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摘要:有害气体排放超标、全球气候变暖、石油价格居高不下、可再生资源日渐匮乏……面对一系列生态难题,应该怎样应对,本文通过对巴西从20世纪70年代的两次石油危机中付出沉重的代价唤醒了贫油国实现能源自给的发展思路,实施了以燃料乙醇为重点的能源替代发展战略,从贫油国到产业化、国际化经营,实现能源供应自给,取代了巴西40%的汽油消费,成为乙醇的生产大国和世界上唯一不供应纯汽油的国家的分析,联系我国汽油消费大省广东近年来闹“油荒”的状况,提出了广东应借鉴巴西的成功经验,利用广东省优越的自然条件和发达的市场环境,大力发展燃料乙醇生物质能源的对策思考。
关键词:发展战略 能源替代 燃料乙醇
Countermeasures and reflections on oil shortage in guangdong through the case of energy substitution strategy in brazil
Yu Fengzhu
Abstract:We confront with a series of ecological problems,such as excessive emission of hazardous gas,global warming,high oil price and deficient renewable resources,how to deal with these problems? This article puts forward countermeasures and reflections by reviewing and analyzing the Brazil case.There were two energy crises in Brazil during the 1970s,which awoke Brazil to develop a way of energy selfsupply and apply the energy (mainly fuel ethanol) substitution strategy.From oil deficient country to oil industrialization,international management and energy selfsupply country,Brazil covers its 40% gasoline consumption.Then Brazil became an ethanol produced country and the only one country that doesn’t provide pure gasoline in the world.Combine with the situation of oil shortage in Guangdong——the big gasoline consumption province,the author suggests Guangdong to learn the successful experience from Brazil,take advantage of predominant nature condition and developed market environment in Guangdong,and vigorously promote the development of fuel ethanol biomass energy.
Keywords:Development strategy Energy substitution Fuel ethanol
【中圖分类号】F206【文献标识码】B 【文章编号】1009-9646(2008)09-0005-04
巴西是贫油国,曾为过分依赖进口石油付出了沉重的代价,为实现能源自给,巴西政府于1975年开始大力推行“乙醇计划”新能源政策,因地制宜推动以甘蔗为主要原料的乙醇燃料的发展,提高了乙醇汽油中的乙醇比例,减少石油进口,实现能源的多元化。
1.能源多元化替代的选择
1973年和1979年爆发的两次石油危机给正在快速发展巴西经济造成了沉重打击,导致物价飞涨,经济发展倒退。为实现能源自给,巴西政府加速实施了以燃料乙醇为重点的替代能源战略,提高了乙醇汽油中的乙醇比例,加大了对燃料乙醇的研发投入并扶持相关企业。
1975年11月,巴西政府以法令形式颁布了“国家乙醇燃料计划”,以20%的体积比将无水乙醇加入汽油中;1993年提高到22%;2002年将上限提高到25%。巴西政府在1975~1989年间投资于燃料乙醇项目的资金达49.2亿美元,主要用来提高生产燃料乙醇各个环节的效率,使燃料乙醇的生产成本有了大幅度的降低。实施优惠政策和对技术的大量投资促进了巴西乙醇汽油的普及,燃料乙醇产量不断增加,从1976年的年产48万吨增长到1990年的953万吨,之后燃料乙醇的产量以每年4%的速度增长,目前可以提供国家13%的能源消耗。
经过30多年的努力,巴西是世界上燃料乙醇生产能力最大的国家之一,现在仅次于美国。巴西已建成完整的燃料乙醇产业链,从种植甘蔗到生产燃料乙醇,从制造燃料乙醇汽车到建立燃料乙醇供应站,形成了一个遍布全国各地的产销网络。
目前巴西燃料乙醇应用主要有4种:纯乙醇(含水乙醇)、乙醇汽油(22%乙醇+78%汽油)、MEG燃料(60%乙醇+33%甲醇+7%汽油)和生物柴油。巴西共有320多家燃料乙醇生产企业,其中,205家实行燃料乙醇和糖联产,115家单纯生产燃料乙醇。2000年以来,年均增长12%以上,目前产能为1272万吨/年,97%用于燃料,在汽油中的添加比重为20%~25%,50%以上的汽车使用乙醇燃料。目前,巴西使用乙醇汽油的车辆约1600万辆,使用乙醇燃料的车辆达200多万辆,而该国生产的新一代汽车可以完全使用乙醇为燃料。巴西不但在全国范围内提供乙醇汽油,近期又成功地将乙醇燃料应用于航空和其他领域。同时,巴西也是世界上燃料乙醇生产成本最低的国家,具备了相当的市场竞争力,2001年巴西政府就已取消了对燃料乙醇的补贴,由市场供求直接调节。
燃料乙醇项目的实施给巴西带来巨大的经济和生态效果:形成了独立的经济能源运行系统,减少了石油进口、节省了外汇支出,从1975~2000年,巴西共在石油进口方面减少了435亿美元;刺激了农业和燃料乙醇的相关行业大发展,同时还提供了大量的就业机会;显著改善了大气和生态环境。巴西在1975~2000年期间,由于使用乙醇汽油,减少大约11亿吨的二氧化碳排放量。
2.从贫油到产业化、国际化经营
2006年巴西能源领域在历史上首次实现能源平衡,即燃料的进出口相抵平衡。2006年巴西以甘蔗为原料制成的乙醇产量创历史纪录;巴西在再生能源原料利用率方面全球领先,达到44.6%,目标是达到50%,而全球的平均利用率是13.5%;巴西不仅在乙醇用于燃料汽车,而且在生物发电、生物柴油和潮汐发电等领域进行的再生能源资源研发方面,位于世界的前列。巴西已成功研制了用大豆、油棕榈、向日葵等油料作物生产生物柴油的新技术。
巴西燃料乙醇替代能源发展战略,从1975年起实施,其路径是:
2.1 提高乙醇产量和改善乙醇汽油使用性能。通过鼓励发展燃料乙醇产业,政府和私营业主共同投资扩大甘蔗种植面积,兴建大批燃料乙醇生产厂。2003~2004年度,巴西甘蔗产量約3.5亿吨,预计5年内将突破4亿吨大关,可为生产乙醇燃料提供充足的原料保障。生产工艺和加工装置的技术水平位于世界前列。
经过30多年的努力,巴西不仅成为乙醇的生产大国,也是以乙醇燃料替代石油最成功的国家之一,是世界上唯一不供应纯汽油的国家。
2.2 带动国际贸易与合作。多年来,巴西政府推行的新能源政策成效显著,不但实现了能源供应自给,而且向国外出口新能源产品。巴西不仅是世界第一大甘蔗种植国,也是全球最大的燃料乙醇出口国。为适应国际市场对燃料乙醇和相关技术装备的需求,巴西计划在3~5年内将乙醇出口量增加到50亿升,并大力向国外推广乙醇的生产技术装备。
2.3 推动节能减排、保护环境。乙醇汽油对环境的污染程度仅为传统汽油的30%,可减少汽车一氧化碳、二氧化碳排放的25%左右,还可降低碳氢、氮氧化合物等有害物质的排放。由于乙醇汽油的广泛应用,巴西1975~2000年仅二氧化碳排放就减少了11亿吨。乙醇汽油和乙醇燃料具有传统液体燃料无可比拟的环保优势。
2.4 缓解巴西的石油依赖度。在乙醇取代了巴西40%的汽油消费的同时,巴西近年来的石油探明储量也大幅上升。随着巴西引进和生产多燃料型汽车进入第三个年头,巴西几家主要的汽车生产商生产的新车将全为灵活燃料车型。
2.5 把开发能源农业作为一项长期的发展目标。为了抓住全球对生物替代能源需求增长的机遇,巴西制定了有关加快生物柴油生产的计划和法令,鼓励农民扩大甘蔗、大豆、向日葵、油棕榈等能源作物的种植。
巴西用甘蔗制成燃料乙醇以替代汽油替代战略的成功,主要取决于下面五方面的因素。
从技术层面看,世界以农作物为原料生产燃料乙醇的技术已日趋成熟。巴西用甘蔗制成燃料乙醇以替代汽油,成为世界应用燃料乙醇最成功并唯一不供应纯汽油的国家。巴西不论是在乙醇加工技术、或是产品生产成本,还是应用范围等方面都已走在世界前列。巴西利用甘蔗残渣(纤维素)提取燃料乙醇的新技术,可以使甘蔗得到完全百分之百的利用,成为循环经济的一个典范。此外,巴西还研制成功了用大豆、油棕榈、向日葵等油料作物生产生物柴油的新技术。
从土地资源看,巴西国土面积为851万平方公里,其中原始森林约4亿多公顷,牧场用地2.4亿公顷,农业用地0.62亿公顷,除山地和荒漠外,至少还有1亿多公顷的土地闲置,可以扩大能源作物的种植。巴西可在未来新增甘蔗种植面积300万公顷、甘蔗产量2.22亿吨,加工燃料乙醇210亿升。此外,巴西随着牧业生产技术的提高,肉牛生长周期已由10年前的48个月减少到现在的只需要18个月,部分牧场用地可转化为农业用地。在国内外市场对燃料乙醇需求不断增长的刺激下,通过对牧场的改造,有潜力新增600万公顷的甘蔗生产田,以满足扩大燃料乙醇产量的需要。
从生产成本看,巴西燃料乙醇的生产成本仅为美国的58%,欧盟的35%左右。据专家测算,巴西用甘蔗生产燃料乙醇的成本相当于石油43美元/桶,用大豆加工生物柴油的成本为26美元/桶,巴西是全球能源农业成本最低的国家。在国际石油看涨的情况下,巴西替代能源燃料乙醇和生物柴油具有很强的市场竞争力。
从市场前景看,燃料乙醇和生物柴油的市场需求正在加速增长。巴西通过立法,已经实现了在全国范围使用乙醇汽油,乙醇添加量达到20%~24%。2005年巴西总统访问日本,生物能源合作是双方高层探讨的重要内容。巴西媒体认为,如果日本颁布法令,规定汽油必须掺入5%的燃料乙醇,每年需求量相当于目前巴西燃料乙醇的消费量。巴西和日本的石油公司正就此建立合资企业进行商讨,并评估巴西向日本出口燃料乙醇的运输条件。已初步洽商建立7000亿美元项目的合作意向。
目前巴西已经把开发能源农业作为一项长期的发展目标。在保持能源农业可持续发展和保障农民生产积极性方面,巴西所遇到的最大挑战是如何扩大生产规模和保障生物替代能源出口。巴西有关工业联合会认为,如果只有少数国家使用乙醇汽油作为汽车燃料,就不可能形成国际性的市场。为此,巴西已将日本、中国、俄罗斯、印度、南非和美国等,列为巴西未来的燃料乙醇和生物柴油的出口市场,希望在开发生物替代能源上进行合作,并通过政府外交积极推动。
2007年初的《巴西甘蔗收成预测报告》认为,2006年巴西甘蔗种植面积为590万公顷,预计产量将达到4.368亿吨,比上年增长5.1%,其中2.16亿吨用于榨糖,其余可以生产燃料乙醇170亿升。巴西目前是世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。2004年,巴西出口燃料乙醇19亿升,2005年增加到21亿升,2006年预计达到28亿升,呈逐年增加之势。
巴西在出口市场方面,2005年首次向委内瑞拉出口燃料乙醇5000万升,2006年开始向尼日利亚出口,预计2008年前将向日本出口2000万升。据巴西方面统计,日本每年进口燃料乙醇的市场潜力约为18亿升。巴西石油公司称,今后的主要任务是致力于打造一个燃料乙醇的国际市场,并且负责燃料乙醇的出口和运输。
通过上述措施,巴西燃料乙醇出口将从现在的每年20多亿升提高到2015年的85亿升,成为巴西最大的出口农产品。巴西是目前世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。2004年,巴西出口燃料乙醇19亿升,2005年增加到21亿升,2006年达到28亿升,呈逐年增加之势。已有不少国家表示愿与巴西开展乙醇项目合作,巴西与瑞士、日本和印度的合作已取得实质性进展。巴西每年向瑞士出口l亿升乙醇,每年向日本出口乙醇金额高达30亿美元,印度与巴西已达成乙醇生产技术合作协议,采购10~15套乙醇生产成套设备,巴西已在委内瑞拉等10个拉美和非洲国家承建了16个乙醇加工厂,并提供了全套设备。
巴西自然条件优越,甘蔗资源丰富,在以甘蔗为原料的燃料乙醇生产与推广使用方面具有代表性,经过三十多年的应用开发,成本大幅降低,促进了燃料乙醇产业的迅速发展。目前,巴西乙醇年产量为160亿升(相当于8400万桶石油),为全国石油消费的12.6%。巴西以甘蔗为原料生产乙醇的成本为0.19美元/升,较美国的0.33美元/升、欧盟的0.55美元/升、具有性价比高的优势。巴西燃料乙醇成功实现产业化的主要经验值得借鉴。
一是以甘蔗为生产燃料乙醇的主要原料。巴西是世界第一大甘蔗生产国,具有极强的原料优势。巴西国土面积为851万平方公里,其中原始森林约4亿多公顷,牧场用地2.4亿公顷,农业用地0.62亿公顷,除山地和荒漠外,至少还有1亿多公顷的土地闲置,可以扩大能源作物的种植。2001/02年度甘蔗产量为2.93亿吨,2002/03年度甘蔗产量达3.2亿吨。大面积种植的甘蔗实现了机械化生产,而且原料运输半径小。巴西的燃料乙醇企业都建在甘蔗田里,周围17公里半径内全部是甘蔗,17公里达到了最经济的运输半径。降低了生产成本。
二是产品结构合理,规模化、集约化发展。优化的产业结构使得巴西燃料乙醇生产成本成为全球能源农业成本最低的国家。巴西燃料乙醇的生产成本仅为美国的58%,欧盟的35%左右。据专家测算,巴西用甘蔗生产燃料乙醇的成本相当于石油43美元/桶,用大豆加工生物柴油的成本为26美元/桶。在国际石油看涨的情况下,巴西替代能源燃料乙醇和生物柴油具有很强的市场竞争力。巴西进行乙醇和蔗糖联产,可以互相调剂,平衡生产,充分适应糖类产品市场行情的变化,基本上做到“吃干榨净”。蔗渣一般都用来发电,燃料乙醇生产企业都是电力自给,同时向公用电网送电。目前巴西正在开发利用甘蔗残渣提取燃料乙醇的新技术(纤维素乙醇),可以使甘蔗得到完全百分之百的利用。
三是注重优良品种的培育和综合利用。巴西重视培育和推广甘蔗优良品种,甘蔗平均单产为78~85吨/公顷,高于国际平均水平15%~20%,含糖率为14%~15.5%,高于国际水平15~3个百分点。巴西在乙醇生产过程中注重降低能耗,甘蔗能利用率高达71%,蔗渣和蔗叶均被综合利用转化为机械能和电能。巴西乙醇燃料生产企业基本实现了能源自给,其中,热能或机械能自给率达100%,电力自给率95%。
四是政府制定了一系列有力的公共政策和鼓励措施,支持促进乙醇产业化发展进程。巴西把立法作为推广乙醇燃料的必要手段,通过法律形式保障乙醇燃料、汽车生产商及消费者的利益。1975年,巴西颁布法令并授权石油公司在汽油中按一定比例添加乙醇,1991年再次颁布法令,规定在全国加油站的汽油中添加20%~24%的乙醇。汽油中燃料乙醇的比例均以法律形式确定,对不执行者处以相应的处罚。巴西联邦法律明确规定,联邦一级的单位购、换轻型公用车时,必须使用包括乙醇燃料在内的可再生燃料车。
巴西政府通过补贴、设置配额、统购燃料乙醇以及运用价格和行政干预手段鼓励使用燃料乙醇,并协助企业从世界银行等国际金融机构获取贷款。从1982年至今,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;部分州政府对燃料乙醇汽车减征1%的增值税,在燃料乙醇车销售不旺时曾全免增值税。
五是支持技术创新与研发应用。从20世纪70年代起,巴西开始组织科研机构、高等院校和企业开展乙醇汽油和乙醇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,巴西乙醇燃料汽车的整体技术已相当成熟。目前,汽车在动力、加速性能、驾驶里程等方面已基本达到同类汽油车水平。2003年各大国际汽车生产厂商在巴西推出了汽油、乙醇双燃料汽车,有的仅比汽油汽车售价高出不到300美元。特别是采用燃料灵活探测技术的双燃料汽车,能依据感应器测定燃料类型及混合燃料组分,自动调节氧气和燃料的比例及发动机的喷射系统,使不同的燃料都可发挥最高效能。现在,巴西汽油中乙醇添加比例已近25%,此举也大大改善了汽油的防爆燃性,使燃烧更完全。
3.缓解广东省“油荒”状况的启示
我国车用乙醇汽油的使用和推广速度很快,已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。2005年3月国家发展与改革委员会正式宣布,包括黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省全省以及河北、山东、江苏、湖北4省部分地区推广使用车用乙醇汽油工作全面启动。
广东省是汽油消费大省,拥有全国最大的燃料乙醇销售市场,但其产业发展规划和布局工作已经大大落后于许多省份。如果按照广东省的GDP平均增长速度为8%,汽、柴油消费的弹性系数为0.8计算,广东省的汽、柴油消费年消费增长率为6.4%。广东省的汽、柴油年消费量在2006年将达到2000万吨左右,2010年和2020年分别达到2563.283万吨和4766.645万吨。其中汽油的消费比例约按35%计算,则2006年、2010年和2020年广东省的汽油年消费量可能达到700万吨、897.1489万吨和1668.326万吨。按照10%的混配比例,2006年、2010年和2020年广东省的汽油消费中可混配70万吨、89.15万吨和166.83万吨的燃料乙醇。
根据交通部预测,2004~2020年民用汽车保有量年均增长率预计在10.5%左右(1991年~2004年年均增长12.3%),仍将继续领先于GDP增长。广东汽车保有量总量全国第一,汽车销量占全国总销量的 1/3。珠江三角洲各个城市的汽车保有量相对较大,2006年深圳的汽车保有量将突破100万辆,广州为近80万辆,东莞约为31.3万辆,佛山约为30万辆,2000年珠江三角洲主要城市汽油消费量情况如表1。
2006年广东省的汽油消费量达到700万吨,接近全国的20%。根据预测数据,2010年和2020年广东省的汽油年消费量可能达到897.1489万吨和1668.326万吨。如果根据目前国家乙醇汽油的标准,燃料乙醇的混配比按照10%计算,2006年、2010年和2020年广东省的汽油消费中可混配燃料乙醇70万吨、89.15万吨和166.83万吨,广东省的燃料乙醇需求市场为全国第一。
广东作为全国汽油主要消费地区,广东的木薯在生产燃料乙醇中有较大的优势:原料优势生物特性好,适应性广泛,不与主要粮食作物争地,木薯还可与其他的作物混种,淀粉生产率高,块根中淀粉的比率達30%~35%;单产增长潜力大,如果大力推广良种化木薯,改进耕种技术,木薯单产量将大幅度提;酒精产出率高于其它作物。利用木薯进行酒精生产,整株作物无废料,利用效率很高;木薯乙醇生产的成本较低。广东用木薯生产燃料乙醇有广阔的发展空间。
一个国家或地区成品油消费与其经济发展水平密切相关,作为发达国家的美国和作为发展中国家的巴西在燃料乙醇应用方面都已取得了可观的综合经济效益和生态保护社会效应,并通过产业化发展,使得燃料乙醇的应用前景更为广阔。而中国本身是一个贫油国家,目前进口石油依存度高达44%,未来几年,将进一步提高到60%。对进口石油的过度依赖,必然威胁到中国的国家安全。燃料乙醇作为替代石油的一种新能源,符合国家的能源安全战略。
就广东省来看,成品油消费量与GDP均占全国约七分之一比重。同时,广东又是一个能源紧缺的省份,本省炼油厂提供的油品数量仅占全省总消费量的19.9%,广东每年还需要向国外市场进口的油品占全省总消费量的41.98%。2005~2007年因国内外油价倒挂造成我省成品油出现供应紧张的“油荒”,给社会经济生活造成了一定的影响。而巴西通过大力发展燃料乙醇于2006年实现了能源的进出平衡,并实现燃料乙醇国际化经营。广东作为一个经济与成品油消费大省,在实现经济发展方式的转变上、在节能减排、建设生态经济上面临着更为严峻的形势,广东发展燃料乙醇产业应从巴西的能源替代发展战略成功经验中得到有益的启示。
4.结论
发展可替代的燃料乙醇生物质能源,广东省应借鉴巴西的成功经验,统筹规划,合理布局,
利用广东省优越的自然资源条件和发达的市场环境,加快发展燃料乙醇生物质能源。
参考文献
[1] 刘铁男.《关于我国燃料乙醇产业发展的几点思考》,宏观经济管理,2002.4
[2] 余凤翥.《广业公司赴巴西、美国燃料乙醇项目考察报告》,2008.01
[3] 余凤翥、刘新华.《广东省发展燃料乙醇产业分析报告》,2006.10
[4] 孙永明.《中国生物质能源与生物质利用现状与展望》,可再生能源,2006.2
关键词:发展战略 能源替代 燃料乙醇
Countermeasures and reflections on oil shortage in guangdong through the case of energy substitution strategy in brazil
Yu Fengzhu
Abstract:We confront with a series of ecological problems,such as excessive emission of hazardous gas,global warming,high oil price and deficient renewable resources,how to deal with these problems? This article puts forward countermeasures and reflections by reviewing and analyzing the Brazil case.There were two energy crises in Brazil during the 1970s,which awoke Brazil to develop a way of energy selfsupply and apply the energy (mainly fuel ethanol) substitution strategy.From oil deficient country to oil industrialization,international management and energy selfsupply country,Brazil covers its 40% gasoline consumption.Then Brazil became an ethanol produced country and the only one country that doesn’t provide pure gasoline in the world.Combine with the situation of oil shortage in Guangdong——the big gasoline consumption province,the author suggests Guangdong to learn the successful experience from Brazil,take advantage of predominant nature condition and developed market environment in Guangdong,and vigorously promote the development of fuel ethanol biomass energy.
Keywords:Development strategy Energy substitution Fuel ethanol
【中圖分类号】F206【文献标识码】B 【文章编号】1009-9646(2008)09-0005-04
巴西是贫油国,曾为过分依赖进口石油付出了沉重的代价,为实现能源自给,巴西政府于1975年开始大力推行“乙醇计划”新能源政策,因地制宜推动以甘蔗为主要原料的乙醇燃料的发展,提高了乙醇汽油中的乙醇比例,减少石油进口,实现能源的多元化。
1.能源多元化替代的选择
1973年和1979年爆发的两次石油危机给正在快速发展巴西经济造成了沉重打击,导致物价飞涨,经济发展倒退。为实现能源自给,巴西政府加速实施了以燃料乙醇为重点的替代能源战略,提高了乙醇汽油中的乙醇比例,加大了对燃料乙醇的研发投入并扶持相关企业。
1975年11月,巴西政府以法令形式颁布了“国家乙醇燃料计划”,以20%的体积比将无水乙醇加入汽油中;1993年提高到22%;2002年将上限提高到25%。巴西政府在1975~1989年间投资于燃料乙醇项目的资金达49.2亿美元,主要用来提高生产燃料乙醇各个环节的效率,使燃料乙醇的生产成本有了大幅度的降低。实施优惠政策和对技术的大量投资促进了巴西乙醇汽油的普及,燃料乙醇产量不断增加,从1976年的年产48万吨增长到1990年的953万吨,之后燃料乙醇的产量以每年4%的速度增长,目前可以提供国家13%的能源消耗。
经过30多年的努力,巴西是世界上燃料乙醇生产能力最大的国家之一,现在仅次于美国。巴西已建成完整的燃料乙醇产业链,从种植甘蔗到生产燃料乙醇,从制造燃料乙醇汽车到建立燃料乙醇供应站,形成了一个遍布全国各地的产销网络。
目前巴西燃料乙醇应用主要有4种:纯乙醇(含水乙醇)、乙醇汽油(22%乙醇+78%汽油)、MEG燃料(60%乙醇+33%甲醇+7%汽油)和生物柴油。巴西共有320多家燃料乙醇生产企业,其中,205家实行燃料乙醇和糖联产,115家单纯生产燃料乙醇。2000年以来,年均增长12%以上,目前产能为1272万吨/年,97%用于燃料,在汽油中的添加比重为20%~25%,50%以上的汽车使用乙醇燃料。目前,巴西使用乙醇汽油的车辆约1600万辆,使用乙醇燃料的车辆达200多万辆,而该国生产的新一代汽车可以完全使用乙醇为燃料。巴西不但在全国范围内提供乙醇汽油,近期又成功地将乙醇燃料应用于航空和其他领域。同时,巴西也是世界上燃料乙醇生产成本最低的国家,具备了相当的市场竞争力,2001年巴西政府就已取消了对燃料乙醇的补贴,由市场供求直接调节。
燃料乙醇项目的实施给巴西带来巨大的经济和生态效果:形成了独立的经济能源运行系统,减少了石油进口、节省了外汇支出,从1975~2000年,巴西共在石油进口方面减少了435亿美元;刺激了农业和燃料乙醇的相关行业大发展,同时还提供了大量的就业机会;显著改善了大气和生态环境。巴西在1975~2000年期间,由于使用乙醇汽油,减少大约11亿吨的二氧化碳排放量。
2.从贫油到产业化、国际化经营
2006年巴西能源领域在历史上首次实现能源平衡,即燃料的进出口相抵平衡。2006年巴西以甘蔗为原料制成的乙醇产量创历史纪录;巴西在再生能源原料利用率方面全球领先,达到44.6%,目标是达到50%,而全球的平均利用率是13.5%;巴西不仅在乙醇用于燃料汽车,而且在生物发电、生物柴油和潮汐发电等领域进行的再生能源资源研发方面,位于世界的前列。巴西已成功研制了用大豆、油棕榈、向日葵等油料作物生产生物柴油的新技术。
巴西燃料乙醇替代能源发展战略,从1975年起实施,其路径是:
2.1 提高乙醇产量和改善乙醇汽油使用性能。通过鼓励发展燃料乙醇产业,政府和私营业主共同投资扩大甘蔗种植面积,兴建大批燃料乙醇生产厂。2003~2004年度,巴西甘蔗产量約3.5亿吨,预计5年内将突破4亿吨大关,可为生产乙醇燃料提供充足的原料保障。生产工艺和加工装置的技术水平位于世界前列。
经过30多年的努力,巴西不仅成为乙醇的生产大国,也是以乙醇燃料替代石油最成功的国家之一,是世界上唯一不供应纯汽油的国家。
2.2 带动国际贸易与合作。多年来,巴西政府推行的新能源政策成效显著,不但实现了能源供应自给,而且向国外出口新能源产品。巴西不仅是世界第一大甘蔗种植国,也是全球最大的燃料乙醇出口国。为适应国际市场对燃料乙醇和相关技术装备的需求,巴西计划在3~5年内将乙醇出口量增加到50亿升,并大力向国外推广乙醇的生产技术装备。
2.3 推动节能减排、保护环境。乙醇汽油对环境的污染程度仅为传统汽油的30%,可减少汽车一氧化碳、二氧化碳排放的25%左右,还可降低碳氢、氮氧化合物等有害物质的排放。由于乙醇汽油的广泛应用,巴西1975~2000年仅二氧化碳排放就减少了11亿吨。乙醇汽油和乙醇燃料具有传统液体燃料无可比拟的环保优势。
2.4 缓解巴西的石油依赖度。在乙醇取代了巴西40%的汽油消费的同时,巴西近年来的石油探明储量也大幅上升。随着巴西引进和生产多燃料型汽车进入第三个年头,巴西几家主要的汽车生产商生产的新车将全为灵活燃料车型。
2.5 把开发能源农业作为一项长期的发展目标。为了抓住全球对生物替代能源需求增长的机遇,巴西制定了有关加快生物柴油生产的计划和法令,鼓励农民扩大甘蔗、大豆、向日葵、油棕榈等能源作物的种植。
巴西用甘蔗制成燃料乙醇以替代汽油替代战略的成功,主要取决于下面五方面的因素。
从技术层面看,世界以农作物为原料生产燃料乙醇的技术已日趋成熟。巴西用甘蔗制成燃料乙醇以替代汽油,成为世界应用燃料乙醇最成功并唯一不供应纯汽油的国家。巴西不论是在乙醇加工技术、或是产品生产成本,还是应用范围等方面都已走在世界前列。巴西利用甘蔗残渣(纤维素)提取燃料乙醇的新技术,可以使甘蔗得到完全百分之百的利用,成为循环经济的一个典范。此外,巴西还研制成功了用大豆、油棕榈、向日葵等油料作物生产生物柴油的新技术。
从土地资源看,巴西国土面积为851万平方公里,其中原始森林约4亿多公顷,牧场用地2.4亿公顷,农业用地0.62亿公顷,除山地和荒漠外,至少还有1亿多公顷的土地闲置,可以扩大能源作物的种植。巴西可在未来新增甘蔗种植面积300万公顷、甘蔗产量2.22亿吨,加工燃料乙醇210亿升。此外,巴西随着牧业生产技术的提高,肉牛生长周期已由10年前的48个月减少到现在的只需要18个月,部分牧场用地可转化为农业用地。在国内外市场对燃料乙醇需求不断增长的刺激下,通过对牧场的改造,有潜力新增600万公顷的甘蔗生产田,以满足扩大燃料乙醇产量的需要。
从生产成本看,巴西燃料乙醇的生产成本仅为美国的58%,欧盟的35%左右。据专家测算,巴西用甘蔗生产燃料乙醇的成本相当于石油43美元/桶,用大豆加工生物柴油的成本为26美元/桶,巴西是全球能源农业成本最低的国家。在国际石油看涨的情况下,巴西替代能源燃料乙醇和生物柴油具有很强的市场竞争力。
从市场前景看,燃料乙醇和生物柴油的市场需求正在加速增长。巴西通过立法,已经实现了在全国范围使用乙醇汽油,乙醇添加量达到20%~24%。2005年巴西总统访问日本,生物能源合作是双方高层探讨的重要内容。巴西媒体认为,如果日本颁布法令,规定汽油必须掺入5%的燃料乙醇,每年需求量相当于目前巴西燃料乙醇的消费量。巴西和日本的石油公司正就此建立合资企业进行商讨,并评估巴西向日本出口燃料乙醇的运输条件。已初步洽商建立7000亿美元项目的合作意向。
目前巴西已经把开发能源农业作为一项长期的发展目标。在保持能源农业可持续发展和保障农民生产积极性方面,巴西所遇到的最大挑战是如何扩大生产规模和保障生物替代能源出口。巴西有关工业联合会认为,如果只有少数国家使用乙醇汽油作为汽车燃料,就不可能形成国际性的市场。为此,巴西已将日本、中国、俄罗斯、印度、南非和美国等,列为巴西未来的燃料乙醇和生物柴油的出口市场,希望在开发生物替代能源上进行合作,并通过政府外交积极推动。
2007年初的《巴西甘蔗收成预测报告》认为,2006年巴西甘蔗种植面积为590万公顷,预计产量将达到4.368亿吨,比上年增长5.1%,其中2.16亿吨用于榨糖,其余可以生产燃料乙醇170亿升。巴西目前是世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。2004年,巴西出口燃料乙醇19亿升,2005年增加到21亿升,2006年预计达到28亿升,呈逐年增加之势。
巴西在出口市场方面,2005年首次向委内瑞拉出口燃料乙醇5000万升,2006年开始向尼日利亚出口,预计2008年前将向日本出口2000万升。据巴西方面统计,日本每年进口燃料乙醇的市场潜力约为18亿升。巴西石油公司称,今后的主要任务是致力于打造一个燃料乙醇的国际市场,并且负责燃料乙醇的出口和运输。
通过上述措施,巴西燃料乙醇出口将从现在的每年20多亿升提高到2015年的85亿升,成为巴西最大的出口农产品。巴西是目前世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。2004年,巴西出口燃料乙醇19亿升,2005年增加到21亿升,2006年达到28亿升,呈逐年增加之势。已有不少国家表示愿与巴西开展乙醇项目合作,巴西与瑞士、日本和印度的合作已取得实质性进展。巴西每年向瑞士出口l亿升乙醇,每年向日本出口乙醇金额高达30亿美元,印度与巴西已达成乙醇生产技术合作协议,采购10~15套乙醇生产成套设备,巴西已在委内瑞拉等10个拉美和非洲国家承建了16个乙醇加工厂,并提供了全套设备。
巴西自然条件优越,甘蔗资源丰富,在以甘蔗为原料的燃料乙醇生产与推广使用方面具有代表性,经过三十多年的应用开发,成本大幅降低,促进了燃料乙醇产业的迅速发展。目前,巴西乙醇年产量为160亿升(相当于8400万桶石油),为全国石油消费的12.6%。巴西以甘蔗为原料生产乙醇的成本为0.19美元/升,较美国的0.33美元/升、欧盟的0.55美元/升、具有性价比高的优势。巴西燃料乙醇成功实现产业化的主要经验值得借鉴。
一是以甘蔗为生产燃料乙醇的主要原料。巴西是世界第一大甘蔗生产国,具有极强的原料优势。巴西国土面积为851万平方公里,其中原始森林约4亿多公顷,牧场用地2.4亿公顷,农业用地0.62亿公顷,除山地和荒漠外,至少还有1亿多公顷的土地闲置,可以扩大能源作物的种植。2001/02年度甘蔗产量为2.93亿吨,2002/03年度甘蔗产量达3.2亿吨。大面积种植的甘蔗实现了机械化生产,而且原料运输半径小。巴西的燃料乙醇企业都建在甘蔗田里,周围17公里半径内全部是甘蔗,17公里达到了最经济的运输半径。降低了生产成本。
二是产品结构合理,规模化、集约化发展。优化的产业结构使得巴西燃料乙醇生产成本成为全球能源农业成本最低的国家。巴西燃料乙醇的生产成本仅为美国的58%,欧盟的35%左右。据专家测算,巴西用甘蔗生产燃料乙醇的成本相当于石油43美元/桶,用大豆加工生物柴油的成本为26美元/桶。在国际石油看涨的情况下,巴西替代能源燃料乙醇和生物柴油具有很强的市场竞争力。巴西进行乙醇和蔗糖联产,可以互相调剂,平衡生产,充分适应糖类产品市场行情的变化,基本上做到“吃干榨净”。蔗渣一般都用来发电,燃料乙醇生产企业都是电力自给,同时向公用电网送电。目前巴西正在开发利用甘蔗残渣提取燃料乙醇的新技术(纤维素乙醇),可以使甘蔗得到完全百分之百的利用。
三是注重优良品种的培育和综合利用。巴西重视培育和推广甘蔗优良品种,甘蔗平均单产为78~85吨/公顷,高于国际平均水平15%~20%,含糖率为14%~15.5%,高于国际水平15~3个百分点。巴西在乙醇生产过程中注重降低能耗,甘蔗能利用率高达71%,蔗渣和蔗叶均被综合利用转化为机械能和电能。巴西乙醇燃料生产企业基本实现了能源自给,其中,热能或机械能自给率达100%,电力自给率95%。
四是政府制定了一系列有力的公共政策和鼓励措施,支持促进乙醇产业化发展进程。巴西把立法作为推广乙醇燃料的必要手段,通过法律形式保障乙醇燃料、汽车生产商及消费者的利益。1975年,巴西颁布法令并授权石油公司在汽油中按一定比例添加乙醇,1991年再次颁布法令,规定在全国加油站的汽油中添加20%~24%的乙醇。汽油中燃料乙醇的比例均以法律形式确定,对不执行者处以相应的处罚。巴西联邦法律明确规定,联邦一级的单位购、换轻型公用车时,必须使用包括乙醇燃料在内的可再生燃料车。
巴西政府通过补贴、设置配额、统购燃料乙醇以及运用价格和行政干预手段鼓励使用燃料乙醇,并协助企业从世界银行等国际金融机构获取贷款。从1982年至今,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;部分州政府对燃料乙醇汽车减征1%的增值税,在燃料乙醇车销售不旺时曾全免增值税。
五是支持技术创新与研发应用。从20世纪70年代起,巴西开始组织科研机构、高等院校和企业开展乙醇汽油和乙醇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,巴西乙醇燃料汽车的整体技术已相当成熟。目前,汽车在动力、加速性能、驾驶里程等方面已基本达到同类汽油车水平。2003年各大国际汽车生产厂商在巴西推出了汽油、乙醇双燃料汽车,有的仅比汽油汽车售价高出不到300美元。特别是采用燃料灵活探测技术的双燃料汽车,能依据感应器测定燃料类型及混合燃料组分,自动调节氧气和燃料的比例及发动机的喷射系统,使不同的燃料都可发挥最高效能。现在,巴西汽油中乙醇添加比例已近25%,此举也大大改善了汽油的防爆燃性,使燃烧更完全。
3.缓解广东省“油荒”状况的启示
我国车用乙醇汽油的使用和推广速度很快,已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。2005年3月国家发展与改革委员会正式宣布,包括黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省全省以及河北、山东、江苏、湖北4省部分地区推广使用车用乙醇汽油工作全面启动。
广东省是汽油消费大省,拥有全国最大的燃料乙醇销售市场,但其产业发展规划和布局工作已经大大落后于许多省份。如果按照广东省的GDP平均增长速度为8%,汽、柴油消费的弹性系数为0.8计算,广东省的汽、柴油消费年消费增长率为6.4%。广东省的汽、柴油年消费量在2006年将达到2000万吨左右,2010年和2020年分别达到2563.283万吨和4766.645万吨。其中汽油的消费比例约按35%计算,则2006年、2010年和2020年广东省的汽油年消费量可能达到700万吨、897.1489万吨和1668.326万吨。按照10%的混配比例,2006年、2010年和2020年广东省的汽油消费中可混配70万吨、89.15万吨和166.83万吨的燃料乙醇。
根据交通部预测,2004~2020年民用汽车保有量年均增长率预计在10.5%左右(1991年~2004年年均增长12.3%),仍将继续领先于GDP增长。广东汽车保有量总量全国第一,汽车销量占全国总销量的 1/3。珠江三角洲各个城市的汽车保有量相对较大,2006年深圳的汽车保有量将突破100万辆,广州为近80万辆,东莞约为31.3万辆,佛山约为30万辆,2000年珠江三角洲主要城市汽油消费量情况如表1。
2006年广东省的汽油消费量达到700万吨,接近全国的20%。根据预测数据,2010年和2020年广东省的汽油年消费量可能达到897.1489万吨和1668.326万吨。如果根据目前国家乙醇汽油的标准,燃料乙醇的混配比按照10%计算,2006年、2010年和2020年广东省的汽油消费中可混配燃料乙醇70万吨、89.15万吨和166.83万吨,广东省的燃料乙醇需求市场为全国第一。
广东作为全国汽油主要消费地区,广东的木薯在生产燃料乙醇中有较大的优势:原料优势生物特性好,适应性广泛,不与主要粮食作物争地,木薯还可与其他的作物混种,淀粉生产率高,块根中淀粉的比率達30%~35%;单产增长潜力大,如果大力推广良种化木薯,改进耕种技术,木薯单产量将大幅度提;酒精产出率高于其它作物。利用木薯进行酒精生产,整株作物无废料,利用效率很高;木薯乙醇生产的成本较低。广东用木薯生产燃料乙醇有广阔的发展空间。
一个国家或地区成品油消费与其经济发展水平密切相关,作为发达国家的美国和作为发展中国家的巴西在燃料乙醇应用方面都已取得了可观的综合经济效益和生态保护社会效应,并通过产业化发展,使得燃料乙醇的应用前景更为广阔。而中国本身是一个贫油国家,目前进口石油依存度高达44%,未来几年,将进一步提高到60%。对进口石油的过度依赖,必然威胁到中国的国家安全。燃料乙醇作为替代石油的一种新能源,符合国家的能源安全战略。
就广东省来看,成品油消费量与GDP均占全国约七分之一比重。同时,广东又是一个能源紧缺的省份,本省炼油厂提供的油品数量仅占全省总消费量的19.9%,广东每年还需要向国外市场进口的油品占全省总消费量的41.98%。2005~2007年因国内外油价倒挂造成我省成品油出现供应紧张的“油荒”,给社会经济生活造成了一定的影响。而巴西通过大力发展燃料乙醇于2006年实现了能源的进出平衡,并实现燃料乙醇国际化经营。广东作为一个经济与成品油消费大省,在实现经济发展方式的转变上、在节能减排、建设生态经济上面临着更为严峻的形势,广东发展燃料乙醇产业应从巴西的能源替代发展战略成功经验中得到有益的启示。
4.结论
发展可替代的燃料乙醇生物质能源,广东省应借鉴巴西的成功经验,统筹规划,合理布局,
利用广东省优越的自然资源条件和发达的市场环境,加快发展燃料乙醇生物质能源。
参考文献
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