美国燃料乙醇产量快速增长的原因及对国际玉米市场的影响

第30卷第4期中国农业大学学报(社会科学版)2013年12月China Agricultural University Journal of Social Sciences EditionDec. 2013美国燃料乙醇产量快速增长的原因及对国际玉米市场的影响蔡海龙王秀清[摘要]2000年以来,随着能源需求不断增长和原油价格上涨,以及产业政策的大力扶持,美国燃料乙醇出现井喷式增长,目前产量约占全球燃料乙醇产量的一半以上。面对美国燃料乙醇产业的快速发展是政策驱动还是市场驱动的争论,文章通过比较分析认为补贴政策是美国燃料乙醇发展的核心驱动力,而原油和玉米价格则是直接驱动力。作为全球最大的玉米生产国和贸易国,美国燃料乙醇的快速发展已成为影响全球玉米供求平衡、推高玉米市场价格的重要因素。在这样的背景下,中国玉米进口量逐年增加,为此中国必须准确定位自己的玉米进口依存度,提高玉米生产能力,积极保障国内粮食安全。[关镳词]燃料乙醇;玉米;贸易;粮食安全进人21世纪以来,在政策、市场和环境保护等多种因素的推动下,美国燃料乙醇发展速度明显加快,乙醇产量在过去十年中翻了三番。玉米是美国生产燃料乙醇的主要原料,2011年用于生产燃料乙醇的玉米消费量已达到1.3亿吨,占当年美国玉米产量的40%,占世界玉米产量的15%,是全球玉米贸易量的1.4倍。作为全球最大的玉米生产国和出口国,美国燃料乙醇快速发展已成为影响全球玉米供求平衡、推高玉米市场价格的重要因素,对部分粮食净进口国的粮食安全产生了进步威胁。近几年,随着中国玉米饲用需求和深加工需求的快速增长,中国国内玉米供求趋紧,逐步从玉米净出口国转变为净进口国。但在全球燃料乙醇产量快速增长以及玉米价格持续上涨的背景下,从国际市场进口玉米的可获得性将受到严峻挑战。对此,中国需要及时研究并采取相应对策,以保障粮食安全。、美国燃料乙醇生产现状及趋势燃料乙醇产量呈现井喷式增长。进入21世纪后,随着能源需求不断增长和原油价格上涨,以及产业政策的大力扶持,美国燃料乙醇产量增长非常迅速。2000-2011年,燃料乙醇产量从16.3亿加仑增加到139亿加仑,增加了7.5倍,年均增长21.5%。2008—2010年美国燃料乙醇产量增长量分别占世界燃料乙醇增长量的59%、73%和76%,成为世界上最大的燃料乙醇生产国,产量约占全球燃料乙醇产量的一半以上。燃料乙醇九成以上用玉米为原料生产。目前,以纤维素等非粮原料生产第二代燃料乙醇在技术上尚不成熟,大规模生产在经济上缺乏可行性,因此,玉米仍然是美国燃料乙醇最主要的生产原料。2011年,美国先进生物燃料(生物柴油和用非粮原料生产的燃料乙醇)产量约为10亿加仑,仅占2011年美国生物燃料产量的77%。混合比例提高将扩大燃料乙醇的市场容量。目前,混合了燃料乙醇的汽油几乎全部作为交通工具的燃料来消费。美国环境保护局允许所有车辆使用添加10%乙醇的汽油(E10);灵活燃料汽中国煤化工[收稿日期]2013-07-10[作者简介]蔡海龙,中国农业大学经济管理学院讲师CNMHG王秀清,中国农业大学经济管理学院教授,邮编:100083。128中国农业大学学报(社会科学版)2013年圣至室室至至至至登国到后需年份图11980—2011年美国燃料乙醇产量资料来源: Renewable Fuel Association车(fex- fuel vehicles)可使用乙醇混合比例最高达85%的燃料(E85),但这种车辆所占比例非常小。2011年,美国成品汽油产量为1390亿加仑,其中添加了乙醇的汽油产量为1227亿加仑,占88%,已趋于饱和。10%的乙醇混合比例(E10)已成为燃料乙醇消费继续增长的瓶颈,为了在2022年能够实现360亿加仑乙醇消费量的新能源法案目标,美国能源保护局(EPA)正在研究提高燃料乙醇在汽油中的混合比例。截至2011年1月,美国能源保护局已允许2001年及以后生产的汽车使用混合比例为15%的乙醇汽油(E15),这意味着目前62%的汽车可以使用E15汽油。未来随着汽车发动机技术的改进和提高,燃料乙醇作为汽车燃料的比例将大幅提高。二、美国燃料乙醇产量快速增长的主要原因美国燃料乙醇产业的快速发展是政策驱动还是市场驱动,一直存在着分歧。政策驱动论者认为,政府的补贴政策是燃料乙醇发展的主要驱动力,离开了政府的补贴美国燃料乙醇产业难以为继;而市场驱动论者认为,政府补贴只起到引导作用,能源价格走高是促进燃料乙醇发展的真正动力。其实二者在燃料乙醇产业的发展中都起到了重要作用,只是角色不同而已,政府补贴稳定了燃料乙醇的生产预期,高能源价格则是燃料乙醇产量和产能快速扩张的直接拉动力。高额政府补贴是燃料乙醇发展的核心驱动力全方位、多层次的政策措施支持燃料乙醇发展。为了减少对化石燃料进口的依赖、提高农民收人和减少温室气体排放,美国联邦政府通过一系列的法案和政策优惠来支持和保护燃料乙醇生产山。主要包括:(1)强制混合政策,通过制定可再生能源标准(RFS)强制提高燃料乙醇产量;(2)税收优惠政策,与汽油混合的乙醇给予每加仑45美分的税收返还(2008年农业法案把退税标准由原来的51美分/加仑调低到45美分/加仑);(3)进口关税政策,为了防止进口燃料乙醇对国内市场的冲击,美国对进口燃料乙醇征收54美分/加仑的进口关税;(4)其他政策,主要包括对小规模乙醇生产者实施收入税减免,以及为燃料乙醇企业建设和扩张提供低息贷款等。除联邦政府补贴外,各州政府也出台了相应政策对燃料乙醇发展给予了大力支政府补贴是乙醇生产企业利润存在的基础。同样体积的中国煤化工享的燃烧能量相当于汽油的2/3,为了能让乙醇和汽油混合销售,在购买燃,CNMH合燃料分销商每加仑45美分的税收减免(补贴),以维持燃料乙醇较高的销售价格。图2显示了扣除每加第4期蔡海龙等:美国燃料乙醇产量快速增长的原因及对国际玉米市场的影响129仑45美分补贴前后燃料乙醇生产商的利润水平,从图中可以清楚地看到,在扣除补贴后,除2006年前后乙醇生产商有盈利外,其他年份均处于亏损状态。包括补贴的利润水平■扣除补贴的利润水平lmbtullmilhom要妄日期图2补贴前后燃料乙醇生产商的利润水平资料来源:lowaStateUniversityhttp:∥w.extension.nastale.edu/adm/outlook.html(二)原油和玉米价格是燃料乙醇发展的直接驱动力原油价格高低决定了燃料乙醇的价格,影响燃料乙醇的收益;而玉米价格则主要影响燃料乙醇的生产成本。二者共同决定了燃料乙醇的利润空间。在现有技术水平和不同政策背景下,保持乙醇生产盈亏平衡所需玉米和石油对应价格见图3。2005年7月至2006年8月,原油价格维持在每桶50美元至70美元之间,而当时玉米价格不超过2美元/蒲式耳,乙醇生产企业获得了较高的利润水平。因此,2007年和2008年美国乙醇产能迅速扩张,但由于玉米价格飙升压缩了燃料乙醇的利润空间,产能扩张速度在2009年之后逐步放缓。口固定补贴■无补贴口浮动补贴口RFS15三只车石油价格美元·桶)3乙醇生产在不同玉米和石油价格水平下的盈亏平衡点资料来源: Farzad Taheripour and Wallace E. Tyner(2008)(三)减少温室气体是燃料乙醇发展的名义驱动力除政策因素和市场因素外,环境保护为燃料乙醇发展提供了名义上的支持。生物能源的支持者认为利用燃料乙醇替代化石能源能够有效减少温室气体排放,有利于保护环境。但也有不少研究表明,生物燃料对气候变化的影响不能一概而论。一是不同生冂中国煤化工时对温室气体减排的作用差异很大,用第一代生物燃料替代化石能源能刂HCNMHG%,其中巴西甘蔗乙醇的减排幅度能达到70%~90%,而美国玉米乙醇的减排幅度仅为10%;二是提高生中国农业大学学报(社会科学版)2013年物燃料产量引发了直接或间接的土地用途转变,可能会增加温室气体的排放;三是生物质能源作物在生产、加工过程中需要消耗大量的水资源,加剧了全球水资源的竞争,同时加大了化肥、农药的施用量进而影响水资源的质量。三、美国燃料乙醇发展对玉米贸易的影响美国是世界上最大的玉米生产国和出口国,玉米出口量占世界玉米贸易量的40%以上,加之美国是世界大宗农产品的价格形成中心,美国燃料乙醇的快速发展已成为影响全球玉米供求平衡、推高玉米市场价格的重要因素。(一)美国玉米产量增长部分几乎全部用于乙醇生产,全球玉米贸易量呈下降趋势2000年以前,美国玉米需求主要以饲料需求为主,饲料需求占总需求的60%左右。200年之后,随着燃料乙醇产量的快速增长,玉米消费结构发生了较大变化。2000-201年,用于饲料消费的玉米所占比重从59.8%下降到372%;而用于生产燃料乙醇的玉米所占比重则从6.5%快速增加到38.8%,所占比重在2010年超过饲用需求成为玉米最主要的消费需求。从绝对量来看燃料乙醇玉米消费量在2011年将达到1.3亿吨,比2000年增长了1.1亿吨,而同期玉米产量仅增长了0.76亿吨。为了满足国内快速增长的玉米需求,一方面美国通过增加种植面积和提高单产来增加玉米产量,另一方面美国减少了玉米出口数量以保障国内需求。自2007年之后,美国玉米出口数量呈现下降趋势,2010/2011年度出口量比2007/2008年度减少了1531万吨,年均减少510万吨。受此影响,世界玉米贸易量从2007/2008年度的9864万吨下降到2010/2011年度的9045万吨,减少了819万吨(二)乙醇产量快速增长加剧了玉米供求矛盾拉动玉米价格不断上涨进入新世纪以来,玉米需求快速增长导致玉米供求偏紧,玉米价格不断飙升。影响玉米价格的因素很多,但由于用于生产燃料乙醇的玉米需求增长最快,燃料乙醇产量增长已成为推高玉米价格的重要因素。2005年之前,美国玉米价格与乙醇产量的相关性并不显著,2005年之后,二者表现出致的快速的上升趋势。据有关专家定量测算,2006-2009年美国玉米价格与2004年相比分别增长了48%、104%、97%和75%,其中燃料乙醇产量增长拉动玉米价格分别增长了19%、21%37%和317%(2。由于美国玉米价格是国际玉米价格的标杆,美国玉米价格上涨直接带动全球玉米价格上升。(三)燃料乙醇的发展打通了玉米市场与能源市场的通道,玉米价格和石油价格的联动明显加强燃料乙醇通过能源市场和农产品市场两个层面的竞争将农产品市场和能源市场更紧密地联系起来。在能源市场上,当化石燃料价格超过替代燃料乙醇的生产成本时,就会刺激燃料乙醇对玉米的需求。在农产品市场上,如果现有玉米价格低于生产燃料乙醇的盈亏平衡价格时,就会增加玉米向燃料乙醇的转化,推动玉米价格上涨。2000年以后,随着燃料乙醇的快速发展,玉米价格和原油价格的联动性明显增强,特别是在2005年以后,二者价格的波动趋势及幅度表现出很强的一致性(图4)。由于相对农产品市场而言,能源市场很大,能源需求的微小变化就能引起农产品需求的巨大波动3)。玉米和原油价格的联动性增强必将加剧玉米市场的波动风险。(四)燃料乙醇的发展增加了国际玉米市场的不稳定性,部分净进口国的粮食安全受到严重威胁方面,在全球玉米需求不断增长的背下,作为全球最大中国煤化工美国不仅没有增加玉米出口,反而减少出口,加剧了全球玉米供求紧张局获得性。另一方面,全球玉米价格飙升通过市场机制传导至小CNMHG玉米的可寻大他假民阳切,带动整个粮食价格进一步上涨,部分缺粮国家的粮食安全和社会稳定面临严峻挑战。中东、非洲和拉美部分第4期蔡海龙等:美国燃料乙醇产量快速增长的原因及对国际玉米市场的影响131原油价格左轴)一玉米价格(右轴日期图4美国玉米价格和原油价格的变动趋势资料来源: Energy Information Administration,美国农业部国家已经因粮食短缺和高粮价问题爆发了骚乱,社会和政局稳定受到严重影响。四、中国的应对策略(一)中国政府应准确定位玉米进口依存度以保障粮食安全随着居民收入的不断提高,中国居民对谷物类口粮需求保持基本平稳,但对肉、蛋、奶等产品的需求快速增长,加之商业化养殖比例的不断提高,玉米的饲用需求大幅增加;同时,由于玉米深加工产业发展迅速,中国国内玉米供求趋紧,玉米进口呈现增加趋势。但在国际市场上,玉米进口国众而出口国寡,美国作为世界上最大的玉米生产国和出口国,对国际市场的影响更为突出。随着燃料乙醇的快速发展,美国已经开始减少玉米的出口数量,加之中国玉米进口面临与日本、韩国等亚洲国家的激烈竞争,中国从国际市场进口玉米的可获得性面临巨大挑战。虽然美国正在研究第二代纤维素乙醇技术,但尚处于实验室研究阶段,真正商业化生产还需要较长的时间,在未来相当长的段时期内,燃料乙醇发展对玉米的需求仍将继续扩大。因此,准确定位中国玉米进口依存度是保障中国粮食安全的重要基础之一。(二)加大科技投入提高中国玉米单产水平中国的基本国情决定了中国粮食供给必须立足国内生产的基础上利用国际市场。目前,玉米是中国种植面积最大的粮食作物,受土地资源约束,进一步扩大种植面积的难度越来越大,因此玉米单产的提高将是今后提高玉米产量的主攻方向。2010年中国玉米单产为364公斤/亩,在全球排第43位,比排名第一的以色列低1529公斤/亩,比世界玉米主产国美国和阿根廷的单产低分别低275公斤/亩和157公斤/亩,中国玉米单产有着很大的提升空间。为此,中国应通过科技研发基础设施建设等综合措施,从种子培育、栽培技术、病虫害防治等各个环节提高玉米生产能力。(三)适度进口玉米酒糟以缓解玉米供给压力玉米酒糟(DDGS)是生产燃料乙醇时产生的副产品,可以作为饲料的能量和蛋白原料来替代玉米和豆粕。随着中国饲料需求的快速增长,玉米等粮食产品的饲用需求不断增加,而受土地和水等资源条件的约束,中国粮食产量增长的难度越来越大,饲料粮发展减少了玉米供给量,但同时增加了玉米酒糟的供给。2010年中国煤化工料乙醇的CNMHG0万吨出口800万吨。在国内玉米供给压力不断增加的趋势下,适度合理地进口玉不槽可以减少饲料中对粮食的消耗,缓解玉米等饲料粮的供给压力。132·中国农业大学学报(社会科学版)2013年(四)积极发展第二代生物能源以兼顾能源安全和粮食安全尽管以玉米等粮食作物为原料的燃料乙醇发展受到许多的质疑和批评,发达国家可能会调整生物燃料发展目标模式与步伐,但在能源需求不断增长和全球石油储量日趋减少的大背景下,农业与能源工业的相互作用和影响将进一步加强能源农业将是未来影响农业发展的重要因素据中国石油企业协会公布的《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书》显示,2010年全年中国石油的表观消费量约为4.49亿吨,同比增长了12.3%;同时,石油的进口量也大幅增长,2010年中国石油的对外依存度已高达55%以上。生物能源作为可再生能源对于提升未来能源结构、确保能源安全具有重要的战略意义。但对于中国这样的发展中国家来说,由于人口众多耕地资源紧张粮食安全问题十分突出,以玉米、小麦等粮食原料来生产生物燃料可行性很小。因此,中国应加大科研和政策支持力度,实现生物燃料生产原料多元化在缓解能源压力的同时,避免出现“与人争粮、与粮争地”的局面。[参考文献][1 Tyner W. The US Ethanol and Biofuels Boom: Its Origins, Current Status, and Future Prospects. BioScience, 200858(7):646-653[2] Babcock B, Fabiosa J. The Impact of Ethanol and Ethanol Subsidies on Corn Prices: Revisiting History. CARD Pcicy Brief 11-PB 5, April 2011[3]徐锐钊韩一军,倪洪兴,等.生物燃料对保障能源安全作用及对农产品市场影响.世界农业,2010,6:15-194]封颖.类国生物能源战略和农业政策对中国未来农业的启示科学对社会的影响,2008,3:15-18[5]吴方卫,沈亚芳,张锦华,等.生物燃料乙醇发展对中国粮食安全的影响分析一一基于与粮争地的视角.农业技术经济,2009,1:21-29The reasons of U. s. Fuel Ethanol Production Increase andIts Impact on International Maize MarketCai hailong Wang xiuAbstract Since 2000, with the increasing energy demand and rising crude oil prices, as well as the fuel ethanol policysupport, the production of U. S. fuel ethanol increases very fast and the current production accounts for more than half ofglobal fuel ethanol production. In the face of the debate that the rapidof U.S. ethanol production is driven by gov-ernment subsidy or market, this paper's analysis results show that the subsidy policy is the core driving force in the development of fuel ethanol, and the price of crude oil and corn is the direct driving force. As the worlds largest maize producerand exporter, the rapid development of fuel ethanol has significant effect on global maize. The imports of maize in China in-creased gradually, so China have to make maize import plan and improve its production capacity so that China could ensuredomestic food securityKey words Fuel ethanol; Maize; Trade: Food security(责任编辑:常英)中国煤化工CNMHG