生物能源调查报告

——世界生物燃料产业发展趋势及对中国启示

一、世界生物燃料产业发展趋势
1．全球生物液体燃料产业的规模继续扩大，但经济动力受油价中低位运行和市场需求疲软的影响而明显减弱
近年来，全球生物液体燃料（以下简称“生物燃料"）的生产和使用量持续增加，主要用做车用替代燃料。生物燃料仍以燃料乙醇和生物柴油为主。2008年全球乙醇年使用量达到约5170万吨（估计2009年继续增加至约5760万吨），其中美国和巴西分别占全球产量的52010和36%，欧盟燃料乙醇的产量也增加了约56%。2008年全球生物柴油的生产使和用量达到约1430万吨（预计2009年增加到1590万吨），西欧和美国居主导地位，其中德国仍然是第一消费大国，美国则为第一生产大国。全球可再生燃料联盟(GRFA)发布的研究报告显示，通过利用生物燃料替代石油燃料，2009年全球净减排约1.23亿吨二氧化碳。
但是，自2008年下半年全球金融危机爆发以来，在原油价格大幅回落、燃料市场需求疲弱、生物燃料产能过剩等因素的多重挤压下，全球生物燃料产业的经济动力和盈利能力迅速减弱，不少国家的生物燃料市场和产业发展出现动荡。特别是在美国，车用燃料经销商仅仅将燃料乙醇使用量维持在强制性的联邦再生燃料标准计划(RFS)所规定的最低比例，玉米乙醇生产企业闲置大量产能，部分企业开始申请破产，一些纤维素乙醇工厂的建设计划也被推迟。
2．各国扶持政策继续深化，大型石油企业大力介入
虽然全球生物燃料发展热潮从2008年下半年以来明显降温，但生物燃料的长期战略价值得到更广泛的重视，业界对未来发展方向的认识也更加冷静、清晰，各国对生物燃料的扶持政策仍保持延续并继续深化，国际大型石油和化工企业、汽车和航空企业也全面深入开展先进生物燃料技术的研发和产业化工作并取得积极进展，推动生物燃料产业向“社会、环境和用户友好型"替代燃料的升级转型。
美国联邦政府推进实施《能源独立与安全法案2007》中规定的第二阶段可再生燃料标准计划(RFS2)，要求生物燃料等使用量逐年增加到2022年的360亿加仑（约1.1，亿吨），预计届时将占美国车用燃料的22%。其中，传统生物液体燃料（特指以玉米淀粉为原料的燃料乙醇）的年使用量逐步增加并稳定在150亿加仑（约4650万吨），其余将由包括纤维素燃料、生物基柴油（即以动植物油脂为原料的生物柴油）等在内的先进生物燃料提供。RFS2的涵盖范围还扩展到柴油车和非道路应用。据美国环境保护局(EPA)的实施细则指令，2009年从事炼油、掺混、进口燃料业务的大中型企业的可再生燃料经销量应占到汽柴油经销量的10.21%。美国加利福尼亚州也于2009年4月制定并颁布了于2010年生效的低碳燃料标准计划(LCFS)突施规则，要求该州所有炼油、经销和进口企业的车用燃料产品总体碳强度必须在2020年前降低10%。此举可望在2020年推动替代20070的车用化石燃料，减少1600万吨二氧化碳排放，届时需要新增15亿加仑生物燃料（约450万吨）。
目前，美国约有十几个州正在考虑制定低碳燃料标准计划，奥巴马总统也呼吁制定全国范围的“低碳燃料标准计划"。美国能源部和农业部宣布对生物燃料技术研发给予更多资助，作为刺激经济和应对气候变化相关计划的一部分。美国建立由能源部、农业部和环境保护局共同牵头的跨部门工作组，加强和协调如下工作：研究扶持下一代生物燃料、．灵活燃料车、零售市场、基础设施、可持续标准的政策。值得指出的是，2009年明，美国政府审计办公室(GAO)提出，美国无需继续向发展成熟且接近规划目标的玉米乙醇业提供0.54美元/加仑的联邦乙醇消费税收减免政策(VEETC)，应集中支持先进生物燃料产业（现有1.01美元/加仑的减免政策），以实现3个方面的主要目的：1)消除大规模非粮原料植物生产的市场风险。2）大规模提高乙醇的掺混比例（希望提高到15%-20%）和相应的基础设施水平；美国能源信息署(EIA)预计2020年E85燃料将占乙醇燃料消费量的30%。3）开发兼容性更优良的先进燃料生产技术。
欧盟继续推进其2008年制定的《可再生能源指令》，使生物液体燃料等可再生燃料在2020年占道路交通能耗的10%。欧盟预计，实现该目标所需要可再生燃料的80%依赖欧盟本地原料，其余20%则有赖于进口。英国在2008年4月开始实施《可再生交通燃料义务(RTFO)法》，要求在2013-2014年度使可再生交通燃料的市场份额达到5%，目前实施隋况比较顺利。
日本计划2030年前使生物燃料消费量占汽油消费总量的比例达到10010，近期目标是在2010年将提供生物燃料的加油站推广到全国各地。日本最大的石油公司——新日本石油公司自2009年6月1日开始在以首都圈为中心的地区大规模销售燃料乙醇。
即使作为传统甘蔗乙醇生产大国的巴西也加大了先进生物液体燃料技术的研发。巴西甘蔗技术中心与丹麦诺维信公司签订了利用蔗渣生产纤维素乙醇的合作研发协议，巴西国家石油公司宣布已开始利用蔗渣生产乙醇。巴西还决定自2010年起将国内柴油中的生物柴油含量从4%提高5%，从而推动巴西2010年生物柴油产量（消费量）增加到24亿升。
印度在2009年底批准了新的生物燃料政策，设立国家生物燃料基金，成立由首相牵头的生物燃料协调委员会，计划到2017年使柴油和汽油中的生物燃料掺混比例达到20010。美国国家可再生能源实验室(NREL)已与印度新能源和可再生能源部签署协议，研发、生产和推广生物燃料。
新一代生物液体燃料在资源潜力、燃料性能和环境效益方面具有明显优势，因此成为大型企业技术研发和试验示范工作的重心。美国Sandia国家实验室的研究显示，2030年美国可以利用废弃生物质和能源作物生产900亿加仑乙醇，其中750亿加仑来自纤维素原料。全球领先的纤维素酶生产企业丹麦诺维信公司认为，技术进步和扶持政策可以使巴西、美国、中国等国在今后数年内实现纤维素乙醇的商业化生产。BP公司预测，到2030年生物燃料将占全球交通燃料需求的。11%-19%。该公司自2006年以来持续研发和试验丁醇燃料，计划2013年开始商业化运行。法国道达尔公司(Total)也在政府支持下研发第二代生物柴油和燃料乙醇。埃克森美孚公司(ExxonMobil)决定进入先进生物燃料领域，与Synthetic Genomics生物技术公司联合研发藻类原料生物燃料。美国最大的独立炼油企业Valero能源公司则收购了第二大乙醇生产商Verasun能源公司的7家乙醇工厂，这提振了身处困境的生物燃料产业。但第二代生物燃料的商业化时间表也存在变数。例如，壳牌公司于2009年出售德国科林公司的生物质制油(BTL)项目的股份，认为该技术离商业化还有约10年时间。
3．技术研发取得积极进展，产业升级转型加快，生物燃料应用扩展到航空领域
生物质综合精炼技术的研究进一步深入。2008年，美国能源部支持开展了“生物质在美国能源未来的角色(RBAEF)"研究项目，以发现和评价最优利用生物质能资源的技术路线。据分析，通过综合生化学和热化学技术路线来联产乙醇、生物质制油和电力等产品，不但可以实现最大的原料和能源利用效率(可达61%-80%)，也可以实现与简单生物质发电同样高的温室气体减排效果（每千吨生物质可减排0.96-1.258吨CO2，相对于石油燃料减排率可高达90%），还大幅降低燃料乙醇的生产成本（降到约0.25-0.33美元/升汽油当量），在原油价格为30美元/桶时即具有经济竞争力。
值得注意的是，生物燃料应用领域开始从传统的道路交通部门拓展到航空交通部门。欧盟于2009年8月提出将全球2000多家航空公司纳入欧盟的排放交易体系（简称ETS），拟于2012年对涉及欧盟航空市场的民航航班/公司正式实施碳排放限额，要求其碳排放量届时减少到其在2004、2005及2006年三年平均排放量的97%。美国的《农业法案2008》和2009年生物燃料技术研发资助方案也首次纳入了航空生物燃料相关内容。为了应对能源环境挑战和监管措施，2007年以来国际航空运输协会（IATA）作出了发展低碳替代航空燃料的积极倡议和前景展望，承诺全球航空业将会在2020年达到温室气体排放峰值，2050年的排放将比2005年减少50%。美国波音公司联合美国大陆航空、英国维珍航空、日本航空等一批航空企业陆续在大型喷气式氏用客机上成功开展了—系列混合生物燃料飞行实验，认为无需改造航空发动机即可使用高品质生物燃料。国际航空运输协会预测，商业民航飞机可望在2011年和2013年陆续获准使用混合生物燃料和纯生物燃料，替代燃料甚至可望在2017年满足10010航空燃料需求，在2040年替代燃料的比例将达到燃料消费总量的50%。
4．对生物燃料社会环境影响的关注继续深化，可持续标准和认证开始施行并构成产业扶持及监管政策的核心内容
2007年以来，生物燃料对社会环境的复杂影响受到高度关注。联合国粮农组织(FAO)世界粮食峰会、生物多样性公约(CBD)缔约方大会、教科文组织(UNDESA)第三次世界水评估项目等评估了生物燃料对粮食安全、温室气体排放、自然生态环境、水资源的影响，指出生物燃料引发的负面影响不容忽视，敦促各国通过技术和政策手段予以解决。事实上，美国和欧盟等主要生物燃料生产和使用国也对生物燃料的社会环境影响、发展潜力和方向进行了广泛讨论甚至激烈争论。美国世界资源研究所(WRI)认为，美国在2005年完成的13亿吨生物质资源潜力评估是建立在导致土地质量下降和温室气体排放不可持续的基础之上的。巴西总统卢拉警眚称，生物燃料工业不应依赖食用大豆油作为生产生物燃料的原料。为解决上述关切和担忧，各国深入开展环境影响评价，开始制定和实施作为生物燃料产业扶持和监管政策重要内容的可持续标准和认证制度。在欧盟，可持续标准相关条款甚至成为《可再生能源指令》于2008年底得以最终通过的前提条件。

总体来看，生物燃料可持续标准的核心包括以下几个方面。
1)禁止开发破坏具有高碳储存量和生物多样性价值的土地。欧盟和美国均规定不得占用、破坏各类具有生态风险和自然保护价值的土地，例如，原始森林、自然保护区、生物多样性草地、湿地等。欧盟还提出了具体量化指标，要求不得占用和破坏1公顷以上、覆盖率超过30%、树高超5米的林地。巴西于2009年明提出“巴西甘蔗农业生态区划"立法，以通过有序、有组织地扩大甘蔗种植业来提高甘蔗乙醇业的可持续性。印度政府也针对麻疯树种植划分了优良和废弃土地。
2)全生命周期温室气体减排率不得低于规定底限。美国《能源独立与安全法案2007》规定，自该法案生效后，所有新建工厂的生物燃料产品的温室气体减排率不得低于20%，先进生物燃料的温室气体减排率不得低于50%，纤维素生物液体燃料（主要指纤维素乙醇）的最低温室气体减排率则要达到60%。欧盟委员会在《可再生能源指令》中规定，所有生物液体燃料的温室气体减排率不得低于35%，在2017年需达到50%，而2017年后新建工厂的产品的温室气体减排率应达到60%。
3)其他方面。美国政府审计办公室指出，目前法规只要求美国环境保护局监管生物燃料的温室气体排放，建议修改《能源独立与安全法案2007》，要求美国环境保护局开展更完善的全生命周期分析，以全面评价生物燃料的各种环境影响，规定和遴选合格的生物燃料（生产技术路线）。欧盟还考虑在2010年将可持续标准适用范围扩大到生物质发电和供热领域。
可持续标准的实施可能将重塑生物燃料产业和市场格局，其影响甚至超过国内财税政策和国际贸易关税政策，但仍存在不少争议。生物燃科温室气体减排率的评估方法和结果，特别是近期热议的关于间接土地利用变化的影响(ILUC)将对市场产生重大冲击。
首先，纤维素乙醇和甘蔗乙醇的碳排放强度远低于玉米乙醇等，前者将赢得环保和市场优势。例如，美国加州根据评估结果规定，美国玉米乙醇、巴西甘蔗乙醇、废弃生物质纤维素乙醇的全生命期碳强度分别为99.4(80.7)gCO2/MJ（分别对应采用煤炭和天然气燃料产品）、73.4gCO2/MJ、22.2gCO2/MJ。很明显，利用较少的巴西甘蔗乙醇和更少的纤维素乙醇即可满足温室气体减排要求，该额外减排效益将使得其拥有溢价，可望明显弥补进口关税或高成本的劣势。
其次，纳入土地利用变化因素可能对国际生物液体燃料市场产生重大影响。目前美国第二阶段可再生燃料标准计划和加州低碳燃料标准计划均考虑了间接土地利用变化的影响，将大幅增加玉米乙醇和甘蔗乙醇的全生命周期温室气体排放评估值，使其难以满足减排率限额要求，从而可能否定美国玉米乙醇和巴西甘蔗乙醇的合格性。如果国际油价未能在2011年前重回高位，玉米乙醇将同时丧失经济竞争力和温室气体减排效益，弧而退出生物燃料市场（如美国加州）。目前，美国生物燃料产业界对间按土地利用变化影响的量化方法和结果存在激烈争议，争论的焦点集中在间接影响是否存在，批评者认为评估模型的依据和可靠性不足、参数和假设不准确、没有同等评估石油等其他燃料的各种间接影响等。
目前，欧美正在继续推动和改进生物液体燃料可持续标准和认证计划。欧盟《可再生能源指令》要求各成员国负责审核，且制定独立的审计标准。欧盟可持续标准预计在2010年4月被各成员国纳入本国法律后开始实施。欧盟委员会将于2010年和2012年总结可持续标准实施进展。但可持续标准在实施上也存在困难和滞后现象。德国在2009年3月提出拟延迟关于增加生物燃料份额的要求，以有更多的时间转向非粮原料和先进生物燃料。该国预计，2015年后生物燃料用量的增加将更加有力地配合减少温室气体排放。据2009年4月英国可再生燃料署(RFA)的统计，其《再生交通燃料义务法》执行一年后，与化石燃料相比，所报告的生物燃料温室气体减排率达47%，但就所有报告和未报告的生物燃料而言，主要的燃料供应商都没有实现满足环境要求的生物燃料的供应目标，其主要原因是进口生物燃料的数据难以获得。
5．产业全球化进程加快，对贸易、可持续标准和认证等进行全球协调的呼声加强
国际生物液体燃料贸易量持续增加，但生物燃料贸易摩擦在加剧。欧盟27国自2009年明开始，对从美国进口的生物燃料实行临时短期反倾销税和反补贴关税，欧盟委员会则建议将该关税延长5年。英国首相布朗提议，在创设总额为1000亿美元的温室气体基金以支持发展中国家削减温室气体排放的同时，要求各国切实降低那些存在自然生态压力的生物燃料产量和相关补贴。
国际上正在开展的生物液体燃料技术标准、可持续标准研究制定工作，将推动生物燃料产业可持续发展和全球化平台的构建。目前，一些国家和组织正在制定多达60个可持续生物能源的认证体系，但内容和t标准不一。比较有影响力的重要国际组织有全球生物能源伙伴关系(GBEP)、生物燃料可持续发展圆桌会议(RSB)、棕榈油可持续发展圆桌会议(RSPO)等，这些国际组织在确立什么样的可持续标准、如何跨国界进行生物燃料“碳及可持续"信息报告等方面正在进行比较深入的研究，并已开始可持续生物燃料认证活动。全球生物能源伙伴关系(GBEP)还设立了“可持续生物能源技术推广应用工作组"。
可持续标准和认证项目也成为欧美发达国家、巴西和东南亚等发展中国家争取经济利益以及进行气候变化相关谈判的新战场。出于改善生物液体燃料的社会环境影响、增强国际市场掌控力、保护国内产业等考虑，欧美国家开始在其国内政策的基础上向国际社会推广（标识性和约束性的）生物燃料可持续标准和认证制度。欧盟《可再生能源指令》要求，围绕其中可持续标准相关内容与其他国家地区达成双边和/或多变协议，并把协议签署国的生物燃料产品（原料）视为符合可持续标准。欧盟指出，《可再生能源指令》的约束性可持续标准是面向全球生物燃料（甚至农业生产）的可持续标准的第一步行动，适用于欧盟生产和进口的生物燃料产品。欧盟从为，其指令是建立在国际性科研成果、世贸组织相关规则基础之上的精确的、非歧视性准则。巴西要求认证标准对各国和各种燃料一视同仁，并否认甘蔗乙醇的土地利用和温室气体排放有显著的负面效果。由于欧美国家在标准研究和市场需求方面有雄厚实力，预计它们提出的可持续标准和认证制度对生物液体燃料的国际规则和长期市场格局将产生深远影响。值得指出的是，美国联邦RFS计划和加州LCFS计划已基本认可巴西甘蔗乙醇的较高温室气体减排率，这将使得巴西的甘蔗乙醇更具优势。事实上，这也是巴西甘蔗乙醇业积极参加美国对生物燃料（甘蔗乙醇）的可持续评价和政策研究制定的成果。
目前，BP、雪佛龙、埃克森美孚、壳牌、道达尔、霍尼韦尔环球油品公司(UOP)等一大批国际石油和生物燃料企业正在积极参与生物液体燃料可持续标准的研究制定，以便在未来生物燃料市场中获得先机并争取利益。
二、世界生物燃料产业发展趋势对中国的启示
1．中国对生物燃料重视明显不足，产业发展水平仍然很低，政策体系有待完善
生物燃料日益成为低碳交通能源体系的重要组成部分，对能源、社会和环境产生着广泛而复杂的影响，正在酝酿资源、技术、市场、制度等各层面的全方位的升级转型，其中T一代先进生物液体技术、可持续标准和国际规则将成为未来产业发展和竞争的核心。中国已制定了生物液体燃料总体发展目标，但对发展生物液体燃料的重要意义和艰巨任务的认识仍然不足，缺乏足够的支持和投入。目前，中国陈化粮乙醇项目仍需要高额补贴，木薯、甜高梁乙醇和麻疯树等1.5代生物液体燃料技术产业化进程刚缓慢起步，纤维素乙醇、藻类生物柴油等第二代、第三代生物液体燃料技术仍明显落后于国际领先水平，普遍处于零散、小规模的实验室和中试阶段。中国目前还缺乏统一、透明、清晰的产业政策、市场体系和产业发展路线图，缺乏细致深入的资源评价和持续的技术研发，也没有制定实施有效的土地、环保相关标准。若不尽快提高认识、加快发展步伐，中国在推动生物液体燃料产业升级转型、建设可持续的生物液体燃料产业领域，与领先国家的差距将进一步扩大。
2．应加大技术研发示范和财政支持力度，完善市场政策体系，有效地推动非粮生物燃料技术进步和产业化进程
中国今后应按照“不与民争粮，不与粮争地"的基本要求，严格控制使用玉米原料，禁止使用菜籽油料，积极开发利用盐碱地和荒地种植甜高梁、薯类和小桐子等非食用粮糖油植物，全面收集餐饮废油、酸化油和农林剩余物资源，探索先进高效富油藻类原料培育技术，建立可靠的非粮原料资源保障能力。应开发适应多样化原料的生产技术工艺路线和装备，着力推进各类非食用粮糖油类原料的燃料乙醇和生物柴油生产技术的商业化应用进程，大力研发示范利用各类农林废弃物和能源植物原料的纤维素乙醇、新型醇类燃料和生物质合成燃料生产技术。建立并完善符合非粮生物液体燃料特点的产业扶持和市场监管政策体系，有序开展试点示范工作，稳步扩大市场准入，消除非粮生物液体燃料的市场风险，加强原料使用和能源环境影响监管，推动产业升级转型和长期健康发展。
3．积极主动参与关于生物液体燃料的国际研究、对话、政策协调甚至谈判
国际生物液体燃料社会环境影响评价工作、可持续标准和认证制度，对中国可持续开发利用生物液体燃料（以及整个生物质能）有借鉴意义和推动作用，但也可能潜伏未来的被动因素。中国应增强对国际生物液体燃料产业发展的预见性，根据自身情况，针对旨在促进社会经济可持续发展的生物液体燃料产业，围绕原料合格性、温室气体减排率、土地开发利用、产品认证、国际贸易等重要的全球性问题，积极参与国际上有关产业发展规则的制定。主要是加强与联合国粮农组织、世界贸易组织、气候变化框架公约、自然生态保护相关公约（如生物多样性公约、防治沙漠化公约以及国际湿地公约）等国际组织机构的合作，深入交流并协调国际国内政策、标准化的温室气体排放影响评价方法、普遍可接受的可持续生产准则、易于执行的认证核实制度、国际贸易规则等，争取并维护白身利益。