人车争粮?
美国是世界玉米生产和出口大国,年产玉米约3亿吨,55%加工为饲料,25%工业利用(乙醇约占70%),另有20%出口。2006、2007两年,美国分别生产了1600万、2100万吨乙醇,是否减少了玉米出口呢?事实上,2004-2007年间美国玉米出口量一直在增加,2007/2008年度将创历史最高(6096万吨),因为美国农民生产积极性提高了。
相反,石油价格上涨确是实实在在地为此次粮价危机做出了贡献。美国进步中心首席执行官John Podesta2008年初指出,美国上涨的谷物成本中用于种植和运输的化石燃料占了三分之二,石油价格上涨使2007年的农业成本增加了25%。美国农业部的资料表明,每消费1美元采购食品,农户只能拿到19美分,剩余的81美分是劳动力、燃料、运输、包装和其他非农成本。影响食品价格上涨的主要因素是非农成本,特别是能源价格。能源价格对食品零售价格的影响比农产品本身高2~3倍。
能效更低?
"生物燃料影响环境"的说法基本都源自美国康奈尔大学的昆虫学教授Pimentel之口。他在2003年《自然资源研究》杂志发文提出,"从所需要的全部能量投入考虑,玉米乙醇生产的能量平衡是负值(-29%)",该文有一定影响。国际能源署(IEA)曾就此发表评论,认为十多年的研究结果表明,用谷物生产燃料乙醇产出的能量高于投入的化石能源,"得到负值的原因是忽视了生产乙醇过程技术进步所产生的节能降耗效果"。
美国阿冈国家实验室进行了二十多年的不同能源全生命周期能效对比的研究,结果是:每投入一个化石能源能量单位,电力、汽油、煤炭、玉米乙醇和纤维素乙醇的产能,分别是0.45、0.81、0.98、1.36和10.31,即三种化石能源均为负值,而玉米乙醇是1.36,纤维素乙醇在10以上。天津大学对玉米乙醇的生命周期评价研究结果是能量投入产出比为1∶1.34;农业部能源环境研究中心利用其与意大利都灵大学合作开发的"非粮原料模型"计算了甜高粱生产乙醇的能量投入产出比为1∶1.76。由于大量使用化肥,农业种植过程消耗化石能源大于乙醇生产过程使用的化石燃料。
经济性之辩
经常有人指责对生物燃料的补贴。确实,正如历史上对新药开发、医疗技术等的支持一样,目前各国都对新兴的生物燃料产业采取了补贴、税收优惠等激励措施。2007年美国为燃料乙醇补贴了30亿美元,但减少了60亿美元的农产品价格补贴和200亿美元的贸易赤字,其中150亿美元是进口石油款项,正在实现不依赖外国进口石油的国家利益。生物燃料是在本土上生产的能源,能保障国家能源安全、减排温室气体和发展农村经济,并且正在通过技术进步不断提高能效和改善环境。通过产业发展,可以和巴西一样,逐渐取消补贴。
随着技术进步和企业的成熟,巴西的甘蔗乙醇已经做到不依靠任何财政补贴就能和进口石油竞争。目前,巴西圣保罗的车用乙醇价格仅是汽油的54%。
联合国亚太经济社会观察组织(UNESCAP)鼓励发展中国家发展生物燃料减贫,认为巴西开创了一个非常好的模式,值得其他国家效仿,为农民提供较大量的就业机会和市场;还能通过自主生产燃料来抑制进口石油价格,使更多的资金用来改善人民生活。
生产规模
时常有人认为生物燃料的生产单元规模太小,不能成气候,总是用石油化工行业来做比较。其实,这正是生物燃料的特点,也正是这点才能解决困扰我国多年的"三农"问题。生物质的特性决定了其加工要实行"分散"与"集中"相结合的模式,如甜高粱秆的运输半径一般不超过15公里,建设年产万吨级规模的乙醇厂比较适宜,显然运输乙醇比运输高粱秆要经济得多。这些采用现代技术建设的分散式乙醇厂相当于油田中分布的油井,集中起来就可以进行深加工,如变性脱水生产燃料乙醇或生产化工产品。目前缺的就是输配管道系统。
转观石化工业,也是经过几十年的发展形成了完善的运输管道系统后才有了千万吨级的炼油装置和百万吨级的乙烯装置。乙醇运输是制约产业发展的瓶颈之一,用管道运输成本比目前的运输成本低很多。巴西已成功地用专用管道输送乙醇,管道成本约为100万美元/英里。经过一定时期,建设起乙醇管道输配系统后就能解决生产规模问题,可以同石油化工一样,建立起生物质化学工业基础设施。10吨原油生产1吨乙烯,而1.7吨乙醇就能生产1吨乙烯,可以想象用乙醇生产乙烯的经济效益和原料保障。
八大优势
发展生物燃料,首先要全面认识它。生物燃料好处很多,首先是原料上的多样性。它可以利用作物秸秆、林业剩余物、畜禽粪便、加工业的有机废水废渣、城市垃圾,还可利用低质土地种植各种各样的能源植物,十分灵活。
其次是产品上的多样性。能源产品有液态的生物乙醇和柴油,固态的原型和成型燃料,气态的沼气等多种能源产品。既可以替代石油、煤炭和天然气,也可以供热和发电。
第三,它是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品,而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。
第四是它的"物质性",可以像石油煤炭那样生产塑料、纤维等各种材料以及化工原料等物质性的产品,形成庞大的生物化工生产体系。这是其他可再生和新能源不可能做到的。
第五是它的"可循环性"和"环保性"。它是在农林和城乡有机废弃物的无害化和资源化中生产产品;它的全部生命物质均能进入地球的生物学循环,连释放的二氧化碳也会重新被植物吸收而参与地球碳的循环,做到零排放。物质上的永续性、资源上的可循环性是一种现代的先进生产模式。
第六是它的"带动性"。它可以拓展农业生产领域,带动农村经济,增加农民收入;还能促进制造业、建筑业、汽车等行业发展。在中国等发展中国家,还可推进农业工业化和中小城镇发展,缩小工农差别,具有很大的政治、经济和社会意义。
第七是对原油价格的"抑制性"。生物燃料将使"原油"生产国从目前的20个增加到200个,通过自主生产燃料抑制进口石油价格,并减少进口石油花费,使更多的资金能用于改善人民生活,从根本上解决粮食危机。
第八是创造就业机会和建立国内市场。巴西的经验表明,在石化行业1个就业岗位,可以在乙醇行业创造152个就业岗位;石化行业产生1个就业岗位的投资是22万美元,燃料行业仅为1.1万美元。联合国环境计划署发布的"绿色职业"报告中指出,"到2030年可再生能源产业将创造2040万个就业机会,其中生物燃料1200万个"。
质疑生物燃料影响粮食供应和环境生态只说了问题的一面,而没有说问题的另一面,更该受到关注的是资源枯竭、全球变暖、油价飙升引发通胀以至社会动乱的石油问题,而生物燃料正是解决这些问题的一种最佳选择。
全球计划
自上世纪70年代的两次全球石油危机以来,美欧等一直在寻求石油替代之途。从20世纪70年代巴西和美国的生物乙醇到80年代北欧的生物质供热发电,从90年代的煤基甲醇到后来的氢能和燃料电池,人们的共识是生物燃料替代是目前最可行、最佳或唯一选择。
欧盟2006年的生物燃料产量达到538万吨标油(约850万吨乙醇),替代了2%的运输燃料。2007年3月欧盟首脑会议提出了2020年可再生能源在能源消费总额中占到20%和生物燃料不得少于运输燃料10%的目标。面对所谓影响粮价的指责,欧盟也没有动摇实现10%替代的决心,只是调整了政策,要求"先进生物燃料"的比例要占所使用生物燃料的40%。我们的邻居印度,目前乙醇在汽油中添加比例为5%,到2008年10月将提高到10%,2008年9月11日印度政府又制订了到2017年乙醇在汽油中的掺混比例达到20%的目标。
当前的石油替代形势可说是谋定而动,高歌猛进。短短几年里,全球生物液体燃料已达4600万吨(按热值计相当于4600万吨标煤),其发展规模和前景可见一斑。2008年11月17~21日,巴西政府在巴西圣保罗主办了有90个国家、24个国际组织参加的"国际生物燃料大会",探讨如何发展生物燃料产业、控制气候变和发展经济。会议认为以目前的技术全球可以用乙醇替代10%汽油。
符合国情
与美欧国家相比,中国的石油形势要严峻得多。现在欧美已经是立足生物燃料替代了,我们还下不了替代决心。运输燃油替代上犹豫于煤基替代和生物基替代之间,生物燃料替代上又怕犯忌粮食安全。这些心理障碍致使一些人士、媒体以至官员对生物燃料躲着走,挡箭牌是"有不同意见"。尽管中国已经叫停玉米乙醇,有了"不与人争粮,不与农争地"的方针,但还走不出这些阴影。
再者,生物燃料是把农业和工业有机结合在一起的新兴产业,发展农业、改善农村经济也是美国当初发展燃料乙醇产业时的初衷之一。连美国这样的发达国家都反复强调这点,我们更需要利用生物燃料来有效解决我国的"三农"问题。
另类"走出去"
在联合国亚太经济社会观察2008的报告中提到,世界上最穷的50个国家中有38个是石油净进口国,其中25个国家的石油全部依赖进口。这些国家的石油方面支出是国民医疗健康支出的2~6倍,油价上涨必然冲击这些国家的经济,引起食品价格上涨和社会的不稳定。
中国发展生物燃料不仅可以缓解石油进口压力和"三农"问题,还能以自身的资金和技术优势,与亚非拉的丰富生物质资源相结合,创造一种双赢的"走出去"新模式,既帮助发展中国家(尤其是非洲)解决贫困和饥饿问题,又为我国开发"绿色"石油资源。联合国基金会高级顾问Janet Hall极力推崇中国的甜高粱秆先进固体发酵生产乙醇技术。她认为,利用耐贫瘠作物甜高粱生产乙醇是解决非洲饥饿、全球粮食安全农村发展、气候变化等问题的有效手段。英国CAMS公司正与清华大学洽谈购买该项技术在坦桑尼亚建设甜高粱乙醇厂和生物质电厂。
世界能源正处在历史的十字路口。中国需要向发达国家学习和跟踪,更要凭借自身优势,敢于创新与超越。
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