图片来源:Lynn Betts, USDA-NRCS
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在我看来，以玉米为原料的乙醇作为汽车燃料从来都不是一个好主意。但美联社的迪娜·卡皮耶罗和马特·阿普佐进行了深入调查，上周出版，概述了为什么我们应该最终取消这种特定的农业补贴的许多其他原因。
在解释为什么以玉米为基础的乙醇生产是一个坏主意之前，值得注意的是我们为什么一直在推广它。美国是世界上农业最丰富的国家之一，我们也是世界上最大的化石燃料进口国之一。在某种程度上，将一些汽车燃料转化为生物燃料是有道理的，比如乙醇和生物柴油——因为我们可以自己生产，有助于减少我们对中东和其他政治不稳定或不友好地区石油的依赖。
此外，从理论上讲，生物燃料应该有助于减少温室气体排放，因为其原材料(乙醇中的玉米)部分是通过光合作用利用太阳能生产的。奥巴马政府，就像之前的乔治·w·布什政府一样，吹捧乙醇作为减少我国温室气体排放的战略。
能源投资回报率
我过去写在这里关于能源投资回报率(EROI)与乙醇。根据你相信谁的研究，生产玉米乙醇所消耗的能量比最终产品所含的能量多一点或少一点。EROI比率范围为0.8:1至1.5:1，具体取决于研究。
任何时候EROI小于1:1时，生产燃料所消耗的能量都大于燃料所含的能量。即使假设乙醇工业的实际EROI为1.5:1，这意味着生产一加仑燃料需要三分之二加仑(相当于)燃料——农场上拖拉机和联合收割机使用的柴油，生产氮肥的天然气，乙醇工厂的天然气和电力，以及将燃料运送到全国各地的能源。
相比之下，巴西甘蔗生产的乙醇的EROI接近8:1——每投入一加仑(等值)乙醇，你就能得到大约8加仑的回报。
不管你相信谁的数字，从能源的角度来看，将玉米转化为乙醇来为我们的汽车提供燃料几乎没有意义。
土地转换为玉米生产
比乙醇的可疑能量平衡更令人不安的是近年来随着玉米需求的增加而发生的土地转换。据美联社调查，仅2008年以来，就有超过500万英亩的土地被预留出来作为政府的一部分自然保育计划已被改造为玉米种植区，其面积比黄石公园、约塞米蒂国家公园和大沼泽地国家公园的总面积还要大。
自2006年以来，内布拉斯加州和达科他州约有120万英亩从未耕种过的土地被改造为玉米和大豆。这甚至比将保护面积转化为耕地更糟糕——因为大部分保护土地曾经被耕种过。当原始草原被转变为农田时，随着土地上生物多样性的丧失，大量以有机物质形式储存在土壤中的碳被释放到大气中，导致温室气体排放。
增加化肥使用
近年来玉米产量的急剧增加也导致了化肥使用量的急剧增加。根据美联社的调查，2005年至2010年间，氮肥使用量增加了10亿英镑，2010年以来可能又增加了10亿英镑。
除了需要大量的天然气来生产所有的肥料外，农田的径流也是一个巨大的污染问题，直接导致了墨西哥湾每年出现的“死亡地带”。
玉米是能源还是食物
随着对玉米的需求增加，以满足美国汽油中乙醇含量增加的要求，玉米的价格也随之上涨(商品价格是由供求关系决定的)。在日益全球化的市场上，这影响了严重依赖玉米的发展中国家的粮食价格。美国玉米价格攀升至每蒲式耳7美元，是几年前的两倍，这大幅推高了墨西哥的食品价格，在一些地方引发了食品骚乱。
此后玉米价格有所下降，预计今年玉米产量将创历史新高，但价格仍高于10年前的水平。
重新评估我们的乙醇政策
美联社的这篇报道发表之际，奥巴马政府正在重新考虑推动玉米产量急剧增长的乙醇法规。美国环境保护署已经提出缩减生物燃料的授权在可再生燃料标准．2007年通过的立法要求每年增加生物燃料的产量，今年(2013年)的产量将达到165.5亿加仑，到2022年将增加到360亿加仑。
但当这项立法通过后，汽油的消费量预计将继续上升，因此无需将汽油中乙醇的比例提高到汽车制造商满意的10%以上，就可以实现配额。汽油中的乙醇过多会腐蚀发动机。随着汽车和轻型卡车的燃油效率越来越高，这些数字并不适用。
美国环境保护署已提议在2014年将乙醇的规定削减到152.1亿加仑，比可再生燃料标准下的标准下降14%，略低于全国销售的汽车燃料的10%。一个由石油公司和环保人士组成的不同寻常的联盟提议更进一步，彻底取消生物燃料的规定。
前面的路
我和其他许多人一样，一直希望“纤维素乙醇”(由玉米秸秆等农业残留物制成，而不是高价值玉米)能比现在发展得更快。因此，在提议削减生物燃料的总体授权的同时，环保署上周还提议将所谓的“先进生物燃料”的目标从今年的27.5亿加仑削减到明年的22亿加仑。
在接下来的几周内，在EPA新规定的50天评论期内，预计会看到大量关于这个问题的电视广告。
Alex是BuildingGreen公司．和执行主编环保建筑资讯．2012年，他创立了弹性设计院．要跟上Alex的最新文章和思考，你可以注册他的推特账号．
7评论
金玉米
总结得好，Alex
我们在农场长大，是土地所有者，多年来一直关注乙醇工业和争论。乙醇生产的副产品是用来喂养牲畜的蒸馏谷物。多年来，用于生产乙醇的玉米在多大程度上提高了玉米价格，这是一个有趣的争论。2012年，由于中西部干旱，玉米价格大幅上涨，供应和需求推动了市场。
过去几年的可悲结果是原始草原的巨大损失，时间会告诉我们影响会是什么。如今，农场的生物多样性是一个牵强的概念，很少有人谈论，也很少有人实践。传粉昆虫物种的丧失是一个引起关注的领域，为土地所有者提供栖息地可能是重新连接土地所有者与自然系统的开始。
我不嫉妒农民种玉米，他或她只是希望盈利。把你所有的钱都放在一种作物上是一种拉斯维加斯式的赌博，可能会导致一些人的垮台。目前玉米的价格低于生产成本，来自国家的观点令人担忧。在农业领域，我看到了上次经济低迷时房地产市场的情况，投入成本将生产成本推到了一个不可持续的水平。低利率似乎是房地产泡沫和农产品生产成本大幅上升的推动因素。
任何生物燃料前景的EROI…
.．.充其量是不温不火。安装在屋顶住宅的标准效率硅光伏发电与巴西甘蔗乙醇的8.0 EROI相同或更好。公用事业规模的地面安装光伏发电的利润率超过了它，公用事业规模的风力发电的利润率超过了它的2倍以上，几乎是3倍。
然后，当你把这种能源昂贵的低EROI液体燃料放在效率为20-25%的兰金循环热机(比如活塞驱动的燃气或柴油)中燃烧时，它几乎被浪费了。如果你使用类似的EROI屋顶光伏电池，用它给一辆插电式汽车充电，从光伏电池板到橡胶路面的距离将超过75%，而不是20-25%。如果EROI是从输入能量到最终使用能量的测量，那么它是没有竞争的——在这个例子中，屋顶光伏比BEST CASE生物燃料的能源效率高300-400%。
在生物燃料上投入巨资，只是为了支持一切照旧的交通基础设施，这是极其短视的。你将节省更多的石油进口，并通过使用玉米乙醇补贴资金来增加插电式汽车的销售来减少更多的碳排放，也许还可以减少更多的成本(这并不需要太多)，以降低光伏“剩余系统”的成本(与2013年系统组件定价的货架和安装成本相比，电池板便宜)。在美国的一些市场上，个人交通工具电气化将在短期内提高碳排放率，但分布式光伏发电的成本正在迅速下降(目前德国的安装成本为2美元/瓦，而美国为5美元/瓦，但预计明年德克萨斯州的部分地区将低于2美元)。智能充电器和汽车电池实际上有助于管理光伏发电进入电网的可变输入，并允许电网运营商以或接近最高效率运行其他发电资产(更多地使用55%效率的联合循环天然气，减少35%效率的燃气峰值电源)。
插电式汽车的任何重大渗透都将产生影响，与大约10年前第一批油电混合动力车上市时相比，插电式汽车的推出速度要快得多。这是一个需要管理的本地电网级别的电网控制问题，但这是一个可管理的问题，如果处理得当，电网和任何可再生电网资源都将更加高效。
从政策的角度来看，20世纪80年代构想的玉米乙醇燃料方法确实已经走到了它的道路上——它是吐司了，世界已经向前发展了，是时候醒醒，闻到吐司烧焦的味道了。这在道德上等同于蒸汽机车技术或马饲料补贴。这对巴西来说有一定意义，但对美国经济来说却从来没有真正意义。电动汽车将以这样或那样的形式出现(氢燃料电池汽车是电动汽车，使用燃料电池而不是蓄电池，但目前净能源效率高于电网电池汽车)。
回复Dana Dorsett
丹娜,
氢燃料汽车的想法从根本上是有缺陷的。
如果有人认为未来我们将使用可再生能源的电力通过电解产生氢气，那么物理学告诉我们，电池驱动的电动汽车将会如此总是要比氢动力汽车更高效。
不开玩笑! !(马丁的回答)
即使是在成本基础上，对汽油当量英里行驶的估计是3美元/加仑汽油运输当量(不包括道路税等)，这使得它的成本是住宅零售价格下电网供电成本的两倍多。氢燃料电池可能有一些交通应用，但个人交通可能不在其中。与电网充电电池相比，唯一的优势是续航里程和加油速度。但对于绝大多数的个人汽车来说，续航里程对于日常用品来说不是什么大问题，而且在家即插即用的便利性胜过顺便去加氢站。
不要低估即将到来的低于2美元的光伏发电海啸将大大降低氢发电成本的能力，但插电式混合动力汽车和直插式电动汽车的质量和便利性现在都处于相当不错的价格点，而且还在不断提高。大幅降低氢燃料基础设施成本的前景并不乐观，但几乎每个人(“ceptin”可能是Martin Holladay:-)家里都有电网连接，而且不需要5分钟的加油/充电时间。除非你真的需要氢燃料电池的续航里程和更短的加油时间，而且你愿意为这些功能花2-4倍的钱，否则电动汽车将继续拥有非常大的经济和便利优势。
就投资而言，即使让更多的非插电式混合动力车上路，也会比任何数量的玉米乙醇补贴更能减少化石燃料的燃烧率。我还不排除纤维素乙醇，但我也不抱太大希望。比起柳枝稷，用光伏覆盖你的边际土地可以获得更多的行驶里程，我并不是提倡用光伏覆盖农田或原始草原。实际上，仍然有数百万英亩的屋顶和停车场可以种植光子，而且距离可以使用输出的地方更近。对一些人来说，把电动汽车停在工作场所的光伏遮阳篷/充电站下已经成为现实，在竞争已经非常激烈的市场中，这是一个非常明显的应用:
http://www.solarbuildingtech.com/Parking_Solar_PV_Sunshade/Parking_lot_n_solar_pv_sunshade.htm
http://www.archiexpo.com/prod/apollo-sunguard/electric-car-charging-stations-integrated-photovoltaic-panel-60046-1065913.html
雪佛兰Spark EV(目前只在加州和俄勒冈州有售，那里的公路旅行充电基础设施更发达)对很多人来说将是一辆很棒的小型通勤车。它的尺寸和性能与最近发布的电动宝马相当，但标价只有它的三分之一。(在加州，补贴后大约是2万美元)它们是在韩国制造的，亚洲市场相当火爆——可能太热了，不能指望它很快就会出现在美国的右海岸。尼桑聆风已经问世好几年了，历史相当悠久——现在还没有人想卖掉他们的二手聆风。但这只是楔子的薄壁——插电式汽车最终可能会成为主导，考虑到低价格和越来越便宜的分布式光伏汽车的协同作用，它似乎不可避免地成为未来几十年个人交通工具的新范式，即使我们已经度过了许多分析师认为的“汽车高峰”。(我对高峰车的说法不太确定——高油价和低工资增长似乎是买车的主要抑制因素。更便宜的电动汽车和更便宜的电力可能也会改变这一点。)
关于生物燃料的话题
关于这个话题，特别是关于“下一代”生物燃料方法的前景，我推荐罗伯特·拉皮尔(Robert Rapier)的著作。他是一名化学工程师，以前在石油行业工作，现在为一家初创公司工作，该公司正在研究基于原裂解的生物燃料路径。他对纤维素乙醇和藻类乙醇的前景相当悲观，这似乎是出于非常好的技术和物流原因(低能量密度生物质的长途运输使获得像样的EROEI具有挑战性)。
抱歉，我现在没有时间回顾/推荐特定的文章，但如果你搜索“罗伯特·拉皮尔”和生物燃料或乙醇，你会得到很多相关的结果。
电动汽车来了…
正如之前的海报所提到的，我认为电动汽车是解决方案。原因如下:
从玉米中提取的乙醇只不过是太阳能的另一个名字。在“乙醇循环”中，从太阳到汽车的路径:从太阳到玉米(加上来自农业设备、运输、化肥等的额外化石燃料外部能源输入)。收获玉米，将其运输到筒仓，然后再到加工厂(更多的化石燃料投入)。加工，然后提取乙醇(更多的化石燃料投入)，将乙醇运输到燃料加工设施，然后再到加油站(更多的化石燃料投入)，然后在内燃机中以大约20%的效率燃烧。
将其与太阳能电动汽车进行比较:
太阳能到光伏电池板，转换为电能(大约15%的太阳能转换为电能，希望随着时间的推移，这将得到改善)。交付到汽车的电池系统(当然有充电损耗)。“燃烧”能量的电动机在90%的效率范围内。
后一种选择对我来说更有意义，特别是如果我们可以开发标准化的“可更换电池系统”，这可以成为现有加油站的增值功能(Better Place尝试过这个，但因为财务原因失败了，我听说)。
在市区开车时也可以考虑这一点，不用再去加油站!!!!想象一下，这会让科赫兄弟和他们的同类们多么不安(这就更有理由为这种情况而战了!)
最后，想象一下，当我们消除了复杂的I.C.发动机、散热器/冷却剂系统、油箱/燃料系统以及所有不断坏掉的传感器等，汽车将变得多么简单。很多零部件供应商会倒闭，但是……
对David Congour的回应
大卫,
“取消散热器/冷却剂系统”，你列出的加分项，对我们这些生活在寒冷气候中的人来说是个坏消息。电动汽车很难配备加热器，而当气温为0华氏度时，就像今天佛蒙特州的情况一样，加热器很方便。
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