生物燃料乙醇产业国内发展现状与. 国际经验及相关建议

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任东明 1,2,窦克军 2 (1. 中国宏观经济研究院能源研究所,北京 100038;2. 国家可再生能源中心,北京 100038)

摘要:本文对美国和巴西两个国家生物燃料乙醇发展的经验进行了总结,同时对我国生物 燃料乙醇产业的现状进行了分析,重点回顾了我国推动生物燃料乙醇产业发展所采取的主要措施,指出了该产业发展面临的一系列障碍。通过对新形势的分析,做出了我国生物燃料乙醇将迎来一次快速发展机遇期的判断。在总结国内外经验的基础上,提出了推动我国生物燃料乙醇产业发展的相关建议。

关键词:生物燃料乙醇;国际经验;国内状况;相关建议

中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1003-2355-(2018)06-0005-05 Doi: 10.3969/j.issn.1003-2355.2018.06.001

Abstract: This paper firstly summarizes the experience of the United States and Brazil in promoting the development of bio-fuel ethanol. At the same time, the development status of China’s bio-fuel ethanol industry is analyzed, and reviews the main measures used to promote the development of China’s bio-fuel ethanol industry and the obstacles faced by the industry. Through the analysis of new situation in the advancing of the industry, this paper argues that China’s bio-ethanol is confronted with a fast-growing opportunity. Finally, taking domestic and foreign experience into consideration, this paper puts forwards some related suggestion to promote China’s bio-fuel ethanol industry.

Key words: Bio-fuel Ethanol; International Experience; Domestic Progress; Related Suggestion

1 引言

生物燃料乙醇属于生物质能,是通过对生物质原料进行加工转化而产生的一种生物液体燃料。生物燃料乙醇不含硫、无灰分且具有良好的环保性。纯乙醇汽车的二氧化碳排放量仅为同类汽油车的 1/12。同时,生物燃料乙醇还具有可再生性。上述特征使其在当前化石能源资源日益短缺、石油安全形势日益严峻和全球碳减排压力不断加大的背景下,成为各国为实现传统交通燃料向清洁化和低碳化转型的优先选择。

我国在《生物质能发展“十三五”规划》中已明确提出到2020年生物燃料乙醇年利用量400 万t的发展目标。但由于受各种条件的制约,进入

“十三五”时期之后,我国生物燃料乙醇产业发展却十分缓慢。未来应如何克服存在的障碍、提振行业信心、加快生物燃料乙醇产业发展、推动我国交通能源结构的变革、保证能源生产和消费革命战略目标的实现就成为政策制定者应认真思考的问题。

本文从考察典型国家生物燃料乙醇产业发展的经验出发,回顾了我国生物燃料乙醇产业的发展历程和面临的发展障碍,结合新形势对我国生物燃料乙醇产业发展前景作出了明确的判断,并提出了相关建议。

2 国际经验

进入 21世纪后,全球生物燃料乙醇产量快

速增长,从 2000 年的 1350 万 t 增至 2017 年的8081 万 t ,年均增长超过 11% ,预计到 2020 年,全球生物燃料乙醇产量将达到 1.2 亿 t。目前全球推广应用生物燃料乙醇的国家和地区主要包括美国、巴西、欧盟、中国、加拿大等。其中,美国和巴西是生物燃料乙醇产业规模最大的国家,在推动生物燃料乙醇产业发展中的经验值得我国借鉴。

2.1 美国经验美国是全球最大的生物燃料乙醇生产国和消费国。20 世纪 70 年代,由于石油价格的不断上涨和对进口石油的依赖,美国下定决心发展包括生物燃料乙醇在内的新型能源,以优化本国的能源结构,保障自身能源安全。为此,美国的联邦政府颁布了一系列政策措施来推动生物燃料乙醇产业发展。这些政策措施包括:①实施税收减免和税收保护政策。1978 年 9 月颁布了《能源税率法案》。该法案减少了生物燃料乙醇等新型能源用户的个人所得税,为生物燃料乙醇降低成本以及提高市场竞争力奠定了坚实基础。此外,从 1980 年至 2011 年,美国采取向巴西进口的燃料乙醇征收关税的办法来保护本国乙醇产业发展。②实施财政补贴政策。从 2004 年起,联邦政府为生物燃料乙醇生产商提供 45 美分 / 加仑以上的补贴,在该政策激励下,直接推动了美国生物燃料乙醇产业的飞跃式发展。③实施强制性燃料标准。2005 年颁布的《能源政策法案》中提出了可再生燃料标准(RFS),强制性要求在交通燃料中使用燃料乙醇等可再生燃料。2007 年颁布的《能源安全与独立法案》再次明确到 2022 年每年必须将 360 亿加仑的可再生燃料掺混到交通燃料中。为保障可再生燃料标准( RFS)的实施,美国环境保护署还根据《能源安全与独立法案》的规定每年都要确定可再生燃料义务利用量( RVO ),并强制要求所有燃料乙醇混配商必须在售卖的汽油中掺入规定比例的乙醇。

在上述政策的支持下,经过多年的发展,美国已建立了完善的生物燃料乙醇产业链和政府管理体系,为美国生物燃料乙醇的持续发展提供了保障。美国也由此成为全球生物燃料乙醇产量最多的国家,2017 年生物燃料乙醇产量高达 4720 万 t,约占全球的58%,生物燃料乙醇工业产值增长了74%,就业人数增长了 42%。特别值得一提的是,由于生物燃料乙醇产业的规模化发展,间接带动 了美国农村地区的经济发展。

2.2 巴西经验

早在 20 世纪 20年代,巴西就已经将乙醇与汽油混合使用。1931 年,巴西开始以法令形式在全国强制实施汽油中添加 2%~5% 的无水乙醇。20世纪 70年代,巴西同样遭受了石油危机的打击。为实现能源自给,巴西开始加速实施以生物燃料乙醇为重点的能源替代战略,并于 1975 年启动了“国家乙醇计划”,通过授权巴西石油公司在汽油中按一定比例添加乙醇来加速普及生物燃料乙醇与汽油的混合应用。该计划的实施保障了燃料乙醇产业的发展,使巴西的燃料乙醇工业跃居全球领先地位。此外,从 1975—2000 年,由此节约的石油进口费用高达 435 亿美元,仅乙醇生产就给巴西带来约 72 万个直接工作岗位和 20 万个间接工作岗位,乙醇替代汽油直接减少二氧化碳排放高达 920 万 t,取得了巨大的经济效益和环境效益。1993 年,巴西又出台第 8723 号法令,要求加油站销售的汽油中必须添加乙醇,无水乙醇作为汽油添加剂进入燃料市场,添加比例在 20%~25%之间。

除上述立法手段外,巴西还采取了以下政策措施:①直接投资政策。1975—1989 年间,巴西政府向燃料乙醇产业的投资达 49.2 亿美元,大量资金投入极大提高了生物燃料乙醇的产量,使其从1975 年的年产 44 万 t 增长到 1997 年的 1200 万 t。②税收优惠政策。从 1982 年开始,巴西对燃料乙醇汽车减征 5%的工业产品税;残疾人交通工具和出租车如使用包括燃料乙醇在内的可再生燃料,享受免征工业产品税,部分州对燃料乙醇汽车减征 1% 的增值税,在燃料乙醇车销售不景气时曾全免增值税。③应用技术研发支持政策。从 20 世纪70年代起,巴西就开始组织科研机构、高等院校和企业开展生物燃料汽车的研发工作。1979 年首辆乙醇燃料汽车研制并试验成功,经过近 30 年的不断改进完善,2003 年,首辆灵活燃料汽车问世。目前,巴西乙醇燃料汽车的整体技术已相当成熟。汽车在动力、加速性能、续驶里程等方面已基本达到同类汽油车水平。

上述政策措施直接推动了巴西生物燃料乙醇产业的快速发展,使巴西由原来石油消耗主要依靠进口(进口量占总消耗量的比例曾最高接近80%)成功转型为基本实现了能源独立,并成为全球生物燃料乙醇引领者。2015年,巴西在汽油中掺混

乙醇的比例进一步从25% 提升至 27%。2017 年,巴西生物燃料乙醇的产量达到 2109 万 t,约占全球的26%。同年巴西新增注册使用的汽车总量达到 200 万辆,其中“灵活燃料”汽车 193 万辆,电动汽车 3296 辆,汽油车 68900 辆,新增使用乙醇汽油的车辆占新增车辆的 96.5%。

3 国内发展状况

3.1 历程回顾

我国生物燃料乙醇产业始于20 世纪 90 年代,但直到 2000 年以后才开始进入规模化发展阶段。“十一五”期间,我国建立了 4 家以陈化粮作为原料生产生物燃料乙醇的国家定点企业(分别是吉林燃料乙醇有限责任公司、中粮生化能源(肇东)有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司和中粮生物化学(安徽)股份有限公司),设计总产能为102 万 t/a。到 2006 年,生物燃料乙醇产业的投资额已超过百亿,主要集中在以粮食为原料的燃料乙醇项目的新建和原有项目的产能扩大改造方面。此外,我国也进行了非粮生物燃料乙醇方面的尝试,2007年,在广西省建成了全球首个以木薯为原料的燃料乙醇商业化项目,项目设计年产能20 万 t。但由于非粮乙醇项目受资源量、原料价格以及环保要求等条件的制约,总体进展缓慢,非粮燃料乙醇项目发展基本处于停滞状态。

为贯彻“不与人争粮,不与粮争地”的指导思想,“十二五”期间,我国开始积极推广非粮生物液体燃料发展,出台一系列鼓励生物液体燃料生产和车用乙醇汽油试点的政策,主要包括生产税收优惠和补贴、政府指导销售价格和原料生产基地补贴政策。在非粮生物液体燃料产业政策引领下,我国启动了燃料乙醇产业非粮化改造升级工作。2013 年,大型燃料乙醇企业开始将传统粮食乙醇生产工艺向使用非粮原料的木薯乙醇生产工艺转换,为我国粮食乙醇项目向非粮乙醇项目转型发展提供了新思路。

自 2014 年起,我国对以陈化粮原料为主的第一代生物液体燃料补贴政策逐步收紧,尤其是玉米乙醇的产能受到严格控制。2015 年 1 月 1 日起,国家取消了以粮食为原料的变性燃料乙醇定点生产企业的增值税先征后退政策,同时以粮食为原料生产用于调配车用乙醇汽油的变性燃料乙醇恢复征收 5% 的消费税。至此,第一代生物燃料乙醇开始进入“零补贴”的市场化竞争时代。

2016 年,我国在《生物质能发展“十三五”规 划》中明确提出了 2020 年的生物燃料乙醇发展目标为 400 万 t/a,同时提出了明确的发展布局。即在玉米、水稻等主产区,结合陈次和重金属污染粮的消纳,稳步扩大燃料乙醇生产消费;根据资源条件,因地制宜开发建设以木薯为原料以及利用荒地、盐碱地种植甜高粱等能源作物,建设燃料乙醇项目。加快推进先进生物液体燃料技术进步和产业化示范。

基于我国大量超期超标玉米亟待消纳处理, 2017 年 9月,发布了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》(以下简称《方案》),提出到 2020 年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖的方案。该《方案》的发布引起国内外利益相关方和研究机构的高度关注。

截至 2017 年底,我国生物燃料乙醇的年生产能力约 280 万 t,产量约 260 万 t,燃料乙醇已经在黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、安徽、河南、江苏、湖北、广西等省区实行强制推广,乙醇汽油的消费量占全国汽油消费量的20% 左右,基本形成了从生产、混配、储运及销售的完整产业体系。

3.2 面临的发展障碍综合来看,我国生物燃料乙醇产业发展还面临诸多的障碍。

一是原料资源基础总体薄弱。主要原因是,在奉行“不与人争粮、不与粮争地”的大原则下,生物燃料乙醇的原料非粮化发展主要依靠边际土地的开发利用,而我国可利用边际土地资源潜力不清,难以根据边际土地的资源量对燃料乙醇发展做出科学的规划和布局;其次我国在优良种质资源选育、能源植物的选育栽培等原料基础培育技术方面也有待提高。

二是生产技术水平有待提升。国内生物燃料乙醇技术生产工艺落后于国际先进水平,主要表现在:自动化程度较低;生产能耗和水耗是国外同类规模项目的数倍;装备制造与国际先进水平存在较大差距,诸如仪表监测准确度、换热和搅拌装置的效率、稳定性等方面都有待进一步提高,目前国内大型项目的核心装备主要靠引进技术;国内相关科研成果转化率低,缺乏先进生物液体燃料技术的核心竞争力。先进生物燃料的生产技术仍处于研发和商业化探索阶段。

三是缺乏经济竞争力。原料价格居高不下是

导致生物燃料乙醇生产成本较高的最为关键的因素。技术成熟度较高的是以玉米为原料的第一代燃料乙醇,但从生产成本来看,经济竞争力仍很弱。木薯、甜高粱和玉米都属于种植作物,受种植面积、收成状况和供求关系等多种因素影响,价格浮动区间较大。

四是定价机制有待完善。目前的定价机制仍按照 2011 年国家发展和改革委员会《关于调整变性燃料乙醇价格的通知》的规定执行,即变性燃料乙醇结算价格调整为 93 号汽油出厂价,乘以车用乙醇汽油调配销售成本的价格折合系数 0.9111。我国汽油价格随国际油价起伏变化,而生物燃料乙醇生产成本主要受玉米价格影响,玉米市场与国际原油市场没有直接关联,以汽油价格乘以系数确定燃料乙醇价格,难以客观反映生物燃料乙醇的生产力水平,增加了生产商的市场风险。因此,当前的生物燃料乙醇定价机制已不适于市场发展的要求,急需研究制定新的生物燃料乙醇定价机制。

五是市场监管规范不健全。目前,生物燃料乙醇行业尚缺乏添加比例检测控制方法、添加量统计核算机制、乙醇汽油使用安全性能的权威检测手段以及强制添加激励措施等。由于对强制添加生物燃料乙醇区域缺乏有效的监管措施,致使大量非生物燃料乙醇开始进入生物燃料乙醇汽油市场,这在一定程度上打破了市场的有序性。

4 前景判断

从当前形势判断,我国生物燃料乙醇产业将迎来一次快速发展的机遇期。这一结论主要基于对以下影响生物燃料乙醇发展因素的分析。

一是能源生产和消费革命战略的实施充分说明了国家对发展生物燃料乙醇产业的重视。2016年 12月,国家发展和改革委员会、国家能源局正式公布了《能源生产和消费革命战略( 2016— 2030 )》,明确提出了要积极研发生物柴油、燃料乙醇、生物纤维合成汽油等生物液体燃料替代技术。这就为生物燃料乙醇产业的发展指明了方向,必将形成强有力的市场信号,有利于推动该领域的技术进步和产业的快速发展。

二是新政策的颁布将给生物燃料乙醇产业发展带来巨大的市场空间。2017 年 9 月,国家发展和改革委员会、国家能源局等 15 部门联合印发的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,明确提出到 2020 年,在全国 范围内推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖,市场化运行机制初步建立,先进生物液体燃料创新体系初步构建,纤维素燃料乙醇5 万吨级装置实现示范运行,生物燃料乙醇产业发展整体达到国际先进水平。到 2025 年,力争纤维素乙醇实现规模化生产,先进生物液体燃料技术、装备和产业整体达到国际领先水平,形成更加完善的市场化运行机制。这就为我国生物燃料乙醇产业发展提供了巨大的市场空间。

三是原料供应量的增加为生物燃料乙醇产业发展提供了物质保障。据报道,2013/2014 年度我国玉米库存达到历史最高点 1.06 亿 t,2014/2015年度的临储玉米累计收购量达 7611 万 t,急需寻找消纳出路以防止出现陈化粮无法消纳的危机。我国每年超期储存的问题粮食总量超过 2000 万 t,需要寻找消纳出路。因此适当使用这些过剩的玉米和问题粮食来生产生物燃料乙醇恰恰是解决问题的重要途径。此外,随着纤维素制乙醇技术的逐渐成熟,我国巨大的秸秆供应量,完全可以为燃料乙醇的规模化生产提供强大的物质保障。

5 相关建议

为加速推动生物燃料乙醇产业发展,本文提出以下建议。

(1)实施强制性市场政策我国在《能源生产和消费革命战略2016— 2030 )》中明确提出了要积极发展燃料乙醇、生物纤维合成汽油等生物液体燃料替代技术,在《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》中也明确提出,到 2020 年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,但生物燃料乙醇在进入市场过程中仍然面临市场壁垒,需要尽快实施强制性的市场政策,以保证符合相关标准的生物燃料乙醇自由进入市场。可参考的经验如巴西以立法手段强制要求在全国加油站出售的汽油中添加规定比例的生物燃料乙醇、美国出台的强制要求在交通燃料中使用燃料乙醇等可再生燃料标准(RFS)政策。

(2)采取以非粮燃料乙醇为主而以粮食乙醇为辅的发展思路

基于我国人口众多、土地资源不足的国情,我们必须坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则。为解决不定期出现的过剩玉米和问题粮食,可以适当使用一定量的粮食来生产燃料乙醇,但绝不能扩大化。从长远来看,应把非粮燃料乙醇

尤其是纤维素燃料乙醇作为发展的战略方向,特别是注意将非粮燃料乙醇产业的发展与实施乡村振兴战略,解决农村秸秆大范围焚烧带来的环境污染问题等进行统筹考虑。(3)对非粮燃料乙醇提供适当补贴对生物燃料乙醇产业实施直接财政补贴政策也是美国和巴西所采取的办法。我国也曾对生产销售变性燃料乙醇的定点企业实施过定额补贴。鉴于生物燃料乙醇仍存在成本高的障碍,国家可考虑对进入燃料市场的生物燃料乙醇产品提供适当的补贴。但补贴范围应限于非粮燃料乙醇,特别应将纤维素燃料乙醇产品作为补贴的重点,充分体现我国生物燃料乙醇发展的战略方向。

(4)强化行业监管相关部门应借鉴国内外行业监管的相关经验,尽快提出与生物燃料乙醇行业监管相关的总体思路和监管体系框架,进行生物燃料乙醇产品的行业监管体系建设,把市场准入、产品质量、产品流通、进出口和税收等方面作为未来监管的重点。

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