我国的燃料乙醇Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:17567167
- 上传时间:2022-12-07
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:32.65KB
我国的燃料乙醇Word文档下载推荐.docx
《我国的燃料乙醇Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《我国的燃料乙醇Word文档下载推荐.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基金项目:
教育部人文社会科学规划基金(08JA790120)、国家社科基金(07BJY062)和国家自然科学基金(70741034/70603036)资助项目。
作者简介:
吴伟光(1972-),男,浙江缙云人,副教授,中国科学院地理科学与资源研究所农业政策研究中心在职博士生,研究方向:
资
源与环境经济、生物质能源。
23
科技与经济 全球生物乙醇发展现状、可能影响与我国的对策分析
一、引言
近年来,全球各国出于加强能源安全、减少温
室气体排放和促进农业发展等多方面的考虑,积
极促进和扶持生物液体燃料(生物乙醇与生物柴
油)发展。
据统计,全球生物乙醇与生物柴油的产
量分别从2000年的45亿加仑和2亿加仑,上升到
2007年的131亿加仑和26亿加仑[1]。
随着全球
第一代生物液体燃料(主要以玉米、甘蔗和大豆等
传统作物为原料)发展规模的迅速扩大,其发展对
农产品价格、农产品国际贸易、粮食安全、农民收
入与贫困、以及环境等方面的影响开始逐步显现,
并引起了各国政府和学术界的广泛关注。
国际
上,对是否应该发展生物液体燃料,以及应该如何
发展的争论也日趋激烈[2]。
本文的目标是在分析全球主要国家生物乙
醇发展现状、目标与政策的基础上,通过对生物
乙醇生产的主要原料需要和技术现状的分析,重
点探讨生物乙醇发展对农产品价格、粮食安全与
环境等方面的可能影响,并提出了为应对生物乙
醇发展可能造成的负面影响,我国应采取的政策
措施。
二、全球生物乙醇发展现状
(一)全球生物乙醇发展的总体态势
自20世纪70年代中期的石油危机以来,以美
国和巴西为主的一些国家开始推行生物乙醇发展
计划,但是生物乙醇的大规模迅速扩张是从2001
年开始的。
图1是1975年-2007年全球生物乙
醇的总体发展趋势[1]。
1975年全球生物乙醇产量
只有1.5亿加仑,到2000年增加到了45亿加仑。
从2001年到2007年,全球生物乙醇产量迅速扩
张,年均增长率达到30%,2007年的全球生物乙醇
产量约为131亿加仑,是2000年产量的近3倍。
美国和巴西是生物乙醇最主要的生产国,分别以
玉米和甘蔗为原料,其产量占全球总产量的80%
以上,我国2007年的生物乙醇产量为133万吨
(约合4.4亿加仑),仅次于美国与巴西,位居世界
第三位,主要以玉米为原料。
(二)主要国家生物乙醇发展目标、现状与政
策
1.主要国家生物乙醇发展目标 近年来,世
界各国为加快生物液体燃料发展,纷纷制定或重
新修订了液体生物燃料发展目标,并出台了相应
的鼓励政策与措施。
据统计,到2006年底止,全球
共有17个国家制定了国家层面生物液体燃料发展
目标[1]。
表1为世界主要国家生物液体燃料发展
目标。
表1 世界主要国家生物乙醇发展目标
国家生物乙醇发展目标主要原料
美国2012年132亿加仑;
2022年350亿加仑玉米
巴西2012年95亿加仑,2016年115亿加仑甘蔗
欧盟
2010年5.75%;
2020年10%(生物柴
油约占80%)
小麦,甜菜
中国
2010年400万吨(约合13亿加仑);
2020年400万吨(约合33亿加仑)
玉米,小麦,
木薯
加拿大2010年5%玉米,小麦
泰国2007年10%
糖蜜,木薯,
甘蔗
菲律宾2008年5%;
2010年10%甘蔗,木薯
注:
生物乙醇比重按照0.79公斤/升折算,1加仑=3.785升。
资源来源:
http:
//www.ren21.net/pdf/RE2007_Global_Status_
Report.pdf;
andhttp:
//www.earthpolicy.org/Updates/2006/Up2
date55_data.htm#table5
从生物乙醇原料选择来看,玉米、甘蔗等传
统农作物是生物乙醇生产最为主要的原料;
也有一
图1 世界生物乙醇增长趋势
24
中国软科学2009年第3期
些国家开始利用木薯、甜高粱等非粮食作物为原
料来生产生物乙醇,以降低生物乙醇发展对农产
品价格和环境等方面可能导致的负面影响;
与此
同时,一些国家正在研究第二代以纤维素为原料
的生物乙醇技术,但尚处于实验室研究阶段,目前
还不具备商业化生产条件[3]。
2.主要国家生物乙醇发展现状与政策 为了
实现上述目标,各国纷纷通过税收减免、直接补
贴、强制性混合配比等措施,鼓励生物乙醇产业
发展。
(1)美国。
美国是目前生物乙醇的最大生产
国,2007年产量约为58亿加仑,使用了全国25%
的玉米产量。
根据2007年1月提出的新能源战
略,美国计划到2012年生产132亿加仑的生物乙
醇,到2017年将生物乙醇产量提高到350亿加仑。
据OECD和FAO颁布的《农业展望2007-2016》
估计,到2016年美国将有1.1亿吨玉米被用于生
物乙醇生产,占美国当年玉米的产量的32%[4]。
为了促进生物乙醇的生产与使用,美国政府
对生物乙醇生产采取了一系列的政策优惠和保护
措施[5]。
包括:
(1)直接补贴生物乙醇生产,对企
业生产的每加仑生物乙醇补贴51美分,同时为了
防止进口生物乙醇对国内市场的冲击,对进口生
物乙醇征收每加仑54美分的高关税。
(2)对小规
模生物乙醇生产者实施收入税减免措施(income
taxcredit)。
从1990年开始,对于年生产能力小于
3000万加仑的生物乙醇生产者,美国政府对其实
施每加仑10美分的收入税减免政策。
根据2005
年颁布的《能源政策法案》规定,将享受收入税减
免优惠的企业生产能力上限,进一步提高到了
6000万加仑。
(3)美国联邦政府还通过优先采购
生物乙醇、对生物乙醇技术研发进行支持等政策,
间接鼓励生物乙醇的发展。
另外,能源政策法案、
清洁空气法案、汽车代用燃料法案等也直接或间
接促进了生物乙醇产业在美国的发展。
(2)巴西。
巴西是全球第二大生物乙醇生产
国,几乎所有的生物乙醇都是用甘蔗生产。
早在
1970年代中期,巴西政府就开始推行“生物乙醇计
划”(NationalFuelAlcoholProgram)。
经过30多年
的不断发展,巴西已经掌握了较为先进的生物乙醇
生产技术与方法,再加上由于气候条件适宜,巴西的
甘蔗具有单产高、含糖量高的特点,其生物乙醇生产
成本是全球最低的,无需政府补贴就可以达到商业
化发展的要求。
目前巴西所有汽车均使用100%生
物乙醇或22%-25%的混合乙醇汽油。
2007年巴
西生物乙醇的产量约48亿加仑,并计划到2012年
增加到95亿加仑,2016年达到115亿加仑。
由于对
甘蔗的需求急剧增加,巴西南部一些地区已经不再
种植谷物和含油种子,而改种植甘蔗。
为了推动“生物乙醇计划”发展,巴西政府采
取了一系列激励政策与措施[6]。
主要包括:
(1)对
生物乙醇生产相关的技术研发进行资助,重点是
甘蔗品种基因改良和生物乙醇专用汽车的开发。
(2)通过提供低息优惠贷款的方式对生物乙醇生
产相关的企业给予补贴。
1980-1985年期间,政
府向相关企业提供了20多亿美元低息贷款,约占
投资总额的29%。
(3)对生物乙醇实行市场保护。
由国家石油公司对生物乙醇按保护价收购,并在
发展初期限制生物乙醇进口。
(3)中国。
为了提高我国能源供给能力,保
障国家能源安全,从上世纪末我国政府就开始通
过资助科研项目以及直接投资建厂等方式鼓励
生物乙醇的发展[7]。
2001年中央政府投资50亿
元在黑龙江、吉林、安徽和河南等省建立了4个
大型生物乙醇生产企业,年生产能力在130万吨
左右(约合4.4亿加仑),2007年又在广西建立
了以木薯为原料的生物乙醇生产企业,年设计产
量为20万吨(约合0.7亿加仑),并于2008年建
成投产。
目前,我国已经有9个省开始使用添加
了10%生物乙醇的汽油①。
2007年,我国生物乙
醇产量为133万吨(约合4.4亿加仑),大约使用
400万吨玉米。
①黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省全部使用添加10%生物乙醇的汽油,湖北的9个地市、山东的7个地市、河北的6个地市和江苏
的5个地市使用添加10%生物乙醇的汽油。
25
2005年我国政府颁布了《可再生能源法》,明
确将大力发展包括生物乙醇在内的可再生能源,
并于2007年制定了《可再生能源中长期发展规
划》,计划到2020年使我国生物乙醇的年生产能
力达到1000万吨(约合33亿加仑),生物柴油产
量达到20万吨(约合0.7亿加仑)。
为促进生物
乙醇产业发展,我国政府对生物乙醇发展实施了
如下优惠政策[8]:
(1)免除乙醇汽油(含10%生物
乙醇的汽油)的5%的消费税;
(2)免除所有生物
能源生产企业的生产所得税(17%);
(3)对生物乙
醇企业进行直接补贴,2007年每吨生物乙醇的直
接补贴为1370元。
2006-2007年世界和国内玉
米等粮食价格大幅上涨后,我国政府紧急出台政
策,要求避免生物能源“与人争粮”和“与粮争地”,
决定不再批准设立新的用粮食作物生产生物乙醇
的企业。
(三)对各国生物乙醇发展目标的简要评述
上述表明,很多国家出于对国家能源安全或
环境保护等因素的考虑,已经制定了雄心勃勃的
生物乙醇发展规划,并开始逐步付诸实施。
但是,
由于近期全球农产品价格大幅上涨,并引发了一
系列的社会矛盾,很多国际组织、政府部门和学者
开始对生物液体燃料的发展提出了质疑。
如Yang
etal.(2008)的研究认为生物液体燃料发展是导
致近期农产品价格上涨的最主要的原因之一[9]。
欧洲环保局科学委员会发表的研究报告也指出,
基于第一代生物液体燃料生产技术,不能有效达
到节约石化能源消耗和减少温室气体排放的
目的[10]。
受上述批评意见的影响,目前一些国家如欧
盟、美国和中国等都已经开始重新审视生物液体
燃料发展目标与发展方式。
如英国、德国等向欧
盟委员会提出建议,要求推迟实施其“到2020年
将生物燃料占交通工具使用燃料的比例提升至
10%”的发展计划;
美国则最近提出要建立生物能
源发展可持续性指标体系,并由环境保护局对生
物能源产业,每3年进行一次可持续性评估,将评
估结果向国会递交;
中国则将生物能源发展的重
点,转向了“非粮”原料领域[11]。
未来生物乙醇的发展将取决于以下三个方面
的因素:
第一、石油价格的变化,如果未来石油价
格保持在目前的高水平或继续上涨,这必然将推
动生物乙醇的进一步发展;
第二、生物乙醇的原料
生产和加工技术的发展,如果以非粮原料为主的
生物乙醇生产技术取得突破,未来生物乙醇的发
展前景将更为广阔;
第三、农产品价格的变化情
况,如果农产品价格持续保持在高位运行,这必然
会增加生物乙醇的生产成本,全球各国也必须在
能源安全和粮食安全之间做出取舍。
三、生物乙醇生产的主要原料与技术现状
生物乙醇发展将大量占用耕地资源,进而导
致一系列社会经济与环境问题[12-14]。
由于不同
原料品种对土地资源的需求不同,因此使用不同
的原料生产生物乙醇对农产品价格及环境的影响
存在较大差异。
在目前全球耕地资源较为短缺的
情况下,分析不同原料的单位土地生物乙醇产出
效率、能量投入和产出效率,对于选择生物乙醇发
展适宜的原料品种具有重要的参考价值。
通过综
合分析已有相关文献[2,14],对在目前技术水平条
件下,主要原料的单位面积产量、加工转换效率和
单位土地面积生物柴油产出水平进行了对比分
析,具体见表2。
由表2可以看出,在现有的生产
加工技术水平下,从单位土地面积生物乙醇产出
效率来看,甜高粱、柳枝稷和甘蔗等原料品种具有
明显的优势;
从能量投入与产出效率来看,以甘蔗
和柳枝稷来生产生物乙醇明显比其它原料更具优
势。
当然,在现实选择原料时,还需要对其技术
可行性、经济成本、对土地质量要求,以及可能产生
表2 生物乙醇生产原料需求与能量净产出情况
原料
品种
单位面积
原料产量
吨乙醇
所需原料
乙醇产量
能量投入
产出效率
(吨/公顷)(吨/吨)(吨/公顷)
玉米5.292.821.871:
1.30
甘蔗63.9713.314.811:
9.0
木薯19.57.52.871:
1.35
甜高粱6015.33.921:
1.65
柳枝稷102.54.001:
10
资源来源:
农业部《中国生物液体燃料发展潜力与布局分析》
报告及其它研究文献整理而得。
其中,玉米、柳枝稷为美国数据,
甘蔗为巴西数据,其它为中国数据。
26
环境影响(包括温室气体排放)等因素进行综合分
析。
比如,虽然以柳枝稷为原料生产纤维素乙醇,
从节约土地和能量投入来说均具有明显的优势,
但由于目前技术还未能取得突破,生产成本很高
(主要是生产中所用的酶的成本很高),近期内还
无法实现商业化生产。
四、生物乙醇发展的可能影响
全球生物乙醇的迅速发展,不仅将使用大量
的农产品,并且使农产品价格与能源价格密切相
连,进而对农产品价格、粮食安全、环境等方面产
生深刻的影响。
目前已有的研究主要集中在生物
乙醇发展对农产品价格和环境影响两个方面[2,16]。
(一)生物乙醇发展对农产品价格的影响
从理论上来讲,生物乙醇的发展使农业生产
与能源部门的联系变得更加紧密,为农产品开辟
了新的市场,从而改变传统农产品市场的供求关
系,因此会对农产品价格产生显著影响[12]。
从需
求方面来说,生物乙醇的迅速发展,导致对玉米、
大豆等大宗粮食和油料作物的需求迅速增加,从
而推动了全球范围内粮食和其它农产品价格的整
体上涨;
从供给方面来看,在耕地资源既定的条件
下,由于能源作物原料需求增加和价格上涨,诱使
更多的土地等农业生产资源被用于能源作物的种
植,减少了其它粮食作物的种植与供给,进一步推
动其它粮食(如水稻和小麦等非能源作物)价格的
上涨。
目前的实证分析结果也支持了上述理论推
断。
据国际货币基金组织(IMF)测算,2007年全
球食品价格同比上涨21.6%,其中,大豆、玉米和
小麦分别上涨42.6%、34.4%和33.3%[17]。
美国
食物与农业政策研究所的分析结果表明,如果美
国2025年的生物乙醇产量达到860亿加仑,即使
在考虑技术进步的情况下,也将导致玉米、小麦和
大豆的价格分别上涨13%、6%和30%[18]。
食物与政策研究所利用全球农业部门均衡模型
(IMPACT)分析了生物液燃料发展对农业生产、农
产品价格的影响。
研究结果表明,如果全球各国
按照预定的生物液体燃料发展目标,将会导致全
球农产品价格上升约30%左右[19]。
(二)生物乙醇发展对环境的影响
生物乙醇发展的环境影响,是目前学术界研
究的热点,也是目前争议最多的问题之一。
目前
研究的重点主要集中于能源转化效率①和温室气
体排放两个方面。
支持者认为,生物乙醇的能源净产出为正或
石化能效比大于1,而且能够有效降低温室气体的
排放。
美国农业部研究局的Shapourietal(1995,
2002)等人,对美国玉米乙醇的能源转化效率进行
了连续跟踪调查研究,结果表明,玉米乙醇石化能
效比均大于1,并且随着玉米乙醇加工技术和农业
生产效率的提高,能源效率不断提高,从1994年的
1.24提高到2001年的1.34[20-21]。
Macedoetal.
(2004)在巴西分别选取代表平均生产效率和最佳
生产效率的企业为样本,对甘蔗乙醇的能源效率
与温室气体排放进行了分析。
结果表明,能量投
入与产出比分别为8.3和10.2,并且,与使用普通
汽油相比,使用每吨生物乙醇可减少2.6吨-2.7
吨二氧化碳排放[22]。
Nguyen等(2008)人,就E10
木薯乙醇混合汽油(即在普通汽油中添加10%的
木薯乙醇)与普通汽油生命周期能源效率与环境
排放进行了比较研究,结果表明,E10木薯乙醇混
合汽油生命周期所消耗的石化能源,比普通汽油
少6.3%;
同时温室气体排放也将明显降低[23]。
反对者认为,生物乙醇生产过程中,需要使用
大量的化肥、农药、机械和能源,其总的能源产出
是负的,而且还会增加温室气体的排放。
如
Pimenteletal.(2003,2005)分别对以大豆、葵花
籽、玉米、木质纤维素和柳枝稷为原料生产生物乙
醇的能源效率进行了分析,研究表明,使用所有原
料的能源净产出均为负值,认为发展生物乙醇是
一件得不偿失的事情[13]。
此外,Youngquist(1997)
和Patzek(2004)等人的研究也得到类似结论,认为
①能源效率指标包括能源净产出和石化能效比。
能源净产出是指单位生物液体燃料中所蕴含的能量值减去生产单位生物液体燃料
所消耗的石化能源能量值的余值;
石化能效比是指单位石化能源能量值投入所能产生的生物液体燃料能量值。
27
生产生物乙醇的能源净产出是负的[2]。
最近,
Fargione等和Searchinger等在《Science》上发表文
章指出,已有研究通常忽略了生物能源发展导致
的土地利用变化所带来的间接影响,即由于能源
作物价格上升,诱使将森林或草地转为种植能源
作物,如果考虑因此造成的间接影响,那么生物燃
料发展对环境影响将是负面的[24-25]。
存在上述争论的主要有二个方面的原因:
第
一、不同的研究者对生物液体燃料生命周期分析
边界设定、生产技术参数以及数据来源存在差异。
一些研究只是考虑生物液体燃料生产加工和利用
过程中的环境排放和影响,但是没有考虑原料生
产过程中要素投入(如农药和化肥)和企业建造过
程中的物质投入所带来的间接排放;
不同研究者
对环境影响分析过程中一些关键技术参数设定也
存在很大差异,比如对是否计算副产品的能量和
环境排放会对研究结果产生显著影响;
另外,数据
来源不同也是导致研究结
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 我国 燃料 乙醇