低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略

第31卷第6期农业现代化研究Vol 31 No 6200年1月 RESEARCH OF AGRICULTURAL MODERNIZATIONNov.2010低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略冯献,詹玲,李宁辉(中国农业科学院农业经济与发展研究所,北京100081)摘要:工业化进程的加快已使得我国碳排放量逐渐增加,气候问题严峻,对两型杜会的建设造成了一定的威胁。展以燃料乙醇与石油混合替代化石燃料,对节能减排有着重要意义。本文通过分析能源供给紧张和碳排放量增加背景下,认为当前中国燃料乙醇发展已从第一代生物燃料向第二代生物燃料转变,非粮燃料乙醇发展迅速。在此基础上,针对中国生物质能资源状况,认为发展燃料乙醇,应贯彻落实科学发展观,坚持因地制宜、循环农业和技术进步的原则,着重从基地建设出发,加快产业结构升级转型,发展多元化原料,从而提高产业经济效益和社会效益。关键词:低磯经济;燃料乙醇;发展策略;非粮原料中图分类号:S216文献标识码:A文章编号:10000275(2010060704-04Development Strategy of Fuel Rthanol Under the Route of Low Carbon RconomyFENG Xian, ZHAN Ling, LI Ning-hui(nstitute of Agricultural Economics and Development, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)Abstract: The rapid development of industrialization has brought the increasingly growth of carbon emission in ChinaClimate change problems become more and more rigorous. It is import to develop fuel ethanol that to mix the gasoline toreplace fossil fuels in order to reduce the carbon emission and conserve energy. After analyzed the background of energyconflict and carbon emission, the author analyzed the biomass resources in China and proposed the guiding ideology andbasic principles in developing fuel ethanol The author proposed that in the future development of the fuel ethanol, scientificconcept of development should be implemented In the future development, we should insist on adjusting measures to localconditions, developing recycle agriculture and technological progress. At the end of this paper, the author proposedonsidered that in the future development, more policies should be focused on the resource base construction. Meanwhile,accelerating industry upgrading and expanding feedstock structure are important as well. Basing on the strategy, Chinesefuel ethanol industry will presented more economic and social benefitsKey words: low carbon economy; fuel ethanol; development strategy, non-grain raw material改革开放30年来,中国工业化进程不断加快,发展建立了一个友好的平台,促进了全球化经济形所取得的成绩非常显著。然而,在经济发展过程中,势下中国经济的稳定、健康和可持续发展。带来了资源的耗竭、环境恶化等问题。据测算,1978中国的生物燃料乙醇起步于2002年,虽然发展年中国碳CO2)排放量为1380亿t,2008年达到65.较晚但自《车用乙醇汽油“十五”发展专项规划》提30亿t,1978-2008年化石能源燃烧排放的CO2年出开始中国液态燃料乙醇得到快发展。到2008年均增长达到532%。据EIA预测,2006-2030年中国燃料乙醇年产量已达到15180万t,跃居世界第三CO2排放年均增长28%。可见,化石燃料消费的增位,成为继美国、巴西后的世界燃料乙醇主产国,随加已使得环境气候问题凸显,对建设两型社会造成着生物燃料技术的不断提高,纤维素乙醇产业将得了重大威胁。为此,中国自2005年制定《可再生能源到较快发展。据麦肯锡2009年研究报告分析:到法》以来,一直致力于风能水能生物质能等可再生2020年,中国纤维素乙醇可替代3100万t汽油,使能源的研究与开发。2010年4月22日,温家宝总理得中国对外石油依存度下降10%,同时每年还能减在国家能源委员会第一次全体会议中提出:应加快排9000万t二氧化碳。能源结构调整,大力培育新能源产业,下大力气落实2020年非化石能源消费比重提高到15%的目标加1中国能源供求形势严峻,亟需寻求替代性快农村地区、边远地区、民族地区能源发展构建低能源碳经济体系。这对减少碳排放量,推动节能和替代能中国能源消费主要由石油、天然气煤炭构成。源的发展,有着重要推动作用,为气候问题及可持续2008中国煤化工12%为化石燃料。※2009年农业部农业资源与区划课题“我国木薯产业发展研究”;2000年中央CNMHG项资金资助项目(编号作者简介:冯献(1986-),女,广西桂平人,硕士研究生,主要研究方向为农业政策;詹玲(1978-),女,福建平潭人,助理研究员,主要研究农业多功能农业政策休闲农业、农业生物质能产业收稿日期:201009-02,修回日期:20009-18第冯献等:低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略随着经济的发展能源的消费不断增加但能源供求的缺口也逐年增加,其中2007年缺口达到最大2中国燃料乙醇发展现状值,为3.02亿t标准煤(图1)。19902008年间,中由于石油、天然气和煤炭等化石燃料的不可再国能源消费量增长了289倍年均增长55‰;中国生性,碳排放量高,可再生能源的发展得到快速发能源生产增长了2.50倍,年均增长4.85%。展。在经历了几次石油的大幅度攀升后,寻求替代能源成为一国发展经济和保护环境的重要任务之一,二商生物质能产业的发展也得到较快的发展。中国能源鉴二需求紧张,石油外贸依存度高,亟需发展可再生能源以保障中国能源安全,燃料乙醇的发展有效地解-5-199019921994199619982002002200420062008决了这一矛盾,并为中国能源多元化拓宽了道路。数据来源:中国统计年鉴20021生物燃料由第一代向第二代过渡,非粮燃料乙图11990-2008年中国能源供求情况醇时代占主导地位能源供应的紧张,在一定程度上威胁着中国经中国燃料乙醇酝酿于1999年,起步于2002年济的发展尤其是石油供应的紧张更是加剧了中国发展于2005年左右,目前燃料乙醇年产已超过150能源危机。据统计,2008年中国石油消费总量达到万t,成为继美国、巴西之后的第三大燃料乙醇生产376亿,生产总量为1.90亿t。1985-2008年,中国国。中国第一代以粮食为原料生产的燃料乙醇经历石油消费总量增加4.10倍,年均增长632%;石油了粮食过剩到粮食供给紧张后,步伐逐渐放慢燃料生产总量年均增长1:4%,从2003年开始石油供乙醇产业路线发展逐渐转向非粮燃料乙醇。需出现缺口,并在2008年达到最大,为1857亿t1)粮食乙醇从生产的兴起到步伐放慢。早在(图2)。由于石油供给不足使得中国成为全球的石1999年,由于库存粮食积压过多,我国开始酝酿陈油主要进口国。据统计,从1993年开始中国石油从化粮的用途。2001年,当时的国家计委等五部委颁净出口国变为净进口国,并且净进口量逐年增加,到布了《陈化粮处理若干规定》,规定陈化粮必须在县2006年,达到最高,为1.68亿t,2008年外贸依存度级以上粮食批发市场公开拍卖,确定陈化粮的用途达到4367%(图3),据国家发改委统计,到2015年主要用于生产酒精、饲料等。此后在国家对燃料乙我国石油外贸依存度将高达504%醇四大粮食燃料乙醇企业开始加大规模生产燃料乙醇,并于2006年达到了年产102万t的燃料乙醇消(其中70%用玉米生产、30%用小麦生产),使得中国燃料乙醇跃居世界第三位。然而,如果按照133的0能源转化率来算,继续以粮食作物生产燃料乙醇,那爆-1000965999999002307么每年将消耗粮食495万t,占我国常年粮食总产数据来源:中国统计年鉴2000量的1%。粮食需求的日益增加,使得粮价高位运图21985-2008年中国石油生产和消费情况行,威胁着城镇低收入家庭和农村贫困人民的基本生活。为此,2006年12月18日发布了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理》《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》,并规定除广西中粮生产的fatstos71989199119931995199719992001200320052007燃料乙醇外,其它以陈化粮、玉米等加工项目暂停并同时提出了重点支持以薯类、甜高粱及纤维资源图319852008年中国石油进出口情况等非粮原料产业发展的原则,以保障我国粮食安全。石油供给的紧张,对中国汽油生产造成很大的(2)非粮燃料乙醇的快速发展。自我国规定发展威胁。如果按国际水平,1t原油提炼汽油0.29,那么燃料乙醇必须坚持不争粮地,走“非粮”路线后,“试2008年原油产量为190亿t,则可提炼汽油551036之粮,发之非粮”的非粮燃料乙醇快速发展。《可再生万to据统计,2008年中国汽油表观消费量为63427能源「V凵中国煤化工年,每年用生物燃万t,汽油缺口为83234万t,需要原油287014万料替替代1000万t,到te如果按10%的燃料乙醇添加汽油计算那么全国2020CNMH料的15%。按照国需求燃料乙醇287.01万t。而以当前中国燃料乙醇家发改委《燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”期间生产能力来看远远满足不了需求推广使用专项规划》的要求,“十一五”期间,以“非农业现代化研究第31卷粮”作物(木薯、甜高粱、甘薯等)为原料的燃料乙醇年我国粮食总产量为531亿t来算,那么我国秸秆的年生产能力要达到200万t,其中在广西建设产资源年产量约为637亿t但扣除15%的还田、28%能达100万t的非粮燃料乙醇。200年底广西中的饲料用秸秆以及3.29%的工业用秸秆,那么秸秆粮落户合浦工业区,开始投产年产20万t的木薯燃可获得量约为342亿t,在扣除可获得量中的50料乙醇,使得广西成为继四大燃料乙醇企业原料基作为农村居民生活燃料用,实际可利用的农作物资地之后南方大型和循环的非粮燃料乙醇原料生产基源量为171亿t,按50%标准煤的燃烧值,即折合地。据悉,该集团又拟在广西梧州建设年产能30万85510ce。自2004年以来我国粮食一直保持增t的木薯燃料乙醇加工厂。2007年6月,另一条木薯产,单产和收获面积都在提高。同时随着秸秆综合燃料乙醇生产线也在广东清远启动,不久后将投入利用技术的不断提高燃料转化率也将逐渐提高。生产。到2010年中石油将完成非粮原料生产乙32可利用边际土地醇200万t,2015年将在云南投产年产400万t的可利用边际土地属后备土地资源,是指在现有以“红薯、甘蔗橡胶籽”为原料的燃料乙醇条件下,尚未被利用、不具备农业开发价值、不适用22纤维素乙醇起步于居住和建设、生态环境比较脆弱的贫瘠劣质土地无论第一代燃料乙醇抑或向第二代过度的15如一些荒坡、荒地、低产田等土地资源。这种土地资代燃料乙醇的生产和发展,均需要大量的土地面积源可以产生一定生物量、有一定生产潜力可在把握作基础。虽然在非粮燃料乙醇政策支持下,木薯燃料好“不与民争粮不与粮争地”的原则下,开发用于能乙醇得到快速发展然而作为第一代生物燃料向第源作物和能源林木的种植二代生物燃料过度的木薯燃料乙醇,在资源配给方根据国土资源部、中国森林资源报告、中国土地面仍存在较大问题。适宜种植木薯的资源有限原料资源报告和石元春教授等研究结果,对可利用边际基础薄弱产能相对不高产业竞争压力仍较大。为土地的测算认为,当前中国现有可利用边际性土地此,我国也一直致力于第二代生物燃料即以木质纤3200-7600万hm2,包括后备耕地734-937万hm2维素为原料生产燃料乙醇,如河南天冠集团已利用冬闲田866万hm2后备林地1600-5704万hm2。而秸秆生产了年产03万t的纤维素燃料乙醇,目前适合生物质能作物种植的集中连片的宜耕边际性土10万t的秸秆纤维素乙醇正在建设中;同时,吉林地面积为700.16万hm2,其中荒草地为361.58万燃料乙醇公司年产03万t的甜高粱茎杆纤维乙醇hm2,盐碱地为8005万hm2,滩涂为543万hm1已启动。虽然我国木质纤维的资源丰富,可获得性33能源作物高,但由于技术的复杂性使得目前纤维素乙醇仍处能源作物主要指用于燃料乙醇和生物柴油生产于起步阶段,在产业化方面处于劣势的最重要原因的农作物原料,是一种潜在的人工培育的生物质资就是秸秆燃料乙醇尚未突破转化成本太高源,若按照我国可再生能源规定的“非粮”原料路线3中国生物质能资源概况来看我国能源作物主要包括木薯、甜高粱、甘蔗等淀粉作物麻风树、黄连木、光皮树、文冠果、油茶等为挖掘中国燃料乙醇发展潜力,有必要对中国油料能源林。据统计,中国目前有7596万hm2的土生物质能资源作一概述。当前中国生物质能产业发地可用于能源农业,可生产乙醇2850万t,生物柴展主要采用农作物秸秆及能源作物为主,农作物秸油1425万t;有6753万hm2土地可用于能源林业秆是已被证明相对可靠的生物质能源资源;能源作可生产生物柴油2026亿t有3333hm2可利用物属于中国为发展生物能源、人工培育、潜在的资的海岸滩涂和大量的内陆水域,培植油藻制取生物源;可利用边际土地是核算中国能源作物生产潜力柴油的潜力巨大的一个重要资源之按照国家发展改革委员会制定的《可再生能源3.1农作物秸秆中长期发展规划》规定,到2010年,每年用生物燃料农作物秸秆主要用于生产沼气,并且该技术在替代石油200万t,到2020年替代1000万t,到中国已日臻成熟,也被证明了对中国农村居民能源2020年,中国生物燃料将占到交通燃料的15%。而需求的重要作用。农作物秸秆是成熟农作物茎叶如果产个“的源,那么到20501050亿t,包括燃决于粮食作物的播种面积和秸秆收获系数。如果按料乙CNMHG∞00万t,将绿化粮秸比为1:1.2(一般情况而言,水稻秸秆比为1:3000万hm2土地,每年将减少31000万t的二氧化0623;玉米为1:2;小麦为1:1366)的估计按2009碳,对发展我国低碳经济有着重要意义。第6期冯献等:低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略4中国燃料乙醇发展的基本原则和策略发展。积极推进生物能源和生物化工原料基地补助资金的管理,政策从企业支持型转向原料基地扶持中国生物质资源丰富,适合能源作物种植的边型。在近期,充分利用荒草地、盐碱地等点片相连的际土地开发潜力大。在近期,应加大对燃料乙醇原料可利用边际土地,在具有条件地区种植非食用粮糖作物种植的支持,在考虑到更低资源及产业分配同油类植物积极培育木薯、甘蔗、菊芋等非粮作物稳时抓好非粮燃料乙醇原料基地建设推进1.5代向定产业原料需求;在中远期,应加大规模发展纤维素2代生物燃料的转换促进原料的多元化发展。燃料乙醇实现低成本、规模化的纤维素生产基地建指导思想是贯彻落实科学发展观,按照“两型”设,促进燃料乙醇的规模化、标准化生产。社会要求,以保障国家粮食安全和提高资源利用效(2)合理有效利用边际性土地做好燃料乙醇产率为前提,坚持以市场为导向,以技术可行、有效减业发展规划。在开发可利用边际土地时根据资源察排突出区域特色、实现技术革新为突破口,以实现赋和产业配给,做好能源作物产业资源区域生产潜农民增收和原料多元化为目标,实现国家燃料乙醇力评估积极推进原料多元化发展,建立完善的燃料产业稳步提升,推动燃料乙醇产业化经营。乙醇产业布局,对不同区域进行不同能源作物的选4.1基本原则育、栽培推广良种良法的覆盖率,以提高土地产出当前我国燃料乙醇的发展一段时间内还将主要为目标适度发展能源作物种植满足国家燃料乙醇以农作物为原料进行燃料乙醇生产。然而,我国人均的原料需要。保有土地面积有限,因此,在有效挖掘可利用边际土(3)加强科技创新,提高燃料乙醇产业效益。燃地的同时,要大力改进能源转换率技术,积极推进纤料乙醇产业能否顺利发展,关键是依靠技术进步。由维素乙醇的发展。于我国技术在这方面发展比较晚,在技术上有很多(1)坚持因地制宜非粮为主。各地在发展燃料的瓶颈对于关键技术,可以通过国家层面的科研实乙醇的时,应坚持因地制宜,合理布局,针对不同地力来进行科研研发加快品种改良,完成传统种植模区资源禀赋,进行产业结构调整,重点推进以薯类、式的转变,以此提高农户种植收益;同时,还应积极甜高粱及纤维资源等非粮原料产业的发展,对资源开拓多元化原料,加大力度对纤维素乙醇关键技术产区进行合理的产业原料分配协调产业结构,政策的研发,保证低碳经济成本下,提升产业整体竞争转向原料基地生产,为基地农户创收提高燃料乙醇力。此外,对企业自身开展的科技创新,国家给予原料可获得性。定的奖励,从而实现技术革新,以此来降低产品成(2)坚持循环农业,构建低碳能源框架。坚持循本,提高燃料乙醇产业整体效益。环经济的理念,建立生命周期能量平衡和GHG排(4)加大国家支持推进产业健康发展。燃料乙放影响评估体系和考核准则,加大对燃料乙醇企业醇产业具有很大外部性,这就需要国家来采取相关废水治理的管理,加快深加工业的结构调整,通过形的政策来扶持产业发展。在种植方面,切实做好基地成基地-企业-基地的循环路线提高资源利用水平生产建设鼓励产业合作组织的建立,在提供必要的和效益减少污染物排放降低单位产品能耗物耗,种植补贴同时,通过示范带动农户的种植积极性;在真正实现低碳经济的燃料乙醇生产。企业方面,除税收减免等政策扶持外,国家应通过相(3)坚持以技术进步为动力经济效益为中心。关政府部门的桥梁作用,支持相关研究机构和企业发展燃料乙醇,必须坚持技术上可行的同时,通过以的科研联合,并建立相对国际油价变动所带来的损经济效益最大化为目标,利用经济杠杆,在原料供给失的风险溢价基金,保证为企业培植一个相对有利方面,通过增加农民种植效益,增加农民的积极性,的发展环境促进企业的健康发展。在深加工方面,通过技术创新和国家政策支持使之参考文献:能够健康发展,从而保障生物乙醇产业的可持续发展杨昆黄季焜以木薯为原料的燃料乙醇发展潜力:基于农户角42发展策略度的分析机中国农村经济200951424目前我国燃料乙醇面临着原料基础资源薄弱2王仲颖任东明高虎中国可再生能源产业发展报告2008M北京:化学工业出版社,20070-75技术工艺不完善经济竞争力较大政策和市场环境中国煤化工北京中国大地出版社,不成熟等问题,在发展燃料乙醇时,应着重从基地建设出发加快产业结构升级转型,发展多元化原料,同HCNMH中国林业出版社,200c从而提高产业经济效益和社会效益。(1)抓好生物质基地建设促进能源作物规模化S]严良政张琳,王土强中国能源作物生产生物乙醇的潜力及分布特点农业工程学报2008,245213-216