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必威 betway必威生物油燃料的优缺点
发布:2024-03-22 01:51:50 浏览:

  (1)燃油过滤器堵塞。在柴油中掺入一定比例的生物柴油的混合燃料,对于原柴油机各零件使用的材料是相容的。如果使用高比例生物柴油的混合燃料及100%生物柴油时,则要严格控制质量标准,如果其中所含残留醇或其他杂质较多时,则天然橡胶及丁基橡胶长期与生物柴油接触会软化或裂化。也可能因生物柴油具有一定溶剂的性质,长期使用后使燃油过滤器堵塞。(2)喷油器积碳。喷油嘴端部与喷孔中积碳。相关实验表明喷油器朝向进气阀一侧积碳较少,而相对的一侧则较多。喷孔中也有积碳,喷孔积炭使喷孔的内径变小,喷油量减少,影响发动机的正常工作,燃油喷射压力机剩余压力上升。(3)燃烧室表面积碳。生物柴油使用一定的时间之后,检查发动机的燃烧室,发现有积炭,燃烧室表面积碳产生的主要原因:一是植物油中含有非饱和成分,并且不稳定,在高温下易聚合,变成难燃烧的聚合物;二是植物油的H/C比低,大分子难完全燃烧尽;三是某些废烹饪油制成的生物柴油,成分比较复杂,燃烧后残留碳渣多。(4)进气道积碳。柴油机工作一定时间后,进气道上积碳较多,其原因:一是喷孔局部堵塞,雾化质量变坏,后燃现象严重;二是发动机负荷增加时,进排气门重叠开启期间,排气压力大于进气压力,排气进入进气道。(5)活塞、缸套及轴承。活塞首道环中积碳较多,间隙增大。有些曲轴的主轴承有擦伤现象。生物柴油氧化产生的有机酸对金属部件有较强的腐蚀性,用废油生产的生物柴油水分大,酸值高,腐蚀性更强,此外,生物柴油会软化和降解某些合成橡胶和天然橡胶,生物柴油中残留的微量甲醇和甘油会对燃料系统、燃油管等橡胶制件产生腐蚀作用,降低橡胶制件的使用寿命。(6)油变质。虽然生物柴油较高的运动粘度使其对发动机燃料系统具有较好的作用,可在一定程度上补偿因降低常规柴油中的硫含量而引起的不良问题,但生物柴油在燃用过程中会进入发动机曲轴箱,从而稀释、污染发动机油。此外,进入曲轴箱的生物柴油由于高温氧化,会诱导和加速发动机油氧化变质,导致发动机油胶质增多、腐蚀性增大、换油期缩短等问题。通常用高频率转动环试验方法评估油料的性能,国外用该法对生物柴油及柴油的性能进行评估试验时在温度60℃及相对湿度为50%的条件下进行的。刮痕度的减少代表油料的性能增加,反之则表示性能差,由试验可知,100%生物柴油的刮痕度只有柴油的一半还不到,说明生物柴油的性能比柴油好得多,必然会减少零件的磨损。

  在现代石化能源越来越少的时代,寻找替代燃料成了一个必走之路。尽管生物柴油在应用中出现了一些小的问题,但是在目前来看,它的发展潜力是很大的,它具有丰富的原料来源,尤其是我国,废烹饪油,一些植物油脂等,这些都是可再生燃料;生物柴油的生产技术已经成熟,并且不需要复杂的工艺和设备;生物柴油的性质和常规柴油的性质基本上相近,所以生物柴油的储存和运输上都可以用原来的容器和设备,对材料没有特殊的要求,对存储和运输条件也没有特殊的要求,生物柴油闪点高,储存和运输及使用时较安全;生物柴油的十六烷值与柴油的相当,热值比柴油低得不多,又含氧,这些都有利于在柴油机中燃烧使动力性能及比能耗与柴油机相等,有的生物柴油甚至有可能优于柴油;生物柴油结构组成的特性,使得它的性比含硫低的柴油好,有利于延长零件的使用寿命。生物柴油的环境友好性比较好,其不含硫、铅等金属物质也不含芳香烃及卤化物等,能有效的减少排气中的有毒物质,而且可以明显地降低一些常规的有害排放物;可以适应与各种类型设备及交通运输用的柴油机作燃料,在工程机械,公共交通,家庭用油等,在农业的应用最为广泛;在柴油机上推广应用甲醇及乙醇作燃料时,生物柴油既可用作助溶剂,又可以提高醇燃料的粘度。目前在应用生物柴油作燃料时,只要存在如下问题:价格尚高于常规柴油;在大量生产时,还需要保证原料的供应,如用可食用植物油做原料,就需要较多土地;如用野生植物油,则还有待于开发;如果废烹调油,则需组织采购工作;发动机使用生物柴油,尚需要进一步优化,解决可能产生的新问题。

  面对日益严重的环境污染,全世界都在期盼着清洁燃料能够早日普及。目前公认的清洁燃料主要包括:气体燃料(天然气、液化气、氢气)、合成氢燃料(煤制油、天然气合成油)、醇类燃料(甲醇、乙醇)、生物柴油和乳化燃料。其中,使用最广泛的是压缩天然气、液化天然气和液化石油气以及掺水乳化燃料。同时,从节能的角度,清洁燃料也是替代燃料,同样具有十分重要的战略地位。所以,我国《节约和替代燃料油“十五规划”》指出:节约和替代燃料油是解决我国石油资源短缺,缓解石油供需矛盾,保障国家经济安全的重大战略措施。

  1、甲醇汽油。由于甲醇对发动机及其他部件的防腐橡胶材料有较大影响,因此,除要求提高发动机压缩比外,还应对发动机进行改造或更换材质,以解决甲醇汽油的腐蚀问题;另外,甲醇为神经毒物,具有显著的麻醉作用。

  2、乙醇汽油。我国从2001年起在河南、吉林两省进行了乙醇汽油的推广试点,结果不很理想。除了热值较低原因外,更主要的是由于乙醇与汽油不能直接混合,按照传统工艺生产,成本较高,且操作复杂,产品稳定性也很不理想。

  天然气、液化气。天然气和液化气是目前使用较多的两种气体替代燃料,在北京、广州、上海、深圳等城市已经使用它们;但由于技术原因,机动车使用天然气,减少了新鲜空气进入气缸的量,导致了发动机功率下降;此外,天然气含有微量的h2s,会对发动机造成腐蚀,使发动机寿命减短。液化气在使用过程中,存在蒸发器或过滤器堵塞、低温启动性差等问题。更重要的是:天然气、液化气续驶里程短,不能充分利用现有的燃料储运、分配、销售系统,需要建立各自独立的储运、销售网络。尤其是天然气,需要建立长距离的输送管道,很大程度上限制了气体燃料的推广运用。

  氢气具有高热值、无污染的优点,但是其制备、储存、运输和使用都存在许多技术难题一时无法解决,加上成本太高,近十年内不可能普及。

  1、 煤制油。煤制油技术发展已经半个多世纪,通过加氢液化制造成“二甲基醚”类,目前技术比较成熟。但是,成本高,难以推广。

  就是利用各种油料植物提炼的燃料油脂。目前,有报道说国外已经成功培育了一种生长在干旱地区的油料植物,其提炼油可以替代柴油。从长远看是可行的,但是不可能在短期内奏效。

  乳化燃料主要是将汽油、柴油、重油等燃料与水或醇类等按一定比例混合,通过特殊工艺并添加乳化剂制造的乳化油。具有显著的减污和节能效果。因此我国也大力提倡并推广。但是,传统技术生产的乳化燃料始终离不开添加剂,因此直接导致:1、成本高;2、储运补充难;3、油水比例固定难以适应内燃机的各种工况。此三大难题成为阻碍掺水乳化燃料在世界普及的瓶颈。

  通观清洁燃料的现状,可以看出,如果不能对应地解决上述问题,清洁燃料是难以替代传统燃料的。

  如今,随着hs活化燃料在线合成技术横空出世,上述存在技术、成本等诸多影响普及问题的清洁燃料,相形见绌,hs活化燃料成为最经济最有效同时最易推广的清洁燃料。理由如下:

  l 利用hs技术装置对纯油进行在线“活化”处理,使之生成大量“自由基”,因此燃烧更充分 。

  废弃食用油生物燃料化已成为现实中极为关注而理论上亟待解决的问题。当前学术界着力从目标规划、法规管制等视角研究这一问题,主要涉及回收体系重构以及餐厨废弃物管理,而较少关注废弃食用油回收模式的选择,实质上,不同的回收模式意味着生物燃料企业、回收商与餐馆的资源承诺及风险水平是迥异的,进一步影响了各利益相关者的收益及运营决策,因而研究废弃食用油生物燃料化的回收模式具有一定的理论与现实意义。

  为推进餐厨废弃物资源化利用,国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部联合印发了《关于同意北京市朝阳区等33个城市(区)餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点实施方案并确定为试点城市(区)的通知》(以下简称《通知》),批复了北京市朝阳区等33个城市(区)的实施方案并确定为试点城市(区);随后中央政府印发了《关于印发循环经济发展专项资金支持餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市建设实施方案的通知》(发改办环资〔2011〕1111号),给予6.3亿元循环经济专项资金支持,并提出支持餐厨试点工作的具体支持内容、支持方式和实施程序等。在33个废弃食用油资源化试点城市中,大体形成苏州、宁波、兰州三种,另有其它类型的回收模式,尤以南京市为代表,本文将其称之为南京模式。通过比较典型的回收模式将有助于政府调整餐厨废弃物管理的政策,推进废弃食用油生物燃料化。

  第一,逆向物流回收模式选择及评价。相关研究一般将回收模式分为第三方负责回收、零售商负责回收、生产商负责回收三种,建立模型比较不同模式下回收主体利润、回收率等指标。例如姚卫新(2004) 通过博弈模型及仿真研究,指出较之于其他两种模式,第三方回收模式中制造商和零售商的利润均为最小;Savaskan等(2004,2006)研究了制造商和零售商在再制造闭环供应链中如何决策以及制造商如何选择回收渠道的问题,通过比较各个回收模式的批发价、零售价、回收率和整个渠道的利润评价每个渠道的优劣。刘晓峰(2007)将网络分析法应用于物流回收模式选择评价,从经济、社会及技术三个主要方面提出了基于网络分析法( ANP) 的评价选择模型。同样是分析三种模式,徐兵,吴明(2012)构建了一主两从博弈结构的两层规划模型,并通过模型分析最优直销价、零售价和回收再制造率决策,研究表明,生产商负责回收时的回收再制造率最高。

  区别于以上学者的研究,吴容,江玮璠(2010)将回收模式分为私人简单回收模式、生产商负责回收模式、生产商联合体负责回收模式、第三方负责回收模式四类,建立了一套评价指标体系,采用数据包络分析方法对四种回收模式进行选择,数值仿真验证了该方法的有效性与可行性。针对报废汽车的回收,贺政纲(2013)将模式分为消费者自行送至回收拆解中心、制造商回收、销售商回收、第三方回收等几种,结论同姚卫新、徐兵等人的研究相反,即应当采用基于第三方回收企业为主体,其他回收主体相结合的回收模式。

  另有少数学者如王莉,刘应宗(2009)分析了我国餐厨垃圾回收模式存在的问题,研究认为建立完善的餐厨垃圾回收体系是实现餐厨垃圾资源化利用的前提。

  第二,特定条件约束下的回收模式选择研究。在生产商延伸责任( EPR) 的约束下,产品的回收模式较传统的回收模式有了根本性的改变,为此魏洁与李军(2005)研究了生产商延伸责任约束下生产商负责回收( MT),生产商联合体负责回收( PT) 和第三方负责回收( TPT )三种回收模式,通过建立数学模型和实例验证对不同回收模式下的最优零售价和生产商利润进行比较研究;由于生产商利润在一定程度上依赖于需求函数或者需求是否具有确定性,因而考虑需求的影响可能有助于推进回收模式的选择研究。基于此,刘羽欣与陈伟达(2008)对需求函数为非线性的不同回收模式下的产品最优价格和生产商最大利润进行了比较分析;而郭军华等(2012)以新产品及再制造产品的需求均为不确定为前提,分别建立了制造商回收、零售商回收及第三方回收三种不同回收模式下的再制造闭环供应链模型,并给出求解的优化条件,结果表明:制造商主导的再制造闭环供应链中,第三方回收模式下制造商利润最高;制造商回收模式下新产品及再制造产品的零售价均最低。部分学者分析了市场结构或市场力量约束下逆向供应链回收模式选择问题,如Choi(1996)与Seong(2003)考虑了制造商领导的Stackelberg 博弈、零售商领导的Stackelberg博弈、制造商和零售商N ash 均衡博弈三种市场结构;而易余胤(2009)则考虑制造商领导、零售商领导以及市场无领导者三种力量结构下具竞争零售商的再制造闭环供应链博弈模型,结果表明,从环保的角度看,制造商领导的市场结构更优,但消费者和整个行业偏好零售商领导的市场结构。

  政府的监控及补贴对于不同回收模式下各博弈方收益的影响也引起学者的极大关注。例如,周永圣,汪寿阳(2010)考虑了政府监控下的三种回收模式,研究表明:当零售商负责回收处理退役产品时,生产商将会设定退役产品的单位回收激励价格等于政府给他的单位惩罚价格;当生产商委托第三方物流回收处理退役产品时,生产商为使其利润达到最大,将设定退役产品的单位回收激励价格等于单位惩罚价格与单位回收成本之和的一半。王文宾,达庆利(2008,2010)以电子类产品的回收作为研究对象,将政府的奖惩机制作为约束条件,博弈模型及数值仿真结果表明,奖惩机制下逆向供应链的回收率提高;奖惩机制下回收商的利润大于无奖惩机制情形的利润,回收商的积极性提高;适中的目标回收率水平和较大的奖惩力度搭配能够增加制造商的利润,提高制造商的积极性;奖惩机制下废旧产品的回购价提高,新产品的销售价降低。

  综上可见,相关文献针对废弃物再制造或资源化回收模式问题进行了大量、有益的探索,但仍存在以下缺憾:①从研究对象来看,大量的研究集中于废旧家电的再制造问题,对于餐厨废弃物的回收模式选择研究极为匮乏;②现有的餐厨废弃物的回收尚未能考虑回收模式在不同试点城市的差异性。实质上,不同的模式如苏州模式、宁波模式、兰州模式以及多数城市采取的回收模式,制造商与回收商的资源承诺、市场力量、决策先后顺序可能存在差异,进一步影响各利益相关者的收益,因而研究主要试点城市的废弃食用油回收模式,在一定程度上弥补了以上研究的缺憾。

  废弃食用油生物燃料化过程中,原料回收主要包括苏州模式、宁波模式、兰州模式及南京模式,其中苏州模式运营良好,但仍有待改进之处;南京模式在一定程度上代表了国内多数城市的废弃食用油回收,从企业运营的实践来看,相当一部分生物燃料企业因高成本或者原料供应中断而亏损。具体回收模式分析如下:

  苏州模式的特点在于收储运一体化,即并不存在独立的回收商,而由生物燃料企业(或资源化处理企业)将市场上的回收小贩纳为企业员工,上门回收(见图1):

  总体来看,苏州模式具有以下特征:①以行政管制减小非法生产厂商获得原料供应的可能性。在原料供应阶段,苏州政府采取没收黑车与截获废弃食用油并举的方式打击非法生产厂商,减少餐饮业的废弃食用油流向源头,在一定程度上致使餐馆主动与生物燃料企业或资源化企业联系。②以技术管制稳定原料供应与提高企业生产水平。目前生物燃料企业一般给予收购废弃食用油的小槽罐车或卡车配置GPS定位系统,如车辆偏离设定路线,公司将展开调查;而如果员工私自出售泔脚、地沟油,将被开除。公司的生产过程由视频摄像头监控,直接连通苏州市环境卫生管理处监控中心。技术管制还体现为回收车车载称重系统的装置,能够有效地记录进入回收车废弃食用油的数据,当餐馆的废油异常减少时,相关部门将着手调查。此外,生物燃料企业生产过程中的技术标准设定也是技术管制的一种体现,比如对于废水、废渣的要求。③以成本最小化来激励生物燃料企业。苏州模式下,生物燃料企业将收运队伍内部化,即采用招聘等方式吸纳收运人员为企业内部员工,这可以减少企业与餐馆的交易成本;同时考虑到收运成本高昂,苏州政府给予生物燃料企业补贴,补贴价位每吨118.8元。④以奖励与零收费制度规范餐馆。按照中央政府的相关政策,餐饮业将餐厨垃圾交给政府,应上缴垃圾处理费。倘若私下卖给非法生产厂商,则餐馆可以获取赢利。苏州则制定政策强制餐馆免费将废弃食用油交予资源化企业,为弥补餐馆的收益,则给予其相应的奖励。

  尽管苏州模式有效地推进了废弃食用油生物燃料化,但是仍然存在如下不足:①缺乏严厉惩罚机制导致仍有部分废弃食用油去向不明,生物燃料企业的原料供应仍然不足。严厉的惩罚机制包括数额巨大的罚款,酒店评级与废弃食用油回收挂钩等。②缺少更为实效的餐馆反哺机制。当前针对餐馆的激励限于数额不多的奖励,苏州政府正酝酿更为实效的天然气反哺机制,及按照废弃食用油的供应量返还餐馆相应比例的天然气。③缺少产业链末端的生物燃料销售激励机制。由于销售终端激励机制缺乏,导致生物燃料产成品销售不畅。这些激励机制具体包括强制销售、给予消费者以税收优惠等。

  南京模式为回收商与生物燃料企业分离的模式。该模式下回收商多受生物燃料企业的委托,建立回收网络,配置回收人员;而生物燃料企业并不直接参与废弃食用油的回收。南京的模式优点在于第三方回收商可以利用自身的技术与网络优势,提供专业化的服务;并能够降低生物燃料企业的回收搜寻成本。然而,较之于苏州模式,南京模式存在以下缺陷:①生物燃料企业及回收商之间的信息不对称导致前者收购成本可能上升。由于生物燃料企业与餐馆并不是直接接触,回收商可能隐匿回收真实原料供应价格信息。②回收商可能隐瞒生物燃料企业将废弃食用油售予非法生产厂商。由于信息的不对称,且可能存在的监管不力,导致回收商将废弃食用油私下售予非法生产厂商而获利,进一步加剧了生物燃料企业的原料供应短缺。③部分地区回收与资源化处理量均与补贴挂钩导致回收产品的质量下降。政府适度补贴对于降低生物燃料企业的成本,稳定原料供应极为必要。但是具体实施过程中部分地方政府对回收商与资源化处理企业均给予补贴,且前者的补贴程度依据回收的餐厨废弃物量;而后者则依据处理的餐厨废弃物量,其后果是回收商为提高餐厨废弃物重量而增加补贴,严重影响了原料供应的质量(见图2)。

  宁波模式与苏州模式有相似之处,即生物燃料企业上门回收,不存在第三方物流回收。其主要特点为“政府引导、法制管理、集中收运、专业处置、社会参与、市场化运作”,具体体现为:①运用市场化机制遴选有资质生物燃料企业。宁波市通过公开招标遴选三家废弃油脂处理企业,提高了中标企业的技术门槛。②政府提供回收运输工具,即政府出资购买餐厨垃圾回收专用车,租给回收企业使用。③负责管理收运工作的职能部门职责清晰。宁波模式运营过程中,收运工作由各区环卫部门负责组织。④餐馆缴纳适当的运费。为争取餐馆的配合与支持,政府规定免收餐厨垃圾处理费、免费提供专用垃圾桶,以远低于成本的价格收取运费(见图3)。

  显然,由于遴选的企业具有一定的技术水平,且不存在第三方回收商,宁波模式减少了回收的成本,专业化处理餐厨垃圾能力较强;而生物燃料企业的寡头垄断地位也决定了其在市场决策中的话语权。但是较之于苏州模式,宁波模式的缺陷也较为明显,即缺乏技术管制及对餐馆的激励机制。苏州模式中,每个餐厨回收车均安装有GPS定位系统、车载称重系统,可以有效监控废弃食用油流向,这一点是宁波模式不具备的。与此同时,苏州模式中,餐馆不需缴纳餐厨垃圾处理费与运费,甚至在未来可能获得天然气作为激励。而宁波模式中,餐馆仍需缴纳一定的运费,进而降低了生物燃料企业获取原料的可能性。

  兰州模式区别于其他几种模式之处主要在于政府将餐厨废弃物资源化处理视为特许经营项目,以BOT方式授予甘肃驰奈能源有限公司特许经营权,由该公司负责建设餐厨废弃物资源化处理项目(见图4)。其特点主要包括:①产业链上游政府实施严格行政管制与技术管制政策。政府严厉打击非法回收商及非法收运餐厨废弃物,并以企业通过年审作为与生物燃料企业签约的必要条件。针对技术管制,兰州模式同样在餐厨垃圾收运车里安装GPS定位系统与通信系统,与工厂调度中心联网。②通过与研究机构合作、中外合作推进企业的技术创新能力与创新产出。为提升企业生产技术水平,甘肃省科学院、甘肃驰奈生物能源系统有限公司联合组建了兰州市生物质能工程技术中心,建立微生物领域研究平台;重点开展了城市餐厨废弃物资源化利用、无害化处理的工艺设计和系统集成及关键设备的研发工作。与此同时,与欧洲生物质能研究机构签订了技术研发合作协议,围绕生物质能关键技术研发、工艺开展联合。目前公司在餐厨废弃物处理设备方面已取得23项国家实用新型专利证书,为餐厨废弃物处理环保设备制造和应用推广奠定了技术基础。③BOT的市场化运作模式理论上有效激励了生物燃料企业。BOT模式下,生物燃料企业在特许期内负责项目设计、融资、建设和运营,并收回成本、偿还债务、赚取利润,特许期结束后将项目的所有权交予政府。由于政府承诺给予餐厨废弃物处理以补贴,理论上这种模式可以减少生物燃料运营成本,激励生产。

  与理论上相对应的是,该模式实际运营举步维艰,政府补贴未能有效落实导致生物燃料企业收购成本增加;政府着力于对非法回收商管制及运输阶段的技术管制,而忽视建立针对产业链源头餐馆的严格惩罚机制。在政府要求餐馆上缴垃圾处理费的情境下,缺乏激励机制的餐馆必然将部分餐厨废弃物私下售予非法生产厂商以获利,进而导致生物燃料原料供应严重匮乏,回收率低下。

  进一步地,从回收成本、回收效率、专业化程度、技术支持与管制、对餐馆的反哺机制几个维度比较四种回收模式,显然较有竞争力的为苏州模式与南京模式,但由于南京模式不具备技术支持与管制,对餐馆也缺乏反哺机制,因而是次优模式的选择(见表1)。

  随着全球变暖、污染日益严重、能源日渐消耗,低碳环保和节能已成为世界性的主题。全世界各个国家对新型、可再生能源都尤为重视。我国油气资源相对短缺,随着我国社会经济的快速发展,石油消耗日益增加,资源紧缺状况十分严重。自1993年,我国已经成为石油净进口国,原油需求日益增加和资源的日益减少使我国的原油供求矛盾非常突出,这已经成为制约我国社会经济发展的长期压力。燃料乙醇是替代能源的代表,对于国家发展意义重大。不仅能减少碳的排放量,达到环保的目的,同时,也可以一定程度上缓解我国能源紧缺的压力。但由于我国燃料乙醇行业的技术以及原材料成本方面的原因,生产燃料乙醇的企业盈利非常困难,必须依赖国家的补贴。国家对燃料乙醇行业的政策是,定点企业生产并给予一定的补贴,定点区域强行销售,价格和汽油价格绑定。

  我国燃料乙醇行业起步较晚,但是发展十分迅速。起初燃料乙醇原材料来自于我国去陈粮过程中的陈粮,但是随着陈粮问题的解决之后,成本问题也阻碍了燃料乙醇行业的发展。由于我国玉米和小麦等原材料成本和技术方面的劣势,发展速度和美国与巴西等国家相比,还差很多。所以,未来我国燃料乙醇市场原材料将会以非粮食作物为主。但是,燃料乙醇是替代能源的代表,对于国家发展意义重大,所以我们必须坚定的发展燃料乙醇产业。燃料乙醇主要的下游产品就是乙醇汽油。

  美国发展燃料乙醇产业的时间比较早,大概在20世纪30年代就开始开展燃料乙醇的研究及应用工作。1979年,美国国会为了减少本国对进口原油的依赖程度,以寻找替代能源的角度为出发点,提出了美国联邦政府乙醇发展的计划,开始大力推广使用含10%乙醇的混合汽油。美国的燃料乙醇产业也因此得到了快速的发展,燃料乙醇每年的产量从1979年的3万多吨迅速增加到1990年的260多万吨。从1998年开始,美国逐步减少和禁止使用汽油中的MTBE(甲基叔丁基醚),由燃料乙醇取而代之,以防治地下水被污染。美国的50个州中的20个州参与了生产燃料乙醇,主要集中在中北部和西部地区。

  虽然以玉米为原材料生产燃料乙醇在美国非常成功,但是我国从原材料的丰富程度上无法和美国相比。美国地广人稀,而我国是人口大国,粮食问题是我国根本性的问题,虽然在玉米乙醇生产工艺方面,我国的水平接近了美国,但是仍然不能效仿。

  前面已经分析过我国玉米市场,我国玉米市场需求旺盛,价格持续走高,以玉米为原材料的经济性非常差。以丰原生化为例,如果不算国家的对燃料乙醇高额的财政补贴,丰原生化将遭遇年年的巨额亏损。我国玉米乙醇的生产工艺已经接近国外先进水平,随着工艺成本的下降,亏损的程度有所减轻。但是在当今玉米的供需形势下,玉米价格很难有大幅度的降低,玉米价格没有大幅度的降低,以玉米为原材料生产燃料乙醇将很难扭亏为盈。

  另外,我国是用全世界总耕地的7%去养活世界总人口的20%,中国在城镇化和工业化的过程中蚕食着耕地,还面临着不断增长的粮食生产压力。粮食问题是我国根本性的问题。所以,根据我国玉米产量情况,将玉米为原料的燃料乙醇作为玉米深加工的一个方向。在不影响玉米市场的前提下,适量生产,丰富玉米的消费结构的同时,也适度的增加乙醇产能。

  通过上文分析,我国甘蔗为原料生产燃料乙醇的潜力还是非常巨大的。虽然之前甘蔗受糖价波动影响比较大,但是目前情况是我国甘蔗供给充裕,甘蔗乙醇技术成熟。通过上文各种原材料的经济性对比,甘蔗为原料的成本最低,经济性最好。所以应该加大力度明确甘蔗燃料乙醇在非粮燃料乙醇中的重要地位。目前,燃料乙醇市场非粮作物的原材料大多数是木薯,这也导致了近两年来,木薯价格飞涨。加大对甘蔗燃料乙醇的投入,可以平衡原材料需求方面的集中,又符合经济性。

  中国对燃料乙醇产业补贴每年大概15~20亿左右,但主要都是针对企业生产环节的补贴。而国外的补贴正常不仅仅对生产环节进行补贴,更是把着眼点对准技术研发。对研发企业提供低息贷款,税收优惠,并且加大对研发费用的补贴投入。有着政策的明确导向,企业、高校及研究机构才能更好的协调。

  目前以纤维素为原料的二代燃料乙醇技术还不算完全成熟,不能大规模的商业化。所以,以现有原料生产燃料乙醇还将在相当一段时间内在全球范围内维持燃料乙醇的供给。而我国燃料乙醇生产技术与发达国家相比还有一定的欠缺。

  我国玉米乙醇生产工艺与美国水平比较接近,但是仍有一些细节方面的不足。增加浓醪发酵醪液酒精含量,提高离心清液回配量,提升DDGS产品的质量。我国玉米乙醇工艺主要在这三个方面有所欠缺,尤其是DDGS产品问题,很难达到美国水平。美国DDGS产品可以降低燃料乙醇单位成本0.1美元/L。

  在纤维素燃料乙醇产业化的进程中,有技术需要进一步研究,主要包括原料的收集和运输技术、原料的储存技术、原料的预处理技术、水解技术、纤维素酶生产技术、全糖发酵技术、蒸馏技术和“三废”治理技术等。其中最为关键的技术就是预处理技术,其次是纤维素酶的生产技术。

  加快对关键技术的研究,单一企业、科研机构或者是院校的力量只能支持整个产业链的某些环节的研究,展开全过程,全面的技术开发是不太可能的。所以要整合各个部分的技术优势,打造完成的产业链研究力量,就必须采取产学研商相结合的方式,多角度、多单位、多领域持续合作才能尽早达到目的。

  [1] 郗小林,冀星.对我国发展生物乙醇产业的探讨[J].研究与探讨,2001(09):8

  [2] 王正友.美国生物燃料乙醇生产近况[J].企业与市场2006,(1):62-63

  中国的经济持续增长伴随着能源消耗的同步增加,在我国能源消费结构中,原油占到总量的20%左右,它与电力构成能源体系中两大主要能源类型。近年来,高增长下的中国通过大量进口石油,保证经济快速发展。2010年,我国原油表观消费量首次突破4亿吨,而进口原油达2.39亿吨,对外依存度已经突破50%。我国国内原油产能已经接近饱和,对国际原油输入的依赖越来越大,这将导致我国面临能源供给和能源价格安全的双重压力。为了缓解能源供给安全压力,国家已经在海外积极拓展油田和开发,着力解决原油供给问题。但是,现阶段国际形势为我国原油的海上运输蒙上了一层阴影,以日本、韩国及其列岛构成的我国外海第一岛链①,若出现政治动荡,会对石油海运造成阻隔之势。马六甲海峡是我国航海贸易运输的主要咽喉,从该海峡运输的石油占总进口石油的4/5以上(马晓宇等,2007),而美国在东南亚(特别是泰国)的势力渗透更是试图掐住马六甲海峡这个国际海运的咽喉,若遭遇紧张国际形势,中国的原油输入障碍将直接影响能源安全和国民经济运行。另一方面,我国没有国际石油的定价权,大量原油输入国内,其价格传导效应将十分明显,国际原油价格的居高不下将会影响国民经济运行的成本,甚至可能会引起通货膨胀。

  能源从供给和价格两个方面对经济造成影响。一方面,能源的充足供给保证经济稳定发展。龚志民(2006)从可持续发展角度出发测算了能源缺口下的中国经济;东部地区能源与经济之间的互动机制基本形成(于全辉和孟卫东,2008),能源缺口一旦出现,将直接导致我国经济增长的重点区域的产出减少。能源缺口对产业的影响程度不一,能源密集型产业较非能源密集型产业更易受到供给影响(Lee and Ni,2002),所以,我国以劳动密集型和能源密集型产业为主的产业结构对能源的依赖程度理应引起我们的警觉。赵涛等(2009)利用嵌入能源消费的CD函数模型,推导并实证研究了能源与经济增长之间相互依存相互影响的辩证关系,再次验证了能源作为基础要素投入的重要性。另一方面,能源作为工业产出的基础性原料,其价格波动将通过生产成本反映在价格体系的各个层面。Davis and Haltiwanger(2001)通过分析油价波动对创造就业和失业的影响,发现石油价格和货币政策造成的失业作用要比创造就业的作用大得多。林伯强和王锋(2009)研究了能源价格上涨对我国一般价格水平的影响,指出各类能源价格上涨导致指数上涨幅度最大的是PPI和GDP平减指数,并可能引起成本推进型的通货膨胀。

  在国际能源价格出现波动和全球能源供给紧张的局面下,众多学者将目光转向液态生物质燃料的发展。然而中国发展液态生物质燃料的必要性一直存在争议,争议的焦点在于:第一,生物质燃料是否是缓解原油安全威胁的唯一途径;第二,全面发展生物质燃料是否会导致对耕地资源配置的影响;第三,全面推广生物质燃料是否会影响使用燃料的机械设备的技术改进或者替换问题;第四,生物质燃料较传统能源是否具有优越的成本收益率。明确回答上述问题是后续研究的重要前提。

  首先,石油产品(汽油和柴油等)是交通运输和动力机械的能源,不能被煤炭直接替代,电力替代(如电动汽车)的可能性从短期来看也不高。这是因为:液态能源的发动机已经广泛深入社会生活,通过液态质的生物质燃料替代具有较好的可持续性,巴西、美国和欧盟等国家和地区的生物质燃料利用给出了很好证明。目前巴西的汽车均使用100%生物乙醇或22%~25%的混合乙醇汽油;欧盟出台政策规定将生物柴油使用混合比例到2020年提高至10%;美国更是通过立法明确了燃料乙醇作为替代燃料的社会地位(曹俐和吴方卫,2010)。上述各国的生物质燃料产业的发展,一方面充分发掘了当地的资源禀赋(如巴西甘蔗含糖量居世界首位,美国的玉米产量世界第一),另一方面在生物质燃料的技术研发方面有重要成果。反观中国,国民经济处于快速发展阶段,对燃料的需求将持续一段时间,因此通过各类能源作物的生产来提炼生物燃料存在可行性。

  其次,中国液态生物质燃料,特别是燃料乙醇的原料已经过渡到非粮食作物的阶段,即通过边际土地的开发避免“与粮争地”问题的出现。2007年出台的《可再生能源中长期发展规划》中也明确提出不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力,合理利用非粮食生物质原料生产燃料乙醇,提出扶持以木薯、甘薯、甜高粱等为原料的燃料乙醇技术。在这个前提下,中国液态生物质燃料的发展不会对有限耕地的配置造成负面影响。

  第三,发展液态生物质燃料的可能影响属于外部性范畴。液态生物质燃料在生产和利用过程中的正负外部性并存。正外部性包括:在能源安全约束和经济持续增长背景下,当石油供给出现缺口时,生物质燃料弥补汽油和柴油所带来的经济溢出,表现在对整体经济的促进、对资本和劳动要素合理配置的优化和吸纳农村剩余劳动力的贡献;非粮能源作物种植、原料搜集和燃料利用过程,生物质燃料具有在固碳释氧、保持水土、温室气体减排等方面的生态溢出效应。而负外部性指的是生产液态生物质燃料过程中的能源消耗以及燃料推广使用过程中的成本,甚至包括原料种植对生态环境的可能影响。对上述问题的既有研究还没有明确结论,特别是对外部性问题涉及的研究不多。但是从宏观经济层面分析,中国正处于能源需求的关键阶段,增长对中国而言十分重要。虽然液态生物质燃料的生产成本较传统能源没有优势,甚至略高于传统能源,表面上不具有竞争力,但由于液态生物质燃料发展存在外部性,发生了市场失灵现象。只要清醒认识影响生物质燃料产业市场失灵的真正原因,充分分析该产业的对社会经济作用机理,理清正外部性和负外部性的综合影响,通过政府补贴等手段,就可以达到既能弥补能源缺口又能健康发展液态生物质燃料产业的目地,而国外生物质燃料利用较好的国家就是良好例证2009年,美国燃料乙醇产量突破2000万吨油当量,巴西也突破1300万吨油当量,欧盟的生物柴油产量在2010年为2200万吨,而中国的燃料乙醇仅有100万吨左右,生物柴油则更少。。

  众多学者也对液态生物质燃料的社会经济影响做了研究。中国的能源安全和粮食安全因石油价格和生物原料将受到国际市场波动的影响(Yang et al., 2008),寻求发展新的生物质燃料原料将十分必要,同时能够给供给不足的汽油提供有益的补充。发展非粮液态生物质燃料能够避开可能的“与粮争地”和“与人争粮”困境。张锦华等(2008)通过构建燃料乙醇的行为分析框架,分析了短期和长期动态均衡下的生物能源发展对粮食安全的影响,并给出通过开发非粮食原料来补充能源供给缺口和避免粮食安全的建议。王子博(2009)利用历史数据构建潜在产出测算模型,认为液态生物质燃料(燃料乙醇和生物柴油)作为汽油或柴油的替代品,对缓解能源缺口具有重大意义。章辉和吴方卫(2009)通过对未来汽油市场的供给情况的预测,分析模拟了我国发展燃料乙醇对我国能源安全和经济发展的影响,得出燃料乙醇对缓解汽油需求和保障经济可持续增长具有一定作用的结论。上述研究从不同层面分析了液态生物质燃料发展的可能影响,但是较少将液态生物质燃料乙醇的补充对原油供给和原油价格波动同时联系起来。

  液态生物质燃料产业发展正外部性中的经济溢出是值得关注的话题,特别是对经济增长的影响不容忽视。为此,需要准确分析发展燃料乙醇对我国能源供给不足和价格波动的潜在威胁缓解机理进行梳理。同时,当我国面临因能源供给不足造成的产出不足以及因价格传导引致的成本推进型通货膨胀时,燃料乙醇的补充途径如何?对其研究具有指导性意义。本文首先分析目前中国能源结构与国际能源价格对中国的影响,进而建立一个以燃料乙醇为例的理论模型及分析框架,基于原油供给不足和原油价格过度波动所引起的国民经济影响,并结合我国液态生物质燃料产业的实际状况,回答生物质能源的发展对国家能源安全、国民经济的影响及可能的解决路径。

  1990年以来,中国的GDP从4.5万亿增长至2009年的34万亿元以上2009年不变价格计算。。在这个过程中,能源消费总量也呈现同趋势增长。1990年全国能源消费总量仅为9.7亿吨标准煤,而到2009年已经超过30亿吨标准煤。从增长速度分析,历年GDP增速一直维持在8%以上,并于1992年和2007年前后达到高位。相对而言,能源增长速度的波动较为明显,整体呈现波浪型曲线年前后的能源消耗增速一度下降至原点,随后与2005年前后达到高位,在2008年国际危机后下滑势头较为明显。

  中国能源消费的绝对数量一直不断增加,而能源消费结构长期以来没有发生根本性变化。原煤比重远远高于其他能源,一直维持在70%左右。原油的消费比重仅次于原煤,平均维持在20%左右。其余能源的比重与前两类能源差距明显。

  中国原油消费数量不断上升,2009年达到3.8亿吨。中国原油国内产量一直维持在较为稳定的水平,较大幅度提升国内产能很难实现。因此,随着中国经济的发展,对原油需求剧增,从国际进口原油成为主要选择。例如,2003年中国原油净进口量超过1亿吨,到2009年已经突破2亿吨,对外依存度已经高达53%。在煤炭和电力充分自给的情况下,中国原油供给出现了不容忽视的危机。居高不下的能源强劲需求以及无法逆转的原油大量进口,导致中国的经济增长面临能源供给安全问题。

  燃料乙醇是汽油的有益补充,而中国的燃料乙醇产量2008年仅为102万吨油当量数据来源:2010年《BP能源统计年鉴》。,2009年仍然维持在这个水平,但是汽油的消费量在2008年已经达到6145万吨,是燃料乙醇总量的60倍左右,明显的能源结构差异反映出中国燃料乙醇产业整体规模不足的状态。按燃料乙醇生产原料划分,中国的燃料乙醇产业发展可以分为以粮食作物为原料和以非粮食作物为原料两个过程。中国最早的燃料乙醇研究和发展规划开始于20世纪80年代中期。发展初期的侧重点是燃料乙醇生产技术的实验室科学研究。20世纪90年代后期,燃料乙醇生产开始进入试点阶段,这个阶段的特点是国家投入资金建设燃料乙醇的生产基地,并给予相应的政策扶持。随着中国陈化粮的消耗和中央政府对粮食安全的逐步重视,以粮食作物为原料的燃料乙醇项目受到限制。2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出,不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力。在这个背景下,2007年政府批准在广西建立以木薯为原料的燃料乙醇企业,年生产能力为20万吨,并于2008年初正式投产。纤维素生产燃料乙醇研究工作已接近完成实验室研究阶段,步入中试和产业化培育阶段,其中,中国科学院于在2007启动了“纤维素乙醇的高温发酵和生物炼制”重大项目,山东大学微生物技术国家重点实验室也有相应研究课题,同时来自华东理工大学、天津大学、中国农业科学院麻类研究所和陕西师范大学等高校和研究机构都在进行创新性研究。虽然纤维素产业化生产尚未实现,但是现有的以粮食作物为原料的燃料乙醇生产企业也在积极拓展纤维素应用的领域。中国的燃料乙醇生产技术正在不断创新,更高效率的提炼技术推陈出新。美国、巴西和欧盟的经验说明,燃料乙醇是目前技术最成熟、使用最大且商业化程度最好的生物燃料,乙醇混合汽油的性能与传统汽油相似,可以预见,中国的生物质燃料产业具有广阔的市场前景。

  外部冲击对国内能源价格存在影响(中国经济增长与宏观稳定课题组,2008),而国内能源价格上涨对经济体系也会产生影响:外部价格输入将提高下游产品的生产成本,之后会移动一国的菲利浦斯曲线并造成通货膨胀的压力。能源价格上涨主要通过两个渠道影响中国的价格水平,第一是通过生活资料的渠道直接反映到消费者价格指数(CPI)上,第二是以原材料和生产要素价格上涨的形式,从工业产业链的上游传导到下游,间接地影响生产者价格指数(PPI)和消费者价格指数(林伯强和王锋,2009)。

  向量自回归(VAR)模型可用于时间序列系统的预测和随机扰动对变量系统的动态影响。该方法避开了结构建模方法中需要对系统中每个内生变量关于所有内生变量滞后值函数的问题。在向量自回归的基础上,可以通过脉冲响应函数随机扰动项的一个标准差变动来考察它对内生变量及其未来取值的影响。为了反映国际原油价格对国内各类价格体系的影响,本文下面进行VAR脉冲响应分析,考察随机扰动所产生的影响以及其影响的路径变化。

  下面利用VAR脉冲分别对国际原油价格与燃料动力价格、工业品出厂价格指数(PPI)和居民消费价格指数(CPI)变动进行分析。对平稳性检验结果分析可知(如图3、图5和图7所示),VAR模型的全部特征根倒数均在单位圆内,这说明VAR模型平稳,进而可以分析国际原油价格变动对国内燃料动力购进价格、工业品出厂价格指数(PPI)和居民消费价格指数(CPI)的冲击影响。从脉冲结果可知(如图4、图6和图8所示),国际原油价格波动对上述三类价格的冲击存在明显稳定性,国际原油价格对国内燃料动力购进价格、工业品出厂价格指数和居民消费价格指数都有正向影响,这进一步说明原油对外依赖将带来对国内市场冲击的威胁的判断。

  通过上述分析可知,中国的能源结构和国际能源价格环境都显现出液态生物质燃料产业发展的必要性,而其中燃料乙醇产业如何缓解可能的能源安全威胁需要进一步分析。

  本研究着眼于汽油和燃料乙醇构成的液态能源市场。 D(x) 代表液态能源市场的总需求, S(x) 代表液态能源市场的总供给,在局部均衡分析中,取得均衡时满足:

  把总需求分成两个部分: x1 代表汽油数量, x2 代表燃料乙醇数量,表示总需求的液态生物质燃料需求部分,并且假定化石燃料和燃料乙醇的使用效果相近,即两者具有明显替代性。总需求表达式为:

  通常情况下,影响液态能源市场的总需求有如下因素:汽油的价格( Pp ),燃料乙醇价格( Pb ),政府对燃料乙醇消费的补贴( Ps ),居民收入( Y ),国内生产总值( G )。通过下述函数表示:

  其中,字母上方符号表示该变量变动对函数的影响,如 P-p 表示 Pp 价格上升将导致 D(x1) 需求量下降。

  在现有文献中需求分析的主要方法有:近似理想需求模型(Almost Ideal Demand System,简称AIDS)、线性近似模型(Linear Approximate Almost Ideal Demand System,简称LA/AIDS)、FAO需求预测中的各种恩格尔曲线模型以及恩格尔函数模型。考虑到本研究的一般性探讨,本文采用较易分析的双边对数形式,即:

  ln D(x)=a1 ln Ptp+a2 ln Ptb+a3 ln Yt+a4 ln Pts+a5 ln Gt (8)式中a1和a2的符号是由(6)(7)两式对应系数决定,考虑到现阶段汽油使用的绝对性比重,燃料乙醇的替代不会对整体能源结构产生根本性改变,认为合并后的(8)式中的符号与(6)式符号相同。(8)

  另一方面,本文把总供给分成两个部分,即:液态化石燃料汽油的供给函数 S(x1) 和生物乙醇供给函数 S(x2) ,其中 S(x1) 包含国内原油产出和国外原油进口,可表示为:

  通常情况下,影响总供给的因素有:燃料乙醇价格( Pb ),汽油提炼的技术进步( T1 ),影响原油供给的冲击(Shock)(包括国际原油供给不足和国际原油价格过快上涨),燃料乙醇生产的技术进步( T2 ),生产燃料乙醇的生产补贴( I ),燃料乙醇原料的开发和生产成本(C)通过下述函数表示:

  在农业供给分析中,现有研究主要运用一般性里昂惕夫生产函数模型、投入需求系统模型等,本研究运用农业供给反应模型。为便于对比分析,供给分析仍然采用双边对数形式,即:

  框架分析是一种较为理想的分析方法,它依赖严格的前提假设和约束设定。为了满足分析的合理性,本文对液态能源市场进行宏观假定:

  第一,能源消费结构中,燃料乙醇对汽油的替代是通过乙醇汽油形式进行,且此种替代可以瞬时完成。

  第二,国家为了确保粮食安全和避免因粮价上涨带来的通货膨胀,不提倡使用粮食作物(如玉米)生产液态生物质燃料,本框架中所涉及的燃料乙醇都是指由非粮作物原料生产的燃料乙醇。

  第三,国家财政有能力通过补贴和其他倾斜政策促进边际土地开发和非粮作物原料的种植。

  第四,燃料乙醇具有替代和互补的双重性。乙醇汽油中的燃料乙醇与该部分汽油是互补的关系,而作为混合状态下的乙醇汽油与传统汽油是替代关系。

  在短期内,我国经济对能源的需求不变,但是不同的能源结构下的经济运行平稳性不同,本节试图通过能源供给角度分析国际原油价格波动对我国经济生活的影响,回答缓解能源安全的途径和出路。

  t 期的汽油需求比例为 at% , t+1期 的比例调整为 at+1% ,短期市场出清条件下有:

  当中国经济未能改变对传统汽油的依赖时,中国国内油价将受到国际油价波动的直接影响。从(19)式可知,国内汽油价格 Pp 的上升幅度受到国际原油价格(Shock)以及燃料乙醇价格 Pb的 直接影响。由于燃料乙醇在液态化石能源的结构所占比例较小,其价格变动对汽油价格的影响程度有限。由此可知,我国国内汽油价格直接受制于国际市场原油价格。一旦出现短期能源价格过快上涨,高度依存度下的中国国内油价势必同步上涨,从而传导至国民经济的其他行业领域,并最终通过PPI和CPI等价格指数显现出来。

  t 期的汽油需求比例为 at% , t+1 期的比例调整为 at+1% ,短期市场出清条件下有:

  从燃料乙醇发展对国内汽油价格的影响角度分析可以看出,由于乙醇汽油和传统汽油的替代关系,汽油价格Pp可以依靠大量的燃料乙醇Pb输入市场得到释放,即利用乙醇汽油的价格来影响传统汽油的价格。国家对燃料乙醇生产和使用的补贴越高,燃料乙醇的价格越便宜,由此可以带动传统汽油价格的下降。所以,要降低国内传统汽油的价格波动,可以通过扩大燃料乙醇的市场注入实现。

  推论一:在开放经济条件下,国际原油通过价格传导影响我国汽油价格,在需求不变的条件下,我国面临能源价格波动安全隐患。如果我国液态能源市场仍以传统汽油为主,那么国际原油价格的波动将通过价格传导影响我国一般价格水平,甚至导致成本推进型的通货膨胀;如果我国液态能源市场的结构得到优化,可以通过扩大燃料乙醇供给,以及乙醇汽油价格的调控缓解因外部原油价格造成的国民经济影响。

  在长期状态下,能源供给可变,我国将面临来自国际原油价格波动和原油供给不足的双重压力,本节试图通过分析上述情形出现时的能源结构分配问题,探讨如何通过发展液态生物质燃料乙醇来缓解因能源安全带来的不利影响。

  燃料乙醇供给不变,随着我国液态能源需求的增加,能源结构趋向于传统汽油的主导优势的加强。由此,我国传统汽油的供给和需求在第t期和第t+1期可分别表示为:

  由(27)可知,我国的原油价格波动方向与国民经济增长的波动方向相同,由于燃料乙醇的供给幅度不变,其价格对汽油价格的波动不造成影响。当不存在外部原油价格冲击时,通过提高我国汽油提炼和使用的技术可以一定程度上保证物价稳定(Pp)和经济增长(G)。但是,出现外部原油价格波动时,我国将面临稳定物价和保证经济持续快速增长的矛盾,这是因为中国存在较高的原油对外依存度,要控制国内汽油价格的上升幅度只能通过闲置汽油的使用,这将导致 GDP的减少。若要保证国民经济的持续增长,只能通过牺牲高物价带来的社会分配成本。由此可见,我国过高的原油对外依存度将面临成本推进型的通货膨胀与经济增长放缓的双重压力。

  如果燃料乙醇供给不变,随着我国液态能源需求的增加,能源结构趋向于传统汽油的主导优势的加强,这 时出现k%的原油进口缺口。我国传统汽油的供给和需求在第t期和第t+1期可表示为:

  当我国出现外部原油供给不足时,我国GDP面临增速放缓的威胁。此时,原油缺口比例 k %越高,GDP增长速度减少的幅度 e-(a′4)-1k% 越大,来自汽油价格和燃料乙醇的价格缓解将无任何作用。由此可见,在我国燃料乙醇发展空间没有得到扩展时,由于国际原油供给紧张将直接导致我国国民经济产出减少的严重后果。

  假设我国开始扩大燃料乙醇原料的种植,燃料乙醇产量按照 m %速度增长。由此,在第 t 期和第 t+1期 我国燃料乙醇所占比例分别为 qt% 和 qt+1% :

  当燃料乙醇的加快供给未能根本改变能源结构时,即 (1+m%)qt%qt+1%>

  1 ,此时有:

  由此可见,我国仍将面临我国过高的原油对外依存度将面临成本推进型的通货膨胀与经济增长放缓的双重压力。

  当燃料乙醇的加快供给已经根本改变能源结构时,即 (1+m%)qt%qt+1%

  此时可以保证在高增长下的汽油价格波动平缓,还可以利用对燃料乙醇的补贴来降低乙醇汽油的价格,同时完成经济高速增长和价格水平基本稳定的任务。

  假设我国开始扩大燃料乙醇原料的种植,燃料乙醇产量按照 m %速度增长,那么在第 t期和第t+1 期我国燃料乙醇所占比例分别为 qt% 和 qt+1% ,此时若出现国际原油供给紧张的局面( k %为正常条件下的原油供给缺口),即:

  当燃料乙醇的加快供给未能根本改变原油缺口带来的能源供给不足时,即 (1+m%)qt%(1-k%)qt+1%>

  1 ,此时有:

  当燃料乙醇的加快供给已经根本改变能源结构时,即 (1+m%)qt%(1-k%)qt+1%

  此时可以保证在高增长下的汽油价格波动平缓,还可以利用对燃料乙醇的补贴来降低乙醇汽油的价格,同时完成经济高速增长和价格水平基本稳定的任务。

  推论二:在开放经济条件下,国际原油通过价格传导影响我国汽油价格。在供给可变的条件下,要解决我国面临能源价格波动安全隐患,需要大力推动我国液态生物质燃料乙醇的供给,改变我国以传统汽油为绝大多数比例的供给结构,缓解国际原油价格的波动对我国一般价格水平波动产生的负面影响。如果我国液态能源市场的结构得到根本性优化,可以保证国内经济保持较快速度增长而不需要受到能源供给安全的威胁。

  我国国内原油产能上升空间有限,经济增长引致的对原油的需求将从国外进口补充,由此造成的国际原油输入的依赖将威胁我国能源安全和国民经济的运行。

  短期市场出清条件下,我国对液态燃料的需求不变,国际原油将从价格渠道影响我国经济增长。外部油价通过价格传导影响我国汽油价格,从而我国面临能源价格波动安全隐患。如果我国液态能源市场仍以传统汽油为主,那么国际原油价格的波动将影响我国一般价格水平,甚至导致成本推进型的通货膨胀。我国若扩大燃料乙醇在能源结构必威 必威betway中的比例,使得液态能源市场的结构得到优化,那么当我国遇到国际原油价格波动时,燃料乙醇扩大供给,可以缓解因外部原油价格造成的国民经济影响。

  在长期市场出清的开放经济条件下,国际原油通过价格传导和供给缺口影响我国经济和民生。首先,必威 betway必威在供给可变条件下,国际原油价格将快速影响国内汽油价格,进而造成一般物价水平的波动,引起因通货膨胀造成的民生问题。要解决我国面临能源价格波动安全隐患,需要大力推动我国液态生物质燃料乙醇的供给,改变我国以传统汽油为绝大多数比例的供给结构。其次,如果因为政治原因,国际原油供给出现输入,我国的经济增长将面临增速放缓的不利局面,唯有使我国液态能源市场的结构得到根本性优化,加大燃料乙醇的开发利用,才能保证我国的国内经济保持较快速度增长从而不会受到能源供给安全的威胁。

  从现阶段看,国际油价波动和原油的高对外依存度没有对中国经济产生重大影响,但随着中国经济运行不断深入,国际政治风云变幻,能源安全问题将越发突出。从本文的分析结果来看,中国可以通过原料开发政策、研发政策和补贴政策推进燃料乙醇产业的快速发展。

  考虑到发展液态生物质燃料的“与粮争地”和“与人争粮”的潜在威胁,国家发展和改革委员会在《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》中明确提出,中国将坚持以非粮作物为主,积极稳妥地推动生物燃料乙醇产业发展。使用非粮的替代产品生产燃料乙醇是解决扩大燃料乙醇生产规模和可持续发展的有效途径。木薯、甘薯和甜高粱是较为理想的生产原料,但是中国现阶段对上述原料的产业化种植仍然处于起步阶段,还未大面积推广。2007年,中国在广西建立以木薯为原料的广西中粮生物质能源有限责任公司,年设计产量20万吨,成为国内首家定点生产非粮燃料乙醇企业。目前,广西北海国发海洋生物产业股份有限公司、广西新天德能源公司等广西木薯乙醇企业已经具备50万吨产能,并已启动的海南椰岛木薯乙醇10万吨/年规划、广东华灵集团木薯乙醇50万吨/年的规划。现有的燃料乙醇企业项目已经考虑到“近原料”的因素,这些做法都是为了避免增加过多的生产成本考虑。考虑到非粮原料的分布,中国可以省级项目为龙头,以点带面逐步铺开开发燃料乙醇原料的道路。通过制定科学合理规划,在资源丰富的区位建立大型燃料乙醇生产汽油平台,根据加工业就近原料基地且交通方便的原则,就近种植和开发当地能源作物,尽量避免来自运输和半成品产业内贸易的成本。

  我国的纤维素资源十分丰富,主要有草、秸秆、农作物壳皮、树枝、落叶、林业边脚余料等。但是,利用纤维素生产燃料乙醇仍然受到制约,主要是由于纤维素乙醇存在生产技术和工艺的限制,所以其研究大部分还停留在实验室和中试阶段。中国政府应当在纤维素的预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程同时加强研发力度,同时打造国际交流平台,让国内的研究进入国际同类研究中去,争取早日实现提炼技术的突破。中国已经开始产业化的探索,其中,利用秸秆类纤维素水解提炼的企业和研发单位分布在山东、河南、南京、北京、黑龙江、上海、安徽和苏州等地,涉及到的作物有玉米秸秆、甜高粱秸秆以及其他农作物秸秆等。黄季和仇焕广(2010)指出,以纤维素为原料生产生物燃料乙醇有关键技术需要进一步研究,而影响我国产业化程度最大的是原料预处理技术,其次是纤维素酶的生产技术。

  中国应该首先开发廉价高效的木质纤维预处理技术和平台,通过依托此平台不断探索新的预处理技术。其次,开发低成本、高效的纤维乙醇专用水解酶,降低开发成本;开发高效全糖发酵技术,着重关注基因工程方法的运用,降低生产成本。此外,还要完善原料收集和运输体系,试点配备专业搜集工人作业,保证高效安全。

  中国对燃料乙醇生产和消费的补贴从2002年开始,经历了保本微利补贴、定额补贴和弹性补贴三个阶段(曹俐和吴方卫,2010)。现有的燃料乙醇补贴应从中间投入环节、附加值要素投入环节、产出环节、消费环节和研发环节进行针对性补贴。面对各个环节的众多补贴,更应该理性对待。

  首先,要明确发必威 必威betway展燃料乙醇产业的发展地位和目标。居高不下的原油消费催生了燃料乙醇产业发展的条件。2010年,我国原油表观消费量首次突破4亿吨,达4.39亿吨,而进口原油达2.39亿吨,对外依存度已经突破50%。作为我国能源多元化的战略之一的生物燃料乙醇的发展,政府应该根据我国生物燃料乙醇的资源潜力以及当前的技术水平科学测算并规划确定生物燃料乙醇在能源多元化战略中的比重,进而确定生物乙醇的发展数量、速度与规模。

  其次,要根据实际情况制定生物燃料乙醇的补贴原则。深入调查研究不同省市国土资源的状况,尤其是可用于种植木薯、甘薯和甜高粱的边际性土地资源的状况以及纤维素乙醇的资源潜力,结合当前生物乙醇的技术水平,切实做好关于相关原料基地的建设和产业规划的全盘部署工作。同时,补贴金额应与国际油价挂钩,采用动态平衡的原则,建立与国际油价挂钩的生物燃料乙醇动态补贴机制,在国际油价涨跌时,根据成本和油价的波动情况,规避在油价持续低迷时企业业绩的不稳定性,实现总体动态平衡。

  第三,要继续完善生物燃料乙醇补贴的措施。在中间投入环节,对非粮能源作物的补贴,采取直接价格支持,税收减免,现金直接补贴等手段。对购买非粮能源作物种子以及相应农业机械予以直补,购买化肥可以实行免征增值税等;在附加值要素环节,加大资本领域的补贴力度,对非粮生物乙醇的生产设备,对边际土地资源的开发和利用和从事非粮生物乙醇的劳动力予以直接现金奖励或政策倾斜;在产出环节,适当放宽进入门槛,实施与国际油价挂钩的基于产出的动态补贴;在消费环节,加强对生物乙醇储运、分销、销售环节的设施投入的补贴,可在试点省市的生物乙醇网点的建设上予以税收优惠和贷款贴息;在研发环节,建立生物燃料乙醇的研发专项资金,对于研究机构以无偿资助为主,支持国内研究机构和企业在生物燃料乙醇核心技术方面提高创新能力。

  曹俐和吴方卫,2010,《中美生物燃料乙醇补贴政策比较研究》,《中国软科学》第12期16―26页。

  龚志民,2006,《基于我国能源缺口模型的能源可持续发展探析》,《能源技术与管理》第1期113―115页。

  黄季和仇焕广,2010,《我国生物燃料乙醇发展的社会经济影响及发展战略与对策研究》,科学出版社,2010年4月第一版。

  林伯强和王锋,2009,《能源价格上涨对中国一般价格水平的影响》,《经济研究》第12期66―79页。

  马晓宇、张子阳和胡利明,2007,《中国石油在马六甲海峡运输的安全研究》,《中国水运》第1期 28―30页。

  王子博,2009,《论中国的产出缺口与宏观经济运行》,必威 betway必威《商场现代化》第2期353―354页。

  于全辉和孟卫东,2008,《基于面板数据的中国能源与经济增长关系》,《系统工程》第6期68―72页。

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