新時代我國燃料乙醇產業發展新思路

俞建良，熊 強，林 鑫，崔喜貴

（1.梅河口市阜康酒精有限責任公司，吉林 梅河口 135000；2.國投生物科技投資有限公司，北京 100034）

燃料乙醇是以生物質為原料，通過生物轉化后加工得到的可作為燃料用的乙醇，是生物質能的重要組成部分。由于其可再生性和清潔低碳性，它的發展不僅可以優化能源結構，而且還能有效促進生態環境的改善，必將成為一種可持續發展的新興產業。我國生物燃料乙醇產業的發展始于“十五”初期，當時主要是為了解決“陳化糧”的處理問題，經國務院批準同意，正式啟動了生物燃料乙醇試點[1]。經過20多年的發展，我國已經成為全世界第三大燃料乙醇生產國和消費國，2019年燃料乙醇生產量和消費量超過了284萬t，為國民經濟發展和社會可持續發展做出了產業貢獻[2]。

隨著我國社會發展進入新時代，我國經濟發展出現了各種新業態，速度變化、結構優化、動力轉換成為新常態，習近平新時代中國特色社會主義思想提出了新發展理念和高質量發展，對各行各業的供給端、需求端、投入產出、分配、宏觀經濟循環都提出了新要求。在我國已經發展20年的燃料乙醇產業在步入新時代的初期，既面臨千載難逢的歷史發展機遇，又面臨著行業傳統發展思路（比如原料自給、一步式產業規劃、重投資輕研發、重中間商輕終端消費者等）的嚴峻挑戰。因此，處在歷史交匯期，通過分析行業的發展現狀和面臨的機遇與挑戰，研究未來15～30年我國燃料乙醇產業的發展策略，明晰產業定位，統一社會認識，對我國燃料乙醇產業乃至生物質能源產業的發展壯大具有重要意義。

1 燃料乙醇國際發展概況

世界上最早大規模發展燃料乙醇產業且產量最大的國家是美國和巴西，其發展燃料乙醇產業的最直接和最重要的目的是為了實施能源多元化和自給化，從而緩解油價波動對其經濟發展的沖擊[3-5]。以巴西為例，在發展燃料乙醇之前，巴西是一個能源高度依賴型國家，80%石油依賴進口，19世紀70年代爆發的兩次石油危機給正在快速發展的巴西經濟造成了沉重打擊。在石油危機后，憑借傳統產業甘蔗的成本優勢，巴西的生物燃料乙醇產業發展突飛猛進，2017年巴西燃料乙醇的產量為2 150萬t。

2 新時代我國持續推動燃料乙醇產業發展的重大意義

2.1 有利于優化能源結構

在我國大范圍推廣使用車用乙醇汽油，可以有效替代部分石油，提高清潔能源比重，符合我國建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系的要求，有利于提高我國能源自給能力和能源安全水平，符合習近平總書記提出的“雙碳”目標和新時代促進經濟社會發展全面綠色轉型的新理念。截至2019年底，我國累計生產了生物燃料乙醇2 841萬t，調和了約2.7億t車用乙醇汽油，替代原油約8 600萬t[2]。如果未來在全國范圍內推廣使用車用乙醇汽油（E10），則每年至少可以替代1 000萬t汽油[6]。

2.2 有利于改善生態環境

推廣使用燃料乙醇，有利于改善空氣質量，為人民提供更加健康的生活環境，提高生活質量。通過調查2018～2019年采暖季京津冀及周邊地區的細顆粒物（particulate matter，PM）2.5來源，其中機動車尾氣占18.9%。且多項研究結果表明，大城市中機動車尾氣源是大氣細顆粒物（PM）2.5的重要來源[7-10]，僅次于工業源和燃煤源，成為第三大來源[7]。有研究表明，添加體積分數10%乙醇的乙醇汽油可減少汽車尾氣中初級PM2.5，一般排放車輛顆粒物可減少36%，而高排放汽車可減少64.6%；次級PM2.5中的有機化合物直接與汽油中芳烴含量有關，添加乙醇可減少油品中芳烴等高辛烷值組分，從根本上減少次級PM2.5的產生；此外，乙醇汽油還可以減少一氧化碳、碳氫化合物等有害物質的排放[3]。另外，發展以秸稈為原料的燃料乙醇，可以直接解決因隨意焚燒秸稈等農林廢棄物帶來的大氣污染問題，這將是治理東北地區大氣環境的重要措施。

2.3 有利于調控糧食安全

發展糧食燃料乙醇可以提高我國對糧食進口、種植、庫存和價格的調控能力，促進糧食供求平衡，形成糧食生產和消費良性循環[11]。一方面，可以保證農民種糧的積極性，在國家取消托市收購政策的情況下，防止賣糧難問題的出現；同時，燃料乙醇產業也是我國安全處置超期、超標等糧食的有效途徑[12-13]。由于全國水稻連續豐收，2017年前后，我國稻谷年庫存量超過1.25億t，部分不宜儲存（陳化、霉變、重金屬超標）的稻谷亟需處置；為了保證這部分糧食不流入口糧市場和進入動物食物鏈環節，國家通過定向銷售和加工的形式，每年指定燃料乙醇企業負責加工稻谷生產燃料乙醇，逐年消化，有效地避免了財政損失。另一方面，可以通過定向消化進口糧食，不僅能滿足國內燃料乙醇市場原料供給的需求，更能合理、安全地解決西方國家的農產品出口貿易訴求。

2.4 有利于促進農業農村發展

發展燃料乙醇產業，有利于穩定農業生產，有利于提高農產品深加工水平，有利于增加蛋白飼料供應，有利于進一步夯實糧食主產區地位，有利于推動農作物秸稈高值利用，有利于為農民開辟新的增收渠道，從而帶動農業增效和農村經濟發展。截至2019年底，累計消化以陳化糧為主的原料約9 200萬t，聯產各類高蛋白飼料、油脂等產品約2 800萬t；在產燃料乙醇企業18家，創造直接就業崗位超過10 000個[2，6]。東北地區生物質資源豐富，地區具有發展生物燃料乙醇的比較優勢和產業基礎，加快發展生物燃料乙醇，是深入貫徹實施十九屆五中全會關于鄉村振興戰略部署的重要舉措，有利于加快培育綠色經濟增長點，促進新舊動能接續轉換，推進產業結構調整。

3 新時代我國燃料乙醇產業發展面臨的新挑戰

3.1 農業供給側結構性改革對原料供給結構的影響

當前我國糧食供需基本平衡，口糧、谷物的自給率均在95%以上，到2030年人口高峰期，依舊可以保持糧食的總體自給[14]。然而，一直以來我國糧食供需的結構性問題十分突出，2016年人均糧食凈進口為87.27 kg，占人均糧食需求的22.70%，尤其是作為油脂和飼料蛋白主要來源的大豆的對外依存度為80%以上，主要進口國是美國、巴西、阿根廷等[14]。在中美貿易摩擦加劇、因疫情導致出口管制加劇的背景下，推進農業供給側結構性改革變得緊迫[15]。2018年國家深入推進農業供給側結構性改革，調減稻谷、玉米等的種植量，提高大豆種植量，旨在提高糧食自給率。通過中央財政支持，2018年、2019年玉米種植面積持續減少，每年減少的種植面積均在66.7萬km2以上，意味著每年玉米產量減少1 000萬t以上，對燃料乙醇產業的原料供給結構帶來影響。2020年，國內玉米價格在新糧上市之際出現快速上漲，創歷史新高，燃料乙醇企業面臨巨大的經營壓力[16]。

3.2 新能源汽車的發展給汽油車的需求帶來巨大沖擊

以純電動汽車為代表的新能源汽車近年來取得了長足進步和快速發展，成為中國乃至全球范圍內備受矚目的焦點，也對傳統內燃機汽車構成巨大沖擊。在國家大力發展新能源汽車產業的背景下，2019年，工信部已經開始組織編制《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》，可以預見新能源汽車將在未來的15年內成為汽油車的主要替代車型。有些預測提出：到2020年，國內新能源車將占到汽車年銷量的5%以上，總規模達到200萬輛；到2025年，國內新能源車年銷量占到10%以上，總規模達到500萬輛；到2030年，新能源車年銷量占總需求比例超過30%，保有量超過5 000萬輛[17]。然而，截至2021年上半年，公安部發布的數據顯示，我國新能源汽車保有量達603萬輛，其中純電動汽車保有量達493萬輛；僅2021年上半年，新能源車零售達到了100.1萬輛，占總的乘用車零售量的10%[18]。隨著新能源汽車技術的進步、續航里程的提升，以及基礎配套設施的不斷升級完善，新能源汽車的發展速度將遠超預期。假設到2035年，新能源汽車保有量達到1億輛，將占全國汽車保有量的25%，可以替代約25%的汽油消耗量[19]。

3.3 非生物基乙醇對市場形成沖擊

合成法生產乙醇的市場關注度持續增加，傳統發酵法生產酒精正面臨一場新的競爭。2013年6月，塞拉尼斯南京工廠正式投產以醋酸加氫工藝為主的27.5萬t合成工業乙醇項目，正在建設投資70億元的陜西延長石油榆神能化公司持續推進50萬t/年煤基乙醇項目，與傳統的玉米發酵生產乙醇相比，合成工業乙醇項目主要以煤為原料，因此原料供應潛在規模龐大，產能規模效應明顯，聯產品豐富，盈利能力強，如果完全放開市場，沒有國家政策支持，生物燃料乙醇產業將受到致命沖擊[20-23]。

3.4 進口燃料乙醇嚴重沖擊國內產業發展

我國燃料乙醇產業的發展，一直立足國內，對于進口燃料乙醇，我國一直未出臺相關政策。然而，2015年全年進口量從上一年的2.7萬t猛增到47.7萬t，其中美國占63%，巴西35%；2016年進口量進一步增加到68.9萬t；2017年1月1日，我國將進口關稅上調至30%，全年進口量下降到6 871 t；2018年，在進口關稅稅率高達45%的情況下，全年進口依舊達到了59.9萬t，僅美國改性乙醇進口量就達38.4萬t[6]。

燃料乙醇的進口對國內現有的燃料乙醇產業沖擊嚴重。由于美國、巴西等國燃料乙醇產業在政府多年財稅政策扶持下已充分發展，尤其近兩年美國玉米、巴西甘蔗價格較低，進口燃料乙醇的成本遠低于國內燃料乙醇的結算價，大量進口燃料乙醇勢必對我國正處于成長和轉型期的燃料乙醇產業造成較大沖擊，不利于我國燃料乙醇產業持續健康發展。

4 新時代我國燃料乙醇產業發展的潛力

4.1 原料供應有保障

已有研究機構基于我國未來人口規模和居民膳食結構變化趨勢，對我國未來糧食消費量及需求量進行了估算和預測，到2030年前后，我國人口將出現峰值，總人口估計均值為14.5億，人均谷物消費量將達到456 kg左右，谷物消費總量將達到6.56億t[24]。按照聯合國糧農組織提出的糧食安全系數的要求（我國約為20%～30%），可以預測，未來國家糧食儲備量將長期穩定在1.3～1.9億t，如果按照3年為一個舊糧更替周期，則每年將會產生3 900～5 700萬t的不宜食用和不宜直接飼料加工用的陳化糧[14，25]。這正是未來發展我國燃料乙醇產業的優質資源。充分利用陳化糧發酵生產燃料乙醇，既可以有效控制不能食用的陳化糧流入糧食加工市場，更能有效地保證國家糧食供給的積極性和穩定性，確保國家的糧食安全。

另外，作為潛在資源，國內每年可利用的秸稈和林業廢棄物超過4億t，30%廢棄物即可生產生物燃料乙醇2 000萬t。如果在2025年前后，纖維素燃料乙醇能夠實現規?；a，這些原料都為擴大生物燃料乙醇生產消費和實現可持續發展提供了可靠的原料保障。

4.2 市場潛在需求持續釋放

根據中石油經濟技術研究院、中石化經濟技術研究院等有關單位的預測，到2035年，我國人口將達到14.5億人，人均國內生產總值達到1.8萬美元，城鎮化率68%、城鎮人口10億人，一次能源需求量達到峰值的39億t標油（56億t標煤），石油需求量大約為6.8億t，石油對外依存度78%，汽車保有量5.0～5.5億輛，新能源汽車保有量樂觀估計將達到1億輛，交通運輸燃料中汽油的需求量1.35億t[17，19]。在2035年，全國范圍使用乙醇汽油（E10），國內需求量達到1 500～2 000萬t/年，是當前潛在需求量的1.5倍～2.0倍，是當前實際消費量的4倍～6倍。

4.3 科技創新提供新動能

隨著以分子生物學為基礎的生物技術的迅猛發展，制約生物能源快速發展的主要原料瓶頸必將得到解決[26-29]。在過去的十幾年中，世界范圍內的纖維素制乙醇的工藝技術已經取得了長足的進展，以美國、巴西、德國、中國為主的國家已經相繼建成/在建了多套萬t級纖維素乙醇示范裝置，基本具備了規?；a條件，初步構建了包括關鍵微生物和酶制劑、工藝技術、裝備、上下游產業鏈在內的完整的產業體系[30]。在未來5～10年，通過生物技術革新酶制劑的催化效率，提高聯產品收益，并利用物聯網技術壓縮原料儲運過程，力爭在技術經濟上取得突破，不僅能為乙醇汽油產業的發展打開局面，也可為整個乙醇產業的發展帶來新機遇。另外，上海寶鋼集團及中國科學院與新西蘭朗澤新能源有限公司（LanzaTech）合作，采用合成氣微生物發酵法，建設了1套300 t/年乙醇的示范裝置，成功生產出了99.5%的乙醇。該項先進的氣體發酵生物技術，將工業尾氣直接轉化為燃料乙醇、蛋白飼料等高附加值產品，不僅創造性的拓展了生物燃料乙醇的清潔原料范疇，而且同時實現了工業尾氣的排放和治理問題，是頗具潛力的綠色低碳經濟模型之一[31-32]。

4.4 產業原動力持續發力

黨的十九大報告中提出了“美麗中國”的生態文明建設目標、“實施鄉村振興戰略”、“深化改革加快東北等老工業基地振興”、“實施食品安全戰略”等一系列新思想、新要求、新目標和新部署，加快發展生物燃料乙醇是貫徹落實黨的十九大精神的重要舉措。

2017年9月，國家發展改革委、國家能源局等十五部門聯合印發《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》，標志著我國生物燃料乙醇正式由試點推廣進入全面推廣新階段。2018年8月22日，李克強總理主持召開國務院常務會議，確定了《全國生物燃料乙醇產業總體布局方案》（以下簡稱《總體布局》）。兩個文件要求牢固樹立和貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，在保障國家糧食安全基礎上，立足國內供應，科學有序推進生物燃料乙醇生產和車用乙醇汽油推廣使用，著力處理超期超標糧食，著力落實東北振興戰略部署，建設生物燃料乙醇產業基地，為促進我國替代化石能源、減排溫室氣體、培育農業農村發展新動能做出新貢獻。

5 新時代推動我國燃料乙醇產業發展的新思路

5.1 統一思想認識，找準產業定位

在我國，生物燃料乙醇產業發展必須立足于“一個安全核心，四個發展基礎”的新定位，服務于調控糧食市場、服務于優化能源結構、服務于改善生態環境、服務于促進農業農村發展、服務于促進區域經濟發展，是引領我國高質量發展、發揮我國社會主義制度優越性的具有戰略意義的新興產業，見圖1。首先，我國發展燃料乙醇產業必須服務于國家糧食安全大局，這是核心；在國家糧食庫存壓力大的時候、在國家面臨來自西方國家農產品出口壓力大的時候、在國家不具備高額補貼農民種植的時候，燃料乙醇產業必須承擔起國家糧食安全體系的調節閥、壓艙石的重任。其次，必須立足于國內加工：一方面要帶動我國農業農村的現代化建設，提升農業發展水平；另一方面要帶動區域經濟發展，尤其是要助力東北地區的脫貧致富和鄉村振興戰略，增加就業，提高老百姓的收入水平。第三，必須發揮好社會主義美好生活的建設者和推動者的作用，努力踐行美麗中國和美麗鄉村的建設。

圖1 燃料乙醇產業“一個安全核心，四個發展基礎”的新定位Fig. 1 New position of the fuel ethanol industry "one security core,four development foundations"

5.2 認清產業基礎，優化原料結構

未來我國燃料乙醇產業的原料結構應該分兩個階段進行設計部署，見圖2。第一階段是以糧食原料為主，非糧生物質原料為輔，預計這個階段將一直持續到2030年前后；第二階段是2030年以后，多種原料并存，糧食與非糧生物質原料互為補充。第一階段的糧食來源主要依靠國內國外兩個市場，當前主要依靠國內市場，適時可以啟動國際市場。在國內市場，我國始終將保持超過國際公認線的儲備糧，由此產生的不可食用糧食是燃料乙醇最基本的原料來源。在國外市場，從中美貿易戰到中美貿易談判，美方始終要求中國采購更多的美國農產品，包括玉米、大豆等。如果增加從美國的進口配額，定向供給燃料乙醇生產，不僅不會沖擊中國的農業生產，反而可以騰出更多的種植空間，用于供給側結構性調整，而且還能為社會提供廉價的乙醇汽油，有利于推廣清潔能源，可謂經濟效益、社會效益十分顯著。2030年前后，隨著纖維素乙醇技術和工業氣體生產乙醇技術的革命性進步，以非糧生物質為原料的生產成本將具備成本競爭力，此時即可進入第二階段。在該階段，燃料乙醇產業已經進入良性循環發展，原料將不再是影響產業發展的制約因素，企業可以根據區域資源稟賦情況設計原料結構。

圖2 燃料乙醇產業“兩階段”新型原料戰略Fig.2"Two-stage"new raw material strategy of the fuel ethanol industry

5.3 統籌規劃布局，推動有序發展

從時間、空間兩個維度，做好燃料乙醇產業發展的長期規劃。一方面，按照國內糧食種植區域和國外糧食進口區域，做好燃料乙醇產業發展的空間布局；另一方面，配合國家整體的糧食種植、收儲、消費結構調整和農產品進出口戰略部署，結合以低成本生產的非糧生物質原料為核心的技術創新進展，做好燃料乙醇產業發展的時間規劃。在此基礎上，在國家能源局的總體指導下，各省能源局、中石油、中石化等汽油生產和供應商、燃料乙醇生產企業都要保持戰略定力，增強“四個意識”，保質保量地落實我國新能源發展戰略，有序推進燃料乙醇產業的健康發展。

5.4 注重科技創新，驅動飛躍發展

十九屆五中全會在謀劃“十四五”時期發展路徑時，把“創新”放在首位來強調，必須充分認識和發揮科技創新對于促進燃料乙醇產業飛躍發展具有不可替代的作用?，F階段制約產業發展的主要矛盾是巨大的市場剛性需求與嚴重不足的供應能力之間的矛盾，而導致供應能力不足的矛盾主要方面是原料加工成本高。因此，一方面要依靠突破性的種業科技成果來帶動我國糧食單產的突破性進步，提高糧食原料的供應[33]；另一方面則更需要依靠微生物技術、基因工程技術、酶工程技術以及工程裝備技術實現以非糧生物質為原料的低成本乙醇生產，這是實現產業跳躍式發展的根本途徑。

5.5 提升服務質量，保障健康發展

每一個產業的發展都必須立足于為社會、為人民創造福祉，因此，無論是政府還是企業都應該站在社會和人民的立場上促進產業的發展，提升產業的服務質量。一是借鑒國外的可再生燃料識別碼（renewable identification numbers，RINs）制度，參照我國電力行業解決棄風、棄光、棄水問題試行的配額制，研究車用汽油中燃料乙醇配額制，確保市場有序運行[34]。二是密切關注國際國內糧食、乙醇市場的變化，將有限的財政補貼用在最關鍵的環節，以最少的投入，獲得對農業、農村、農民的最大支持。三是調整車用乙醇汽油與普通汽油同標號同價格的定價思路，讓燃料乙醇價格逐步與市場接軌，讓廣大車用乙醇汽油消費者得到真正的價格實惠，從而帶動廣大消費者主動地宣傳和推廣燃料乙醇的使用。

6 結論

燃料乙醇產業是未來引領我國高質量發展，推動“美麗中國”戰略落地的具有戰略意義的新興產業。為研究未來15～30年我國燃料乙醇產業的發展策略，明晰產業定位，統一社會認識，本文提出了“以服務國家糧食安全為核心的新產業定位、以構建‘兩階段’為特點的新原料戰略、以科技創新為引領-統籌產業時空布局規劃的途徑、以指導-提升服務能力為保障的新發展戰略”的新思路、新策略，對推動我國燃料乙醇產業健康發展具有重要意義。在社會主義新時代，繼續推動生物燃料乙醇產業的發展，將始終有利于國家糧食安全的調控、有利于優化能源結構、有利于改善生態環境、有利于促進農業農村發展、有利于促進區域經濟發展。

7 展望

未來，我國將按照“嚴控總量，多元發展”、“創新驅動、政策激勵”、“規范市場，有序流通”的基本原則，在堅持“以生物質為原料的綠色生物轉化途徑、立足國內、適度進口、科技支撐”的戰略思想指導下，科學有序地發展燃料乙醇產業。整個行業將勇敢地承擔起國家糧食安全體系的調節閥、壓艙石的重任，合理調節糧食酒精產能，加快非糧生物燃料乙醇技術研發與創新，爭取在2025年前后實現糧食與非糧生物質原料的互補；同時，做到以客戶為導向，提升服務意識和服務水平，促進產業的健康快速成長。