　　所以我建议节能减排不妨考虑法律先行，有了规则在市场中产业会随之调整、更新优势，因为只有在压力下才有创新。

　　中国能源报：市场的力量的确不容小觑。我们都知道，美国当年就是借助交易市场控制了二氧化硫的排放，可是全球看来，在碳放量方面，市场的作用好像不明显。您怎么认为？

　　克里滕登：之前没有人把二氧化碳当作污染物。我们几乎没对控制它采取过什么措施。现在美国在刚刚通过的能源气候法案中写到，我们将开始碳交易。这正是我们当时治理二氧化硫时所采取的手段——先规定全国每年可以排放多少二氧化硫，然后进行排放权交易。我们会照这个思路来控制二氧化碳。但是目前对于应该怎样决定减排量还有一些争议。

　　中国能源报：您怎么看待欧洲碳交易市场中的作弊现象？市场机制真的可以有效运行么？

　　克里滕登：作弊有可能出现，特别是在对于碳排放量的计量和国界的划分存在有很多争论的背景下。相比二氧化硫的排放，二氧化碳的排放比较难测量。因为对于你可以用荧光法在炉身直接测量所排放二氧化硫，但是二氧化碳可能会复杂得多，因为碳足迹并不仅仅出现在燃料燃烧这一个过程中。问题是很多，但是我相信一定能解决，根本没必要担心。科学家会想办法，像你这样的记者会不断地调查、询问，让一切走上正轨，最终我们一定能找出计量二氧化碳的合理方法，一定可以。

　　前方连线

　　嘉宾：美国国家水质研究中心

　　研究员陈勇生博士

　　中国能源报：藻类制取生物能源可以量产么？价格如何？您怎么看待藻类制取生物能源的前景？

　　陈勇生：现在一般谈到生物质能的发展有两种趋势，一种是纤维素质生物燃料，一种是藻类制生物燃料。坦率地说，波音公司虽然在航空燃油中应用了藻类制取生物能源，离量产还是相当远的。我在藻类这个领域做了很多年，根据我的理解，藻类的价格很难依据现在的技术评估。但是，藻类比其他植物生物质对能量的转化要高上百倍，从这个角度上来讲潜力巨大，特别是考虑到植物生物质的发展已经出现能量回报较小，与人争粮、争地、争水的情况。美国的能源独立和安全法案中规定到2022年时，像藻类制取生物能源这样非乙醇生物质燃料要达到210亿加仑，可以说已经开始修改之前的战略路线图。