现状、困境和未来 中国生物燃料路在何方？

2007年12月生效的《能源自主与安全法案》规定到2022年全美要生产和使用1.08亿t生物燃料(其中1.05亿t燃料乙醇)。2009年美国政府在能源部成立负责先进能源项目研究机构ARPA-E，仿照1958年负责F117等现代战斗机的技术创新，如互联网和隐身技术等的先进性防卫研究项目局(DARPA，为应对前苏联人造地球卫星Sputnik发射成功而设立)，旨在摆脱对进口石油的依赖并通过先进能源技术的开发与应用保持美国的技术与经济世界领导者地位，年预算经费2.76亿美元，从2011年开始ARPA-E大规模资助以生物燃料为代表的先进能源技术研发。在目前美国大幅度削减预算的情况下，奥巴马政府将2013年ARPA-E的预算经费提高到3.5亿美元，增幅27%。

从能源安全和气候变化的角度考虑，各国都把减少化石能源消耗、发展可再生能源、保护人类共同的地球作为首要任务，许多国家已把用可再生燃料替代石油作为运输燃料作为国家能源战略。2007年3月的欧盟首脑会议提出了到2020年生物燃料占运输燃料占运输燃油的比例至少要达到10%的目标。印度2010年1月发布《生物燃料法令》，要求全国使用的汽油中燃料乙醇比例达到5%，2011年提高到10%;印度还制订了宏伟的目标-到2020年用5000万t乙醇代替86%的进口石油。埃塞俄比亚计划开发处女地种植甜高粱，年生产1500万t乙醇、1000万t高粱米和发电300亿kWh，实现5年经济翻番的目标。2使用生物燃料替代石油是目前解决空气污染的根本措施生物燃料可以调整交通燃料结构、提高清洁燃料比例、减排环境污染物和温室气体，是最现实的减排措施。

世界卫生组织2011年9月发布了全球1082个调查城市空气质量报告，中国空气质量最好的城市海口单位体积空气中小于10μm的悬浮颗粒物量为38μg/m3(世界卫生组织建议的最高上限为20μg/m3)，排名814位，而北京空气质量更差，为121μg/m3。2013年初殃及140万km2国土面积的雾霾，令世人震惊，北京局部地区空气中的颗粒物竟高达上千μg/m3。造成雾霾天气的颗粒物，特别是对人体危害极大的小于或等于2.5微米的颗粒物PM2.5主要来自汽车尾气。1998年北京市131万辆机动车时，PM10和PM2.5颗粒物年排放量分别为3359t和2694t，如果依此推算，2012年北京市520万辆机动车将排放13436tPM10和10776tPM2.5颗粒物、至少2000万t二氧化碳，平均每天排放66t颗粒物，北京的空气质量可想而知。

2013年9月10日，国务院颁布《大气污染治理行动计划》，要求到2017年全国运输燃油从目前的国3标准提高到欧5标准。提高燃油品质，即提高汽油标号(辛烷值)，使其燃烧更充分。汽油的辛烷值为84，要通过加入MTBE或ETBE来提高辛烷值，如93#、97#;而生物燃料中都含有氧，特别燃料乙醇的辛烷值高达100，所以燃烧充分，与使用欧5标准油品相比较可以减少90%二氧化碳和60%的尾气颗粒物排放。因此，改善空气质量不仅要提高油品质量，更应使用生物燃料。瑞典已经有了成功的经验，2010年斯德哥尔摩城区全部使用乙醇和沼气公交车，其中乙醇车500辆、沼气车131辆，占公交车总数2033辆的31%，年减少柴油消耗1.56万t，减排4.58万t CO2、114.5t NOx、11.45t颗粒物。斯德哥尔摩的空气质量良好，PM10和PM2.5分别为28、10.8。凸显了生物燃料在在减排温室气体、改善空气质量方面的优势。如果北京的公交车也都使用乙醇及沼气，根据斯德哥尔摩的数据推算每年可减排326t颗粒物、3260tNOx和130万tCO2。

三、生物燃料是拉动内需最有效的新兴产业之一

2012年全球生物燃料销售额952亿美元，占可再生能源领域第一位，而风能仅738亿美元、光伏发电797亿美元，CleanEdge预计2022年生无燃料将达1777亿美元，风能1247亿美元、光伏1237亿美元。2013年4月17日国际能源组织IEA发布报告呼吁到2020年要增产生物燃料1倍，提高先进生物燃料产量6倍。美国人认为掌握大规模生产高性能生物燃料技术的公司或国家，就会成为新时代最大的经济赢家，在一定程度上可与现在那些产油富国匹敌。生物燃料产业不仅能解决石油替代问题，还是发展经济的催化剂。2012年美国燃料乙醇产业对GDP的贡献为670亿美元，减少进口石油4.65亿桶，节约购油款472亿美元，创造120万个就业机会(每万t乙醇投资982万美元，提供52.67个直接就业机会和250.17个间接就业岗位)。

联合国环境计划署等四个国际组织于2008年9月发布的《绿色职业》报告中指出“到2030年可再生能源产业将产生约2040万个就业岗位，其中生物燃料1200万个，太阳能630万个，风能210万个”。中国的改变发展方式的核心内容是提高内需，生物燃料是一个带动性很强的综合性产业体系，包括农业、化工、塑料、汽车、轻工、电力、运输、服务等多种行业，能实现拉动内需的目的。如巴西的汽车都是既能使用汽油又能使用乙醇的灵活燃料汽车FFVs，现在已有1789万辆，还有109万辆汽车全部以乙醇为燃料，占汽车保有量的60.5%;美国的FFVs也超过1000万辆;瑞典的Scania专门生产乙醇和沼气公交车、卡车等重型车辆，专门用于替代公交车柴油发动机的乙醇发动机仅35万元人民币/台。

利用中国丰富的生物质资源生产生物燃料(乙醇、沼气、生物柴油)供应本土生产的汽车，形成自我循环的经济链条，可以显著拉动内需市场，实现中国经济从出口型、投资型向内需拉动的转型，目前一汽海马公司已经开始生产乙醇汽车出口巴西。

生物燃料产业与其他产业不同的优势就是有助于解决中国“三农”问题。美国发展燃料乙醇产业的初衷是发展农村经济预防农村社区崩溃，后来才考虑到能源安全和保护环境。美国总统奥巴马2009年5月5日对农业部长TomVilsack下达总统令，要求农业部大力加快生物燃料产业的投资和生产，在美国建立永久的(permanent)生物燃料产业，扩大生物燃料基础设施，利用这个产业为美国加快发展农村经济提供唯一的机会(unique opportunity)，同时减少对外国石油的依赖，迎接21世纪美国国家最大的挑战之一;美国农业部长Tom Vilsack2011年7月在能源部生物质大会上说“美国有190万农民每年收入才1万美元，美国要发展生物燃料产业，改善为给我们提供粮食和水的家庭和地区”。中国有8亿农民，土地生产率和劳动生产率低下，2007年的农业劳动者的人均收入只是荷兰的1/40和以色列的1/25。生物燃料产业具备战略性新兴产业的全部特征，有利于城镇化建设和培育“三农”的自身“造血功能”和“成长机制”，增加农民收入，更能解决数千万名农民工就业问题，维系社会公平与稳定。

四、国家政策：生物燃料产业发展的助推剂

2001—2002年为了消化陈化粮，中国先后在河南、黑龙江建立乙醇生产企业，2004年进一步扩张到吉林、湖北等地。2002年中央财政开始对试点的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司、广西中粮生物质能源有限公司给予补贴。中国从2002—2004年主要实行的是成本加利润的补贴方法，政府补贴的手段既有价格支持，又有税收优惠。对于生物燃料的原料统一按照出库价格计算，而非市场价，对于相应的试点企业则是实行5%的消费税补贴。该补贴调动了粮食乙醇生产企业的积极性，促进了陈化粮的消化。缺点是:由于有政府的保本承诺，企业在降低生产成本方面缺乏动力，几乎所有的试点企业都处于亏损状态，给国家财政造成了很大的压力。另外，这些补贴政策主要集中在生产环节，而在消费、研发等环节的财政支持明显不足且目标也不够明确。

随着消化陈化粮的目标完成，中国将生物燃料的发展纳入国家发展战略。2005—2007年先后出台了《财政部关于燃料乙醇亏损补贴政策的通知》、《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》。该阶段实行定额补贴，并且补贴逐年减少。定额补贴有利于企业积极降低生产成本、改进技术，但由于缺乏弹性机制，定额补贴会由于原油价格波动而给企业带来亏损问题。另外，国家严格控制了生物燃料的生产和销售，近些年，尽管很多厂商和个人试图生产销售生物燃料，但由于中国并没有制定相关的政策，所以得不到政府的补贴，成为其进入现有销售渠道的一个障碍。

由于粮食安全问题凸显，从2008年至今国家发展生物燃料明确了“不与人争粮，不与粮争地”的原则，坚持发展非粮作物燃料，并出台了一系列文件，包括:《可再生能源“十一五”发展计划》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》、《生物燃料乙醇弹性补贴财政财务管理办法》等。实行与油价挂钩的弹性补贴机制，当生物燃料企业生产销售过程中发生亏损时，先由企业用风险基金以盈补亏，在风险基金不能够弥补亏损时，国家启用弹性补贴政策。此阶段政府补贴政策已取得了长足的进步，但仍存在一定的问题，如:生物燃料生产的初始投资高，需要一个稳定的投融资渠道的支持和优惠的投资及融资政策，以降低成本。中国生物燃料产业并没有达到企业自主融资解决生产或销售过程中存在的亏损问题的程度，在弹性补贴政策下，政府给了企业完全的自主，但这样企业就缺乏引导机制，限制了生物燃料产业的发展。

五、中国生物质燃料拥有广阔发展空间

中国能源安全形势严峻、空气污染严重、二氧化碳减排压力、国际油价高企等都需要发展生物燃料对石油的替代，但是燃料乙醇仅完成国家“十一五”规划目标的10%。其主要原因之一是“怕影响粮食安全”。

实际上中国的燃料乙醇工业对粮食安全没有任何影响。如，2010年中国燃料乙醇产量169万t，其中玉米乙醇155万t，木薯乙醇14万t。2010年全国玉米产量1.68亿t，食用消费比例很小，主要是饲用(9900万t)和工业用(5000万t)。年产155万t乙醇仅消耗约500万t玉米，所占玉米产量的比例仅不到3%，占工业加工用玉米的10%。联合国环境计划署(UNEP)2009年发布的《生物燃料评估》报告中指出“发展生物燃料应利用退化、边际土地种植能源作物”。甜高粱是国际公认的最有潜力的能源作物，其为耐贫瘠的C4作物，适应性极强，具有耐干旱、耐水涝、抗盐碱等多重抗逆性，在温度10℃以上和年积温在2900℃~4100℃范围即可种植。一般甜高粱茎秆产量60~90t/hm2(青饲玉米45~60t/hm2)，国外高产纪录为190t/hm2，国内高产纪录产量157.5t/hm2，含糖量大于12%，高粱米平均产量超过2t/hm2。

中国开发的甜高粱茎秆先进固体发酵(ASSF)生产乙醇技术不耗水、不产生废水，甜高粱秆发酵生产乙醇后的酒糟营养丰富，与青贮玉米营养成分相当，可替代青贮玉米作为饲养牛羊的粗料饲。ASSF技术可形成“20km2地种植甜高粱生产1万t乙醇、酒糟饲养6000头牛、牛粪产280万Nm3沼气和6万t有机肥”的低碳高效农工产业链。如将中国现有的0.6万km2普通高粱改种甜高粱，既保证酿酒用高粱米供应又可生产300万t燃料乙醇。京、津、冀、内蒙、东三省种植1.47万km2青贮玉米用于牛饲料，如果改种甜高粱，可在满足现有饲料需求的同时，额外生产700万t乙醇、400万t高粱米，显著提高了土地利用率和增加农民收入。仅调整种植结构一项就可以生产1000万t燃料乙醇，节约进口石油款70亿美元，在不增加种植面积的前提下完成国家增产千亿斤粮食目标的8%。

据农业部2008年提供的专项调查报告，全国有可用于发展液体生物燃料的宜能荒地26.8万km2，有集中分布区8片。其中Ⅰ等宜能荒地4.33万km2，占16.2%;Ⅱ等宜能荒地8.73万km2，占32.6%;Ⅲ等宜能荒地13.7万km2，占51.2%。仅利用相对好开发的Ⅰ等和Ⅱ等宜能荒地，依靠科技进步提高植物的抗逆性，可以在不占用现有耕地和不影响粮食产量的前提下生产5000万t燃料乙醇，这是一片相当于大庆的“绿色油田”。中国工程院院士罗锡文2011年10月在广东科协论坛上披露：全国20万km2耕地正在受到重金属污染的威胁，占全国农田总数的1/6，而广东省未受重金属污染的耕地，仅有11%左右。利用重金属污染的农田种植能源作物进行土壤改造，甜高粱能有效吸收锌、铜、铬、锰、镉、砷等重金属，如每千克甜高粱秆可吸收630mg锌、112mg铜、45mg砷、15mg镉，每亩产量5t~6t，至少可吸收3.15kg锌、0.56kg铜、0.25kg砷、75g镉。如改造5.33万km2镉污染农田，可生产乙醇2400万t、发电6000MW，回收镉5760t，即解决污染土地治理的经济效益问题，又生产清洁燃料和电，并回收重金属，一举三得。宜能荒地不仅可以种植甜高粱、木薯等能源作物，还可以种植能源树，如在南部五省种植油棕、在西部地区种植沙生灌木，可为生物柴油和纤维素乙醇提供原料。

另外，用CO2和(海)水经光合作用生成油藻后生产的生物柴油和乙醇等燃料被视作第3代生物燃料已进入中试阶段;用二氧化碳和水直接光合成乙醇、柴油或其他高碳醇的第4代生物燃料正处于实验室研究。一旦取得技术突破，就可以大规模生产生物燃料而不再涉及土地和粮食安全问题。

六、美国、巴西、欧洲的启示

1. 美国

近几年美国国内成品油产量逐年下降，对进口依赖度增加，2000—2005年，美国成品油产量从85.7万t/d降为71万~74万t/d，而原油进口量则从122.8万t/d增至142万t/d，2005年美国石油缺口金额约2300亿美元。为了促进美国国内能源结构多元化，降低由于依赖单一资源而发生的风险，以及为了降低由于自然灾害和石油价格波动所带来的风险，1994年美国政府开始在国内推行使用生物燃料。当时燃料油使用成本增加了50美分/gal(13.2美分/L)。几年后，随着国际油价的不断上涨，以及生物燃料油的规模不断扩大，使其成本下降，生物燃料的竞争力有明显提高。