农业生物能源的政策前景（英）

农业生物能源政策格局 问题摘要24-03由EmilyJoiner,迈克尔·托曼,and苏珊娜·鲁索-2024年5月 关键点 •农业（ag）生物能源已获得财政和技术支持的能源标题的农场法案，首次成立于2002年。 是联邦能源立法（可再生燃料标准或RFS）和加利福尼亚州立法的激励措施，以降低运输燃料的温室气体强度（低碳燃料标准或LCFS），以及美国环境保护局管理的政策。 •TheRFScreatesrequirementsforincorporatingvariouscategoriesofrenewableresources,includingagbiofuels,intoliquidtransportationfuels.Acomplexcreditprogrambasedonsalesofqualifyingrenewableresourcesfacilitiesthe 成就这些要求。合格的阈值（估计生命周期温室气体强度降低20％、50％或60％）是粗粒度的，因此粗略地针对提供减少温室气体强度的激励措施。 •TheLCFSalsousesacreditsystemtoachievetargetedreductionsinlifecyclegreengegasintensityovertime.However,theemissionsintensitorsofqualifiedrenewablesourcesarebasedontechnologypathways,withcarefulassessmentofactualemissimissi 降低实际排放强度的激励措施。然而，对排放强度降低的测量仅与 用于比较的基线-对粪肥衍生沼气的负排放强度的计算表示了担忧。 •关于用玉米制成的传统生物乙醇实现温室气体的整体减少，存在激烈的争论。较低的碳技术仍然需要大规模使用。生产生物燃料也可能产生不利的环境影响，其中一些会引起环境正义问题。 1.Introduction 生物能源是由加工成液体燃料的生物原料产生的能量，或燃烧产生的过程热或电。各种精炼或加工技术用于生产生物能源。农业生物能源（ag生物能源）使用农业衍生的原料，无论是明确种植的作物作为能源或废物副产品，如粪肥。生物燃料和沼气是两种最常见的生物能源燃料。来自林业的可再生生物质能是另一种生物能源（WearadBartsa2020）。然而，我们在本期简报中的重点是来自农场和牧场的生物能源。 美国当前的农业生物能源政策反映了多种动机。它为农业部门的其他产品的生产和销售创造了有利的监管环境。包括农业生物能源在内的国内生物能源被视为通过减少进口来改善美国能源供应的安全性-尽管 我们在第5节中提出了有关该基本原理的问题。第三个非常有影响力的动机是生物能源减少碳强度和温室气体（GHGs ）总排放量的潜力。 本期简报提供了生物能源的简要类型，然后总结和讨论了非农政策格局中扩大生物能源生产的关键要素。它还强调了一些需要进一步考虑的重要问题。 我们专注于大约未来5到10年的时间框架，在这里对更大的长期问题采取不可知的观点，例如农业生物能源相对于电力在地面运输脱碳中的作用。 2.生物能源的类型 生物燃料包括乙醇和柴油燃料。传统的或常规的乙醇依赖于将食品淀粉蒸馏为燃料。乙醇也可以由纤维素原料相对于传统乙醇，这导致生命周期温室气体强度大大降 低。2纤维素原料可以在质量较低的土地上种植，这可能会减少粮食作物和燃料作物之间的竞争 农业土地，以及温室气体排放与更广泛的土地使用以扩大粮食作物生产乙醇的影响相比。然而，纤维素乙醇产量仍然很低，因为持续的技术障碍。 石油衍生柴油燃料的替代品可以由来自食品制备的废油和油脂、各种植物基油和动物脂肪制成。生物柴油是由这些来源通过化学过程制成的产品酯交换有限量的生物柴油可以混入石油基柴油燃料中。可再生柴油是通过产生与石油基柴油完全可互换的产品的过程制成的。两种燃料类型都是生物燃 料，尽管原植物油和来自食品制备的废物是完全不同的原料。从非食品能源作物中提取的油(例如，麻疯树)可以是ag生物燃料的另一种来源。 沼气是甲烷，CO的混合物，以及在低氧环境中生物质分解产生的其他杂质。这种厌氧分解存在于垃圾填埋场和污水处理厂，但沼气的主要来源是牲畜粪便的分解。如果将 2 粪便收集并放置在沼气池中，则可以收集并使用产生的沼气。可再生天然气是经过处理的沼气以去除杂质，并且在各种应用中与常规（化石）天然气完全互换，包括作为 运输燃料（压缩天然气）。 3.Ag生物能源的联邦政策背景 农业法案的能源标题成立于2002年，旨在加速生物燃料的生产，主要是玉米基乙醇。它是当前农业法案中的标题IX，2018年农业改进法（Pub。 L.No.115-334）。第九条除其他目标外，还支持生物能源原料的种植，生物燃料精炼的工艺流程以及研究和教育（CRS2022）。 标题IX计划针对ag生物燃料生产包括贷款担保和商品信贷公司支付先进的生物燃料生产和支付生物质种植和生物能源转换。2018年农业法案还设立了碳利用和沼气教育计划，以支持生物柴油教育，并将多种废物过滤成单一的沼气流。其他研究工作集中在刺激新生物燃料和其他生物质衍生物的生产。 CRS（2021b）显示了不同年份的生物燃料资金分配，其中能源标题包含在农业法案授权中。2018年农业法案继续提供较少强制性计划资金的趋势 1我们也没有深入研究生物能源在航空和海上运输能源或低碳氢来源的乙醇中的可能作用。 2生物能源温室气体的生命周期分析(LCA)包括土地利用变化(如森林砍伐)、农业实践(NO和CHemissions),andsoilcarbonsquestration 24 benefitsfrombiofuelcropproduction.Italsoincludesemissionsassociatedwithtransportationoffeedstockstorefineriesforbiofuelproduction,and operationoftherefiningfacilities(e, CO2在原料发酵过程中释放以生产乙醇）。LCA结果基础模型的属性以及这些模型做出的基本假设存在争议。 比2008年。如第3节所述，强制性资金减少与引入 以能源为重点的立法，导致美国生物燃料生产的显着扩张。2018年农业法案中的标题IX在很大程度上是一项旨在资助研究和教育的补充政策。 刺激农业生物燃料生产的一项关键能源相关政策是2005 年《能源政策法案》中制定的可再生燃料标准（RFS） 。RFS随后在2007年的《能源独立和安全法》中得到了扩展。RFS系统由美国环境保护署（EPA）管理，该机构还设定了将乙醇掺入汽车燃料的要求，以通过促进更完全的燃料燃烧来改善发动机性能并减少排气管排放。 TheRFSrequiresfuelsupplierstoprovideaminimumvolumeoftotalrenewablefuelsandofseveralspecificcategoriesofrenewablefuels.Therequirements werespecifiedbystatutethrough2022,withincreasingobligationsovertime.From2023onward,EPAhassetthevolumerequirementsbybalancingvariousfactorslistedinthestatute(AFDC2024c;EPA2023;CRS2023). 这些类别是常规可再生燃料（主要是玉米基乙醇）和高级可再生燃料，其中包括由纤维素原料和生物质柴油制成的燃料作为子类别。3指定类型的生物燃料只有在与常规石油燃料（汽油或柴油）相比达到某些生命周期减排阈值的情况下，才有资格纳入这些类别。传统可再生燃料的门槛是减少20%，而各类先进可再生燃料的门槛是50%或60%。 实际上，不是每个供应商都必须在自己的销售中满足这些可更新批量义务(RVO)中的每一个，而是通过 可交易信用体系。RFS涵盖的可再生燃料供应在销售到燃料市场时被分配为可再生识别号（RIN）。这些数字使EPA能够跟踪数量和碳强度。然后，燃料供应商可以根据RIN购买证书，作为根据自己的燃料销售履行其体积义务的间接方式。 ThepricesofthecertificatesindicatedtodrawtheRFS-requiredvolumeofthecoveryrenewablefuelsintothe 市场（AFDC2024c，2024d；CRS2023；2015年股票）。4 对传统乙醇的需求在2015年停止增长，因为对乙醇的需求受到EPA当前要求将10％的乙醇混合到车用汽油中的限制 。此后，其他先进燃料发挥了更大的作用。 除RFS外，2022年《降低通货膨胀法》（IRA）还包含许多与生产和基础设施相关的税收减免，用于基于生物质的“清洁能源”来源，包括沼气（AFDC2024b）。5IRA扩大了先前的税收抵免（称为45Q ），用于使用碳捕获，利用和存储（CCUS）。 2 吸引玉米乙醇生产商，因为捕获CO的成本乙醇发酵是低的-一个重要的考虑因素，因为乙醇的排放 发酵估计接近美国总二氧化碳排放量的1%(Irwin2024).6 2 3来自农场粪肥生物消化器以及垃圾填埋场和废水处理厂的一些可再生天然气被包括在纤维素类别中。 4这是对实际上非常复杂的监管系统的高度简化的概述。 5在这些措施中，爱尔兰共和军将对包括生物柴油在内的生物燃料的现有税收优惠延续到2024年，并在2025年设立新的清洁燃料生产税收抵免(45Z)(Pub.L.No.117-169)。 645Q信贷也适用于依赖生物质燃烧的生物能源业务，这些业务通常与先进的生物燃料共享原料。 4.加州低碳燃料标准 在运输中增加使用ag生物燃料和其他可再生燃料的另一个重要驱动因素是加利福尼亚州的低碳燃料标准（LCFS ），该标准于2011年开始实施，这是2006年《全球变暖解决方案法》（Pub.L.No. 109-58，酒吧。L.不。110-140，CAAB-32），并已进行了多次修订，2024年（CARB2024）正在进行另一次修订。7LCFS为所有涵盖的运输燃料的生命周期碳强度设定了平均标准 ，相对于常规汽油和柴油。温室气体排放量低于特定年份的合规目标的生物燃料可产生可交易的信用额，可由碳强度超过标准的其他燃料来源使用（Yeh等人。2021)。自2011年以来，乙醇，生物质衍生柴油（生物柴油）和沼气一直是LCFS信用额的三个最大发电机（Smith2024a）。8LCFS与RFS一样，已经提高了减少运输燃料温室气体排放的合规目标。 在LCFS中使用具有绩效标准（平均温室气体强度）的可交易信用额说明了这种监管方法的一个有趣方面（Yeh etal.2021).Thetradablecreditscreateacompetitiveincentiveamonglow-carbonfuelsupplierstoreducetheircarbonintensity,sincedoingsoincreasesthenumberofcreditstheirproductscanobtain.Thecompetitionisbasedondetailedthreviewsby oftechnologypathwaysusedtosupplythefuelstoavoidundercountingemissionsfromsomesourceswhilefailingtofullyrecognizethelowlifecyclecarbonintensityofotherpathways.Forexample,etholfermentationandrefiningcouldbemodi