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生物燃料威胁粮食安全机械网信息流

2018-01-30 15:21:38

生物燃料威胁粮食安全?

民以食为天,粮食供需的变化和国际粮价的异常波动,无不牵动着民众的神经。近年来,每一轮粮食价格的全球性上涨,尽管原因很多,但以粮食为原料的生物燃料饱受诟病,引发人们对粮食作物用于非粮用途的粮食安全的担忧。

  目前,以甘蔗、玉米和薯类作物为原料的燃料乙醇和以植物油脂为原料的生物柴油在国外已实现较大规模应用。2010年全球生物液体燃料使用量约8000万吨,其中,燃料乙醇6800多万吨,乙醇汽油在巴西、美国已大规模使用,生物柴油在欧洲实现了较大规模的利用。

  6月7日,经济合作与发展组织和联合国粮食与农业组织在京共同发布《2013~2022年农业展望》。报告预测,未来十年,生物柴油和燃料乙醇的产量将大幅增加,生物燃料的价格上涨幅度也将超过其他初级农产品。

  2022年,世界乙醇产量平均每年按4%的速度增长,预计在基期水平(2010~2012年的平均水平)的基础上增长70%,总产量达到1680亿升。此外,三大主要生物燃料生产国和地区将是美国、巴西和欧盟,主要作物来源以及份额分别为29%的甘薯、15%的植物油、12%的粗粮。

  国际食物政策研究所所长樊胜根在2013世界农业展望大会上指出,未来十年,生物质能产量将翻番。到2022年,欧盟仍然是全球最主要的生物柴油生产和消费国,生物柴油的比例将占欧盟的45%。此外,2022年,燃料乙醇的比例也将占据美国的48%。

  在中国,燃料乙醇至少有10年的发展历程。从1998年开始,我国连续几年粮食大丰收,出现大量陈粮,这为燃料乙醇行业的发展提供了条件。为解决石油短缺、消化陈化粮、推进生态环保,2000年至2001年,燃料乙醇项目在我国主要粮食产区先后建立,并在黑龙江、吉林、安徽、河南等省陆续封闭推广使用乙醇汽油,即在普通无铅汽油中调配加入10%比例的燃料乙醇。

  然而,陈粮很快消耗殆尽。2007年,受耕地面积减少和自然灾害的影响,我国粮食产量下降,粮、油等农产品价格大幅上涨,于是国家发改委限制用粮食加工生物乙醇项目的审批。

  此后燃料乙醇生产企业选择了木薯原料,但供应不足的问题凸显。我国生产燃料乙醇的木薯80%从泰国进口,近年来泰国制定了严格的木薯出口政策,导致木薯价格上涨至250美元/吨,许多燃料乙醇生产企业停产。

  据统计,到2010年底,我国以陈化粮和木薯为原料的燃料乙醇年产量超过180万吨,以废弃动植物油脂为原料的生物柴油年产量约50万吨。

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  2012年,国家又核准了5家燃料乙醇企业,车用乙醇汽油推广范围已覆盖9省27个地市,实际总产能达到220万吨,我国已成为继美国、巴西之后的世界第三大燃料乙醇生产使用国。根据《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年,生物燃料乙醇年利用量350万吨~400万吨。

  生物燃料冲击粮食市场存争议

  通常来说,生物燃料分为两类。第一代生物燃料主要用粮食作原料,包括甘蔗、薯类、甜菜、玉米、小麦等,缺点是粮食消耗量大,提取过程中易产生新的污染,因此遭到质疑。

  第二代生物燃料的原料主要使用非粮食作物,如秸秆、枯草、甘蔗渣、玉米芯渣、稻壳、木屑等废弃物和甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物,以及主要用来生产生物柴油的动物脂肪、藻类等。

  目前,第一代生物燃料的主要生产国是美国和巴西。2012年,美国生物燃料的产量占全球的61%,巴西占25%,其次是欧盟、中国和加拿大。

  对于以生物燃料乙醇和生物柴油为代表的生物质能源是否影响粮食市场和粮价走势,多年来一直存在争议。

  国务院发展研究中心学术委员会秘书长程国强研究员曾表示,欧美国家发展生物能源改变了世界对粮食需求的预期,从根本上改变了世界粮食供求的格局,就是在供给不变的情况下,在需求方面,机器和人争粮食,导致了粮食市场供需预期的失衡。

  据统计,2007年,美国23%的粗粮用于燃料乙醇的生产,巴西54%的糖类作物用于燃料乙醇的生产,欧洲54%的蔬菜油用于生物柴油的生产。2006~2007年度全球用于燃料乙醇生产的谷物约占该年度全球谷物总消费量的3.46%,2007~2008年度,全球用于燃料乙醇生产的谷物约占谷物总消费量的4.46%。

  2011年,在美国发展相对成熟的玉米乙醇率先完成了目标产量,但却因随之带来的粮食价格上涨、市场波动而在国际社会招致了激烈的反对。

  考虑到对环境和世界食品价格的影响,欧洲议会环境委员会日前投票表决,同意对生物燃料设置严格限制,拟规定其在交通运输行业中的使用比例不能超过5.5%,同时将加强生物燃料对生态环境影响的评估。

  十年来,我国囤积的陈化粮基本被消化完毕,燃料乙醇的生产很大一部分转向了使用玉米、小麦等新粮。随着粮食的短缺和价格的上涨,出现乙醇汽油“与人争粮、与粮争地”的新问题。而封闭运行维持了庞大市场需求,且随着汽车保有量、成品油消耗量的快速增长,将加剧这一矛盾。

  为了稳定粮食价格,确保国家食物安全,2007年,国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》,要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目,并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。

  也有业内人士认为,现有的政策覆盖范围应该继续扩大。“2012年吉林省玉米产量将近3000万吨,该公司一年消化160万吨的水平,占的比例很小,对粮食市场影响有限。”中国石油吉林石化公司副总经理、吉林燃料乙醇有限公司总经理李纯说。

  他还推算,目前我国燃料乙醇年产量约为190万吨,其中170万吨是用玉米和小麦,按照3吨玉米产出1吨燃料乙醇的比例,一共需要大约510万吨的玉米;2012年我国玉米产量为20812万吨,燃料乙醇的消耗不足2.5%;加之目前我国粮食市场已高度国际化,还可以进口更为便宜的国外玉米,基本可以满足加工需要。

  河南天冠集团董事长张晓阳提出,乙醇从产生、提取、消耗,全过程实现了碳的闭路循环,具有清洁、方便、安全等诸多不可替代的优势。“发展循环经济,建设美丽中国,燃料行业算是一个已经见到实效的行业,十年来国家咬着牙干这项事情,目前已经到了没有退路的时候了,政策必须继续扩大。”

  对此,程国强表示,从利益博弈的角度看,乙醇燃料企业是既得利益者,而地方政府也支持该行业,因为可以带来GDP、就业和财政收入,并支撑粮价高位运行有利于玉米产业的发展,所以,生物燃料发展到现在,支持的不在少数,但饲料企业、养殖企业和粮食加工企业却会因此面对成本的不断上涨。汽车“吃”粮不符合中国国情,我们没有发展消耗粮食的生物燃料的本钱,更不能鼓励机器与人争夺粮食。

  国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副研究员陈健鹏曾撰文指出,世界粮食市场的变化将会对中国的粮食安全带来不可忽视的影响。总的趋势是,中国在未来谷物的出口量会减少,进口量将增加。综合各方面的意见,生物燃料对中国粮食安全的影响有以下几个基本判断:

  一是在短期,从实现总量平衡的角度,中国的口粮安全没有问题.只有价格问题。二是受生物能源发展对玉米的需求,国际市场可获得的玉米资源将逐步减少;同时中国正由玉米出口国转为玉米进口国,动物饲料安全将面临威胁。三是受玉米生产扩张的挤压,大豆的种植面积和产量将有所减少,加之中国大豆需求对外依存度高,中国大豆及相关产品的贸易安全将面临威胁。

  第五届东盟与中日韩粮食安全合作战略圆桌会议7月11日在哈尔滨落幕。与会官员、专家表示,在“10+3”框架下,粮食安全是第一位的,必须首先保障粮食安全,然后再考虑发展可持续的生物能源,不能出现“与人争粮、与粮争地”的情况。

  需要指出的是,燃料乙醇、生物柴油等生物燃料只是生物质能源的一部分,以粮食为原料的传统生物燃料威胁粮食安全,不代表整个生物质能源对粮食安全有威胁。以农林剩余物为主原料的生物质成型燃料,以农业剩余物、废水、污水等为原料的生物质燃气(沼气)以及生物质发电等其他生物质能源,不仅对粮食安全无影响,而且还是一种可循环利用的清洁能源。

  非粮生物燃料是发展方向

  随着生物燃料作为替代化石能源需求量的大增和粮食价格的不断攀升,寻找理想的替代原料成了各国研究的焦点。纤维类物质作为自然界中最丰富的可再生资源,引起了人们的关注。

  进入2013年,全球第二代生物燃料生产能力快速增加,主要国家是美国、欧盟、加拿大和中国。国际可再生能源机构7月3日发布报告称,从中长期来看,中国将在这一领域扮演重要角色。

  第二代生物燃料与传统的粮食生物燃料相比,不与人畜争粮,不与粮林争地,具有资源丰富、绿色环保、低碳节源等优势。

  阳光凯迪新能源集团董事长陈义龙7月15日在《人民日报》撰文称,从科学的角度来看,生物质能源可以生产出高品质、高清洁的石油商品的替代品。从历史的角度来看,在农业文明时代,人类数千年使用的能源就是生物质能源。现在我国石油这一特殊能源商品过度依赖于国际市场,已对我国经济社会发展构成巨大风险,因此,用非粮生物质液体燃料来替代石油商品,破解石油危机是当前的一个选择。

  据联合国能源署公布的信息,如果将地球的宜林地全部实施种植能源,每年通过太阳能转化到植物的生物能约相当于990亿吨标准煤。2012年全球使用的煤炭、石油、天然气约为130亿吨标准煤,从理论上来说,生物质能源具有全面替代化石能源的潜力。

  中国农业大学教授程序指出,不少人认为中国人多地少,因此生物能源的原料必然十分有限,发展余地不大。实际上,很多人心目中的生物质能源恐怕只是用谷物制造的乙醇。在中国,可用各种有机废弃物制造多种生物质能源根本不存在占地的问题,而且潜力远远大于谷物乙醇;此外,用不适宜种粮棉油作物的“边际土地”种植能源作物,同样没有耕地问题,可有数亿亩的土地潜力。

  据统计,我国现有的农作物秸秆、农产品加工剩余物以及林业剩余物,每年产生的生物质原料约相当于7亿吨标准煤。我国还有近40亿亩宜林地,如果实施种植能源至少每年还可贡献约10亿吨标准煤的生物质能源。

  于是代表第二代生物燃料的纤维素乙醇和非粮生物柴油、航空生物燃料成了发展重点。按照生物质能发展“十二五”规划,国家将建设一批产业化规模的纤维素乙醇示范工程,建成纤维素酶批量生产基地。规范和引导以废弃油脂为原料的生物柴油的产业化,推进木本油料作物为原料的生物柴油和航空生物燃料示范工程及应用。

  为了鼓励生物燃料企业积极利用非粮作物为原料开发燃料乙醇,去年,国家财政部发布了《关于调整生物燃料乙醇财政补助政策的通知》,对生物燃料乙醇财政补贴政策进行调整。2012年度以粮食为原料的燃料乙醇,补助标准为500元/吨;以木薯等非粮作物为原料的燃料乙醇,补助标准为750元/吨。而此前以粮食为原料的燃料乙醇平均补助标准是1276元/吨。

  2011年,国家发改委、农业部和财政部颁布了“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案,提出推进秸秆纤维乙醇产业化的方案,力争到2015 年,重点在粮棉主产区的示范村,年秸秆能源化利用量约3000万吨,占项目区年秸秆总量的30%以上。

  同年,财政部和国家税务总局联合下发的《关于调整完善资源综合利用产品及劳务增值税政策的通知》中明确规定,以玉米芯为原料的生物乙醇增值税100%退税。

  国家政策扶持给我国非粮燃料乙醇产业的发展带来了契机,近两年,二代纤维素燃料乙醇技术研发和示范应用取得重要进展。

  2012年5月14日,龙力生物收到山东省发改委关于《国家发展改革委关于山东龙力生物科技股份有限公司5万吨/年纤维燃料乙醇项目核准的批复》的通知,至此,公司成为国内首家生产二代纤维燃料乙醇的企业,获得了国家燃料乙醇定点生产资格,将按照“定点生产、定向流通、封闭运行”的模式向石油部门进行销售。龙力生物的纤维燃料乙醇产品是以玉米芯提取完功能糖之后的生物残渣作为原料生产的,被国家发改委列入“高技术产业化示范工程”,而纤维素燃料乙醇技术获得了2011年国家技术发明奖二等奖。

  此外,河南天冠集团自1997年开始,历经15年的研发,开发了具有完全自主知识产权的纤维乙醇关键技术,并自主设计建设了一座国内最大的万吨级秸秆纤维乙醇生产装置,实行了平稳运行,各项工艺技术及经济指标均处于国内先进水平,部分指标达到了世界先进水平。2013年计划完成12万吨每年纤维乙醇项目建设,建成纤维乙醇产业化放大示范区。届时,每年可消耗秸秆约100万吨,相当于节约粮食36万吨,节约耕地43万亩,农民可增收3亿元,减排二氧化碳35万吨,形成初具规模的基础能源和资源产业。

  国内涉及非粮乙醇的企业还有中粮生物、海南椰岛、迪森股份以及华资实业。麦肯锡的研究报告显示,预计2020年我国生产的二代燃料乙醇可替代3100万吨汽油,每年可减排9000万吨二氧化碳。

  所以,结合我国国情走一条非粮生物质能源发展路线,不仅是一举多得的战略选择,也不必淹没在人们“要粮食还是要燃料”的争论声中。

  基于纤维素乙醇生产是一个世界性难题,尚有诸多技术关键有待突破,专家建议要加强产学研合作,深化技术研究,优化生产工艺,降低生产成本,提高能源利用效率和经济效益。此外,国家要加强政策扶持,支持可以大规模推广应用的纤维素乙醇生产技术。

  积极发展新一代能源植物

  中国人口多,耕地面积十分紧张,发展粮食生物燃料,注定是一条“死胡同”。但我国却有11亿亩贫瘠、盐碱化、沙化、水土流失和污染严重的荒山和荒地,可用于种植能源作物(植物)。在现有的森林资源中,还有约9000万亩疏林地及近8亿亩郁闭度小于0.4的低产林地,通过改造,均可较大幅度地增加资源量。

  中国科学院植物研究所研究员、资源植物研发重点实验室主任桑涛说:“这些边际性土地大多分布在贫穷的地区,如果科学家能让能源植物在这些土地上生长,不仅能为国家生产足够的能源植物,还能够建立一种农业——工业相结合的新兴产业模式,让老百姓通过种地增加收入,也带动地方经济的发展。”

  除此之外,当裸露的土地重新披满植物后,其带来的生态效益也将不可估量。此前,桑涛等人在甘肃开展的芒草实验已获得了初步成功,证实了他的设想。

  据国家林业局造林司提供的资料,2013年,我国石油对外依存度高达75%,国家石油储备仅41天,与国际上145天差距非常大。

  专家介绍说,目前,生物质能源的提取精炼技术已经很完善,生物质能源与化石能源的混合使用技术也日益进步,真正面临的挑战是产业链前端的资源培育,尤其是缺乏优良的种质资源和规模化种植繁育技术。如果这些问题解决了,那么,一旦石油资源出现不测,我们就可及时以生物能源替代石油,比较坦然地应对能源危机。

  对于非粮能源作物(植物)的发展,国家在《能源发展“十二五”规划》、《生物产业发展规划》、《可再生能源发展“十二五”规划》、《生物质能“十二五”发展规划》等文件中都进行了重点部署。

  要求建设非粮能源原料基地,在盐碱地、荒草地、山坡地等未开发宜能荒地较多的地区,根据当地自然条件和作物植物特点,种植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物,建设非粮生物液体燃料的原料供应基地。到“十二五”期末,建成油料能源林基地200万公顷。

  今年6月发布的《全国林业生物质能发展规划(2011~2020年)》是发展林业生物质能源的里程碑,林业生物能源将从此规范化发展。

  《规划》提出的发展目标是,到2015年,建成油料林、木质能源林和淀粉能源林838万公顷,林业生物质年利用量超过1000万吨标煤。其中,生物液体燃料贡献率为10%,生物质热利用贡献率为90%,同时建成一批产业化示范基地。到2020年,建成能源林1678万公顷,林业生物质年利用量超过2000万吨标煤。其中,生物液体燃料贡献率为30%,生物质热利用贡献率为70%。

  《规划》指出,到2020年目标实现时,我国将建成林业生物质能种植、生产、加工转换和应用的产业体系,现代能源林基地对产业保障程度显著提高,同时培育壮大一批实力较强的企业。

  国家能源非粮食生物质原料研发中心副主任马履一教授表示,开发利用林业生物质能,可生产生物柴油、燃料乙醇和纤维素乙醇,以及用于发电和生产成型燃料。我国生物柴油虽起步较晚,但发展较快,利用小桐子、黄连木和光皮树种子转换生物柴油的技术已较成熟,目前制约因素是原料的可靠供应和价格。生物质发电已形成一定规模,初步实现产业化,以灌木平茬物为主要原料的林业生物质热电项目已投产发电,成型燃料已初步具备较大规模产业化发展的条件。纤维素制备乙醇是目前技术研发和产业化示范的重点,木质纤维素转化乙醇技术近年有较大突破,但距工业化应用还有较长的路要走。


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