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Brazil biofuel policy and its references to China

巴西生物燃料政策及对我国的启示



全 文 :生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 19卷 第 5期
2007年 10月
Vol. 19, No. 5
Oct., 2007
巴西生物燃料政策及对我国的启示
夏 芸,徐 萍,江洪波,陈大明,张 洁,于建荣*
(中国科学院上海生命科学信息中心,上海 200031)
摘 要:巴西是世界上最早推行生物燃料政策的国家之一,目前已成为世界上第二大乙醇生产国和最
大的乙醇出口国。本文简介了巴西推行生物燃料政策的背景、发展生物燃料的优势,详述了其生物燃
料的政策特点和政策收益,以及对我国发展生物燃料的启示。
关键词:巴西;生物燃料;政策;生物乙醇;生物柴油
中图分类号:TQ6 (777)  文献标识码:A
Brazil biofuel policy and its references to China
XIA Yun, XU Ping, JIANG Hongbo, CHEN Daming, ZHANG Jie, YU Jianrong*
(Shanghai Information Center for Life Sciences, CAS, Shanghai 200031, China)
Abstract: Brazil is one of the earliest countries that implement biofuel’s policy nationwide. Nowadays, it has
been the second bioethanol producer and the largest bioethanol exporter. In the present paper, the background
of Brazil’s biofuel policy and the strength of Brazil’s biofuel were briefly introduced. Meantime, the character-
istics and the success of the policy, and its reference to China were expatiated.
Key words: Brazil; biofuel; policy; bioethanol; biodiesel
收稿日期:2007-08-24
基金项目:上海市科技发展基金软科学重点研究项目(066921027)
作者简介:夏 芸( 1 9 7 9 —),女,硕士,馆员;于建荣( 1 9 6 9 —),女,副研究馆员,硕士生导师,* 通讯作者,
E-mail: jryu@sibs.ac.cn
文章编号 :1004-0374(2007)05-0482-04
1 政策背景和发展生物燃料的优势
巴西是世界上最早推行生物燃料政策的国家之
一,早在70多年前就已在全国范围内推广乙醇作为
燃料。巴西“国家乙醇燃料计划(缩写 P R O AL -
COOL)”的推行,有着特定的历史背景。该“计
划”始于 20世纪 70年代初。缘起于当时的石油危
机,政府意图减少对进口石油的依赖,并着手解决
国际市场上食用糖价波动的问题[1]。在过去 30年
里,该计划使巴西成为世界上第二大乙醇生产国和
最大的乙醇出口国,每年节省了大量外汇,取得了
巨大的社会经济效益。
巴西具备发展生物燃料的多种优势。
首先,巴西具有资源优势。巴西地处热带,
土地资源丰富,自然条件得天独厚,一年四季适宜
甘蔗生长,是世界上甘蔗产量最大的国家。目前甘
蔗的种植面积600万公顷,乙醇的近年年均产量126
亿升。
其次,巴西生产的生物燃料具有价格优势。巴
西以甘蔗为原料,蔗汁用来生产蔗糖和乙醇,蔗渣
用来发电供糖厂生产蔗糖,多余电力上网供给当地
居民或企业。这种蔗糖-乙醇-热电联产的综合利
用方式使得乙醇生产成本非常低廉,约为0.2美元/升;
而美国以玉米为原料,年产量 8 0 亿升,成本为
0.25美元 /升;欧盟以小麦为原料,成本为 0.48美
元/升,而利用纤维素生产乙醇则成本高达1.4美元/升。
再次,巴西具有技术优势。巴西在甘蔗的种
植、乙醇和糖厂的建设以及乙醇汽车技术等方面均
处于世界领先地位。甘蔗的主要用途是生产糖和乙
·情报研究 ·
483第 5期 夏 芸,等:巴西生物燃料政策及对我国的启示
醇,榨糖废料甘蔗渣可作为造纸原料,也可以用于
生产乙醇。巴西Dedini S/A Indústrias de Base基础
工业公司从20世纪80年代开发了用甘蔗渣生产乙醇
的新技术——Dedini快速水解法(Dedini Hidrólise
Rápida),由水解、发酵、蒸馏三阶段构成,可从
每吨甘蔗渣中提取 109- 180升乙醇,使每公顷甘
蔗的乙醇产量由7 740升提高到13 800升,目前Dedini
集团在圣保罗州建立了一个日产5 000升乙醇的准工
业化工厂。该技术无需扩大甘蔗的种植面积就可使
乙醇的产量增加一倍,成本降低 40% [2-3]。
2 巴西生物燃料政策简析
巴西是世界上最早通过立法手段强制推广燃料
乙醇的国家。从20世纪70年代开始,巴西实行“国
家乙醇燃料计划”,大力发展生物燃料。历经 3 0
多年,巴西业已发展成为全球甘蔗乙醇生产和利用
大国[4],2006年,初步实现能源的进出口平衡,在
国际乙醇出口市场上举足轻重。甘蔗乙醇生产也使
巴西成为外国投资者眼中的热土。
巴西“国家乙醇燃料计划”共经历三个发展
阶段:(1)从 20世纪 70年代到 90年代初,为了应
对石油危机,政府开始干预乙醇生产,大力发展含
水乙醇;(2) 20世纪 90年代到 21世纪初,油价趋
稳,巴西大量出口蔗糖,着力发展无水乙醇,初
期以20%体积比将无水乙醇加入汽油中,1993年提
高到 22%,2002年又提高到 25%;(3)从灵活燃料
汽车发明到巴西乙醇市场确立。该阶段石油价格一
路上涨,国际上对糖和乙醇的需求大幅增加,对清
洁燃料汽车的呼声越来越高。2003年 3月,福特
汽车公司巴西分公司推出首辆酒精-汽油双燃料
车,既可单独使用汽油或酒精,也可使用任意比例
的汽油和酒精混合燃料[5-6]。自此,灵活燃料汽车
进入产业化阶段。目前巴西约有 97%- 98%的乙
醇用于汽车,政府规定汽油中必须掺有 20%-25%
的乙醇。在约 2 000万辆轻型机动车中,就有 1 500
万辆利用混合燃料,大约 220万辆利用纯乙醇燃料。
生物柴油是巴西应用最广泛的另一种生物燃
料。巴西生产生物柴油的主要原料是大豆、蓖麻、
棕榈油、棉籽、向日葵和玉米等。巴西曾于 20世
纪 80 年代推出“生物柴油计划”,而且进行过小
型试验性生产,但因生产成本过高,而没有扩大生
产规模。为了多样化开发可替代能源,减少对进口
石油的依赖,并增加农民收入和就业机会,2003年
7 月 2 日,巴西政府颁布法令,重新发起“生物
柴油计划”[7]。2004年 12月,在 14个部委和多个
研究中心领导下,“生物柴油计划”正式启动。
2005年,各州研究网络架构起来。2005年 1月,
巴西推行“国家生物柴油生产与应用计划”,规定
到 2008年,必须在燃油中添加 2%的生物柴油,到
2013 年,该比例提高至 5%。该“计划”还规定
2005年年初在巴拉州使用棕榈生产柴油,供应到加
油站;2005年 7月在巴西东北部使用蓖麻生产柴
油;2005年 8月在巴西中西部和南部,使用大豆
和向日葵生产柴油[ 8]。巴西“生物柴油计划”为
将植物油用于汽车作出了重要贡献,探索出了另一
条替代能源之路。
3 巴西生物燃料政策特点
3.1 法律强制推行[9]
巴西把立法作为推广生物燃料的必要手段,通
过法律形式保障生物燃料(乙醇燃料、生物柴
油)、汽车生产商及消费者的利益。197 5 年,巴
西颁布法令并授权巴西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。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。“国家生物柴油生产与应用计划”规定必须在
矿物柴油中掺入 2%的生物柴油,2013年以后,该
比例要强制提高到 5%。
3.2 财税 /金融政策支持[9]
从 1982年开始,巴西对乙醇燃料汽车减征 5%
的工业产品税,使用乙醇燃料的残疾人交通工具和
出租车免征工业产品税,部分州政府对乙醇燃料汽
车减征 1%的增值税,在乙醇燃料汽车销售不旺时
曾全免增值税。为加快推动“国家生物柴油生产与
应用计划”的实施,巴西社会发展银行向生产厂家
提供项目资金 90%的融资计划。2005年,通过加
强“家庭农业计划”对种植生物柴油原料的农户提
供 1亿雷亚尔(约计 3 400万美元)的融资贷款。巴西
还通过补贴、设置配额、统购生物燃料以及运用价
格和行政干预手段鼓励使用乙醇燃料。
3.3 重视生物燃料技术研发和产业发展
3.3.1 鼓励发展生物燃料产业 政府和私营业主共
同投资扩大甘蔗种植面积,兴建大批乙醇燃料生产
厂。2003- 2004年度,巴西甘蔗产量约 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。巴西现有乙醇燃料加工厂
500多家,生产工艺和加工装置的技术水平位于世
界前列,年产乙醇可达 180亿升。巴西 5家最大蔗
484 生命科学 第19卷
糖与酒精企业产值占行业总产值的 17.4%。
3.3.2 注重联产的综合利用生产方式 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%,甘蔗含
糖率为 14%- 15.5%,高于国际水平 1.5%- 3%。
巴西在乙醇生产过程中注重降低能耗,蔗能利用率
高达 71%。乙醇生产企业多采用蔗糖-乙醇-热电
联产方式,蔗汁生产蔗糖,蔗渣和蔗叶均被综合利
用转化为机械能、热能和电能。因此,这些企业
基本实现了能源自给,其中,热能或机械能自给率
达 100%,电力自给率达 95%。
3.3.3 支持应用技术研究开发 巴西非常重视应用
技术研发。从 20世纪 70年代起,巴西政府就开始
组织科研机构、高等院校和企业开展生物燃料汽车
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,2003年,首
辆灵活燃料汽车问世。目前,巴西乙醇燃料汽车的
整体技术已相当成熟。汽车在动力、加速性能、续
驶里程等方面已基本达到同类汽油车水平。
巴西科研机构和汽车生产企业也大力支持生物
柴油应用技术研发。南共市最大的柴油发动机出口
生产厂 International Engines South America将在其生
产线上进行使用生物柴油的实验和科研。许多大学
也正在对汽车使用以豆油为基础的生物柴油进行实
验。其中巴拉那大学(Universidade Federal de Estado
de Parana, UFPR)正在使用由大众、奥迪厂提供的排
量 1.9升的 Golf型柴油车实验。
4 巴西生物燃料政策收益
巴西生物燃料政策的推行,取得了一系列的社
会、经济和环境效应。首先,生物乙醇的利用减
轻了巴西对进口化石能源的依赖,显著改善了巴西
国家经济。在 1975- 1989年间,投入到计划中的
资金总计 49.2亿美元[3],从 1975- 2000年,由此
节约的石油进口费用更是高达 435亿美元。技术进
步和规模经济促使乙醇生产成本在1985年后直线下
降。其次,政策促进了生物燃料产业及相关产业的
发展,扩大了社会就业。仅乙醇生产就给巴西带来
约72万个直接工作岗位和20万个间接工作岗位,其
他大部分行业在创造就业机会方面难以望其项背。
该政策还带来了显著的环境效益,大大减少了
巴西温室气体的排放。巴西所有的汽油都搀杂了无
水乙醇。随着酒精量的增加,汽油含铅量减少。到
1991年混和燃料中完全没有铅的成分了。这样一
来,芳香烃的危害被彻底消除,一氧化碳和硫也大
量减少,而酒精碳氢化合物燃烧产生的尾气毒性比
汽油低,引发的大气反应也少。对人体健康而言,
使用酒精产生的乙醛比使用汽油和柴油产生的乙醛
更为安全。使用乙醇几乎不产生任何温室效应废气
——1975-2000年乙醇的使用急剧减少了燃烧汽油
生成的碳,合计约 110万吨。2000年,仅因为乙
醇替代汽油这一措施就避免了 920万吨二氧化碳被
排放到大气中去。
事实证明,巴西“国家乙醇燃料计划”在经
济、社会和环境等方面产生了显著的积极作用,成
为全球最重要的生物能源计划之一。至今,该计划
仍然是全球最大的应用生物质进行能源生产和利用
的商业化成功案例。
5 对我国发展生物燃料的启示
我国土地广袤,生物质资源丰富,在发展生
物能源方面起步较早。2006年,我国乙醇年生产
能力已达 102 万吨。在东北三省、河南、安徽全
省范围,以及其他 27个地市封闭推广乙醇汽油,乙
醇汽油消费量占全国汽油消费市场的 20%,成为仅
次于巴西、美国的第三大燃料乙醇生产和使用国。
但我国人口众多,粮食生产面临着巨大的挑战,不
太可能大量利用粮食作物来生产生物乙醇,我国目
前生产燃料乙醇的原料主要是玉米或陈化粮。随着
原料价格的上涨和粮食安全受到威胁,这种“以缺
代缺”的能源转换方式,逐渐被证实不符合中国国
情。因此,国家发改委等有关部门先后发布文件调
控燃料乙醇产业,明确指出了“因地制宜、非粮
为主”的发展方向。
巴西是发展中国家,在利用非粮作物甘蔗生产
乙醇方面经验丰富,其生物燃料计划收效显著,成
为全球燃料乙醇生产大国和出口大国。因此,借鉴
其生物燃料发展经验对我国具有重要的现实意义。
5.1 加强政府在国家生物燃料规划中的作用
巴西政府在推行生物燃料国家计划中,起着至
关重要的作用。政府通过立法手段强制推广生物柴
油,并通过补贴、设置配额、统购乙醇以及运用
价格和行政干预等手段鼓励使用乙醇燃料。因此,
巴西发展生物燃料规划合理,目标明确,有政策保
障,生物燃料才得以在巴西蓬勃发展。
根据我国的国情,中央和地方政府需加强政策
调研,在价格调控、税收优惠、市场配额、资金
补助、市场准入等方面制定进一步指导政策,扶持
生物燃料产业的健康发展。可喜的是,我国已经出
台相关政策规划,但还需统筹管理,合理实施。
485第 5期 夏 芸,等:巴西生物燃料政策及对我国的启示
5.2 利用非粮能源作物,综合开发生物燃料
2000年前后国家粮食储备较多,因此我国主要
利用玉米或陈化粮生产生物燃料乙醇,且主要在我
国长江以北地区推广使用。由于利用粮食生产乙醇
的成本较高,生产乙醇的定点企业在获得了国家的
优惠政策和补助后,结合联产方式,才能维持乙醇
价格和汽油基本持平。因此,利用非粮作物生产生
物燃料将是我国现阶段的最佳选择。
广西、云南、广东、海南和新疆是全国五大
蔗糖产区,年产糖量为 960万吨,占全国产糖总量
的 96%,其中广西是目前我国最大的蔗糖基地,甘
蔗种植面积占全国总面积的 45%以上,蔗糖产量占
全国的 58%。全国的主要制糖企业也发布在这五大
地区,这些企业已具备糖业自主研发和建设能力,
糖厂的综合利用也获得了巨大发展。以食糖副产品
蔗渣、废糖蜜为原料可以制成纸、纸浆板、纤维
板、食用 /药用 /饲料酵母、甜菜颗粒粕、柠檬酸、
味精、燃料乙醇等产品。
鉴于我国制糖企业的现状,结合巴西发展经
验,我国可在这些蔗糖产区有条件的制糖企业试
点,推广综合利用模式,进行糖-生物乙醇-热
电 /造纸联产,利用酒糟 /造纸废液生产沼气、饲
料和肥料,实现糖、乙醇、纸 / 发电、沼气、饲
料、肥料等 6个方面的综合利用,发展循环经济。
这不仅能解决我国乙醇生产问题,还可以为企业节
约大量成本,提高企业效益,同时也解决了农民增
收难的问题,可谓一举多得。
另外,我国可规模化开发利用的非粮能源作物
还有很多,如开发用于燃料乙醇的甜高粱、木薯、
甘薯、小桐子、文冠果等植物,以及用于生物柴
油的棉花(籽)、蓖麻等。我国已经引进、育成了
一批能源作物新品种,并在一些地区大面积种植成
功。如我国自主选育的甜高粱系列品种,3- 4亩
地的甜高粱茎秆产量可以生产1吨乙醇(95%酒精含
量)。目前全国年种植粮用高粱 800万亩,如全部
改种甜高粱,在高粱籽粒不减产的情况下,仅甜高
粱茎秆可年生产 200万吨乙醇。充分利用这些非粮
能源作物,对我国生物燃料产业健康、可持续的发
展,替代能源战略的实施至关重要。
5.3 加强生物燃料汽车及配套技术研发和成果转化
由于乙醇燃料在我国的迅速发展,近年来,国
内开展乙醇燃料研究及应用工作有所加强,对乙醇
作为车用燃料进行了一系列技术开发和标准研究。
组织开展了发动机台架及行车试验,完成了高效低
成本助溶剂、高效低污染乙醇 /柴油发动机燃烧系
统、乙醇 /柴油混合燃料发动机以及整车匹配等研
发工作。国家质检总局还负责组织制定了《变性燃
料乙醇》( G B 1 8 3 5 0 – 2 1 0 0 )和《车用乙醇汽油》
(GB18351–2001)两项国家标准,目前已开始实
施[10]。接下来,国家可以推动这些已有研发成果进
行产业化生产。
巴西在乙醇燃料汽车技术方面领先国际水平,
并已建立了世界上最有竞争力的乙醇燃料汽车工
业。1999年,巴西生产酒精汽车技术获重大突破,
新一代酒精汽车诞生。2003年,福特公司推出第
一辆灵活燃料汽车,目前灵活燃料汽车主要生产商
有大众、福特、菲亚特、雷诺、标致、雪铁龙
和丰田。这些汽车生产企业在我国都设有工厂,因
此,我国可与之进行合作生产生物燃料发动机和整
车,推动生物燃料汽车及配套技术的成果转化,以
促进我国生物燃料汽车工业的发展。
[参 考 文 献]
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