低碳经济视角下木薯燃料乙醇产业发展对策——以广西武鸣县为例

第11卷第1期江西农业大学学报(社会科学版)Vol. 11. No. 12012年3月Journal of Jiangxi Agricultural UniversityMar.,2012文章编号:1671-6523(2012)01-0100-06低碳经济视角下木薯燃料乙醇产业发展对策以广西武鸣县为例田亮,李清林',郭娟?,段永超3,王健(1.同济大学政治与国际关系学院,上海20002;2.同济大学环境科学学院,上海20002;3.同济大学化学系,上海200092;4.上海理工大学能源与动力工程学院,上海20003摘要:低碳经济是有效缓解能源短缺和环境保护压力的现实选择,而发展非粮燃料乙醇则是我国应对能源危机及节能减排的重要途径。通过访谈、问卷等方法,以农户、企业、木薯办、加油站和消费者作为研究对象,以全国木薯第一大县—一武鸣作为调研地,以木薯燃料乙醇产业发展作为切入点,提出政府(木薯办)推动下的“公司合作社十农户”的合作模式和发展战略。关键词:低碳经济;木薯;燃料乙醇;发展战略中图分类号:S533文献标志码:ADevelopment Strategy of Guangxi's Cassava Fuel Ethanol Industryfrom the Perspective of Low-Carbon EconomyTIAN Liang, LI Qing-lin, GUO JuanDUAN Yong-chao, WANG Jian(1. School of Political Science& International Relations, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Deparmentof Chemistry, Tongji University, Shanghai 200092, China; 4. School of Energy Power Engineering, Universityof Shanghai for Science Technology, Shanghai 200093, ChinaAbstract: The law-carbon economy is the reality choice for effective allevation energy short and the envir-omental pretection pressure, and develop the non-grain fuel ethyl alcohol is also our country important way toreduce a row of the energy crisis and the energy conservation. With data gathered from interviewing, question-naire and visiting faming households, enterprise, the cassava administration offices, the gas stations and theconsumers,the paper made a case study of Wu Ming, the biggest county of cassava production in the nationIt examined the development of the cassava fuel ethyl alcohol industry development and proposed"the company cooperative society peasant household"cooperation pattern and the developmental strategyKey words: low-carbon economy; cassava; fuel ethanol; development strategy收稿日期:2011-11-18修回日期:2011-12-11中国煤化工基金项目:科技“十一,五”科技支撑计刻重点项日(B.和CNMHG一能源调研项目作者简介:田亮(1965—),男,教授,博士,主要从事低碳政治、社区治理和公共政策研究,E-mail: tianliang00@hot-田亮等:低碳经济视角下木薯燃料乙醇产业发展对策—一以广西武鸣县为例101表1调研方法与执行情况时间/年-月-日调研内容调研对象20l1-07-01料收集武鸣城区2011-07-02~05农村入户及消费终端问卷调查太平镇、宁武镇等5镇2011-07-06访问木薯办并寻求支持武鸣县木薯产业发展办公室201107-07~08木薯燃料乙醇生产状况佳华、宏达等4家企业2011-07-09~11加油站销售情况瀨琶等5个加油站表2木薯种植户样本分布乡镇太平镇宁武镇陆斡镇锣圩镇城厢镇样本数18114表3消费终端样本分布小型车大型车消费终端类别小轿车三轮车摩托车公交车货车样本数1515引言的二氧化碳,对发展我国低碳经济有着重要意义5。因人类经济社会活动造成的日益加剧的温室二、调研概况气体排放业已对地球气候变化造成明显的不良影(一)调研对象、内容和样本响,改变生产模式和消费习惯以形成经济和社会本次调研采取实地考察、重点走访等方式,对的低碳化发展已成为国际社会的共识"。我国广西壮族自治区武鸣县木薯种植户、木薯酒精加在城市化加速发展、工业化进入中期阶段以后资工企业和武鸣县木薯产业发展办公室等相关方进源环境的承载力日益成为经济社会进一步持续发行深度访谈(表1)。展的“瓶颈”。近10年来我国石油进口量持续大(二)调研方法幅上涨,仅2009年中国原油进口量已达2.04亿(1)选取太平镇、陆斡镇等5镇木薯种植户t,原油对外依存度超过50%的“国际警戒线”。进行人户问卷调查(表1),发放问卷114份,回收从国民经济可持续发展角度看,开发各类替代能问卷114份,回收率100%。有效问卷102份,有源以减少对传统化石能源的依赖,既是一个大国效率89.5%。对国际社会应尽的义务,也是解决我国能源短缺(2)选取50名消费终端(乙醇汽油用户)进问题的必由之路。作为一种生物质能源的燃料,行问卷调查(表2)。发放问卷50份,回收问卷50乙醇既是可再生的清洁能源,又能缓解石油紧缺,份,回收率100%。有效问卷45份,有效率90%(3)重点走访武鸣县4家代表性木薯加工乙醇汽油能显著降低汽车尾气中HC和CO的排:广西省武鸣宏达淀粉有限公司皎龙酒精能源放量2,而且对国民经济发展和国家能源安全具有限公司、广西武鸣县佳华淀粉厂、广西听扬淀粉有重要的战略意义3。有限公司我国人地矛盾比较突出,生产粮食燃料乙醇(4)深入调研5家加油站:中石化武鸣红岭受诸多限制,发展非粮燃料乙醇则成不二之选。加油站、武鸣濑琶加油站、武鸣县客运加油站、武作为非粮农产品的木薯,栽种技术简单,加工条件鸣城东加油站、武鸣城西加油站。要求不高且有突出的扶贫效果。因此木薯制取燃产业发展现状分析料乙醇成为国家生物质能源发展战略重点扶持项木薯中国煤化工工生产再到产目4。根据《可再生能源中长期发展规划》,到品销售最后CNMHG个完整的产2010年,每年用生物燃料替代石油200万t,2020业链:原料一企业一销售一消费;而政府则在产业年则替代1000万t,意味着将减少31000万年链中起到“主线贯穿”的作用(图1)。102江西农业大学学报(社会科学版)第11卷(一)木薯产业链相关主体分析度为标准,每生产1t酒精也需消耗原料3.05t(1)农户。武鸣年均木薯种植面左右,耗新鲜水12.7t左右,其能耗折标煤积达2~2.7万hm2,2010年各镇种植面积达3.6万hm26(图2)。为了经济问题保证稳产和土地肥效,需要2~3年轮种、套种或间种玉米、西瓜、辣椒和大豆等。除低洼积水地外,干旱坡地或贫瘠土地也适合种植木薯,种植面积有一定的保障。世界木薯环境母题一做平均单产为10.8t/hm2(以鲜块根计),调研地平均单产为16t/hm2,所以具有很大的原料供应潜力。图1木薯产业发展影响因素从木薯办调研得知,武鸣县正在大力推广良种“南植199”,木薯淀粉率将提升到32%,产量l1%可提升约267kg/hm2。若种植高淀粉率的良种,既能增加收入,还能促进当地加工企业的发展。但武鸣县同样面临农村空心化的困境,青壮3年劳动力中有70%以上外出打工,这是木薯产业化和规模化的现实困境之一。(2)企业。调研地加工企业太多,无序争夺·太平镇瞬宁武镇陆翰镇■城厢镇锣圩镇對他八镇有限原料,且没有形成当地特色品牌优势。由于面积/hm2武鸣木薯产量难以满足市场需求,供不应求,大图2武鸣县木薯种植面积分布500kg左右,蒸汽消耗约为1.8t。因此需要对生(含1个月大修),就需要进口木薯于片,进口量产中的默弃物实行资源化利用,以降低投入成本。不断攀升。比如皎龙酒精能源有限公司除购进本另一方面是成本收益问题。调研得知,生产地鲜薯外,还从越南、泰国等东南亚国家进口木碧1t酒精需要约7.2t鲜薯,80%~90%来自田间干片(约1900元/t)。收购(均价740元/t),生产成本约1200元/酒另外,企业要实现规模化发展,还面临以下精,卖价6900元/t酒精,利润为300-400元/“瓶颈”:一方面是环境的制约。每生产1t酒精酒精。木薯燃料乙醇生产需要在木薯酒精生产的表4木薯酒精和木薯燃料乙醇成本收益分析益产品设备环保业环保市场淀粉投入资金比生产环保投人占总市场需求旺每吨酒精利润(酒精)燃料乙醇要少投入50%1200元t当地木薯供不应求,淀粉、酒300-400元盛,经济效益精等产品需隶旺盛,利润高以上进…步发展薯制燃料乙醇销售价格低于生勢六消剧原料供应问题燃料在洒精生产设备环保投入占总脱水提纯成本为降低CO排放产成本,如没有国广西全境封乙隙基础上加装特定厂投入50%100元/,国家每14%-43%HC精馏装置以上吨补贴1000元家补贴,企业处于排放7%-14%闭使用亏损状态需要消耗10t新鲜水以及120t循环水,产生酒基础上添加特定精馏装置,将纯度为95%的酒精精糟液12t左右。其中COD达40~70g/L,BOD脱水提纯到中国煤化工成本在100达30~50g/L,未达排放标准;若要求排放达标元/左右(CNMHG就需企业投入全部资金的50%购买设备。即便通过对刀m,仕个后要料乙醇使用改用淀粉含量为67%木薯干计算,以99.5%的纯的环保效益,木薯燃料乙醇的经济效袷要远低于第1期田亮等:低碳经济视角下木薯燃料乙醇产业发展对策——以广西武鸣县为例103表5不同车型司机对乙醇汽油使用情况车型使用油种原因缺陷未来期望1.广西全境封闭使用小型车乙醇汽油2.油耗大,动力不足,对发价格与纯汽油一样,并无乙醇汽油大有发展前途,希(三轮车、摩托车)价格优势动机有微小损害望政府大力提倡1.广西全境封闭使用希望科研单位加大研究力2.响应国家号召,使用乙醇能明显感到单位油耗增小轿车乙醇汽油汽油更加环保,节能减排,大,动力不足,对发动捉度,改善乙醇汽油单位油耗大、动力不足和对发动机有有利于缓解当地能源紧缺有微小损害所损害的问题的危机木薯酒精,因为燃料乙醇的销售价格要低于其生经过实地调研,国家仅对部分国有木薯燃料产成本,如果没有国家补贴,木薯燃料乙醇生产企乙醇加工企业给予1200元/t左右的财政补贴,业处于亏损状态,这是导致木薯燃料乙醇难以推由于国家扶持力度不足,诸多企业试图生产或销广利用的本质原因。售燃料乙醇,但因不能普遍享受到财政补贴,难以(3)销售点。调研得知,武鸣乙醇汽油是广进入现有的需求市场。同时因准入制所限,使得西中粮生物质能源有限公司负责,将产品配送给民间资本很难进入,导致国有资本的垄断局面中石油或中石化在广西区内的17个调配中心,再定程度上不利于生物质能源的持续发展。除对相由调配中心将变性燃料乙醇与汽油组分油调配成关燃料乙醇刂产和销售企业进行政策支持外,对乙醇汽油,发往全区14个配送点,然后运送至各于消费者、农户和企业均没有补贴,木薯燃料乙醇加油站销售。因乙醇的饱和蒸气压较高,吸湿性产业发展受到诸多限制。很强,易挥发、易燃烧和易分层,乙醇汽油储运周武鸣木薯办是主管木薯部门,正积极推广期只有4~5d,极大地影响乙醇汽油的使用和运“企业+农户+政府”模式。但其障碍为:一方输。加油站由纯汽油改售乙醇汽油,须对油库、油面,木薯种植机械化水平比较低,散户种植很难形罐和管道进行改造和清洗,仅清洗油罐需要2~3成规模化原料供应;另一方面,私营加工企业凝聚万/个,混油成本和配送成本较高,而乙醇汽油价力较差,风险承受力低格与纯汽油一致,没有形成价格优势,这也减缓了四、广西木薯燃料乙醇产业发展对策和乙醇汽油推广的步伐(4)消费终端。通过对不同车型的抽样调查措施发现,乙醇汽油以小排量车为主,没有达到预期的(一)制定长远产业发展规划普及程度(表5)。由于乙醇热值是常规汽油的发展以“非粮”木薯为原料的燃料乙醇应该60%,汽化热较高,理论空燃比下的蒸发温度大于循序渐进,盲目发展会对原料供应提出严峻的挑常规汽油,影响混合气的形成及燃烧速度,会导致战,对木薯淀粉加工企业也将产生冲击。根据调汽车动力性及经济性下降;而且低温条件下,燃烧研地的木薯种植土地供应量、现实木薯乙醇生产乙醇汽油的汽车不易启动。尽管乙醇掺入量较低低水平和《可再生能源中长期发展规划》,势必对木(一般<10%),但是长期使用乙醇汽油,对发动薯供给、农业生产结构、加工企业带来重压。因机仍有微小损害,这是大型车辆排斥使用乙醇汽此,实施中国木薯燃料乙醇战略,必须要有国家和油的重要原因。当地政府科学的发展规划,要充分考虑原料持续(5)政府。当地政府在整条产业链中贯穿全的可获性;必须坚持环保型土地开发,即在不局,对产业链中各经济主体都有重要影响。结合破坏自然环境和保障土壤正常生长农作物的前提《可再生能源法》、《关于发展生物能源和生物化下,适度开垦边际土地以扩大种植面积增加木薯工财税扶持政策的实施意见》,武鸣县委、县政府燃料乙醇生中国煤化工(二)走CNMHG支持和鼓励包括燃料乙醇在内的生物质能源的发展,对生物能源和生物化工行业都给予资金和政克服小农经济弊端,走规模化农业道路。策上的扶持,其中对燃料乙醇开发重点扶持。是组织农民加入合作社,可采用“公司+合作社104江西农业大学学报(社会科学版第11卷+农户”的合作模式(图3),将分散的农户集中起廉价土地和劳动力资源开辟海外农场,培育一年来,实现利益共享、风险共担机制。企业以优惠价两熟或三熟甚至多熟品种,繁育早、中、晚熟期系格将木薯渣变成有机肥料有偿提供给农户,指导列,合理搭配种植,延长鲜薯收获期。另一方面农民实施高效栽培技术并与合作社签订种收合可以加大生物乙醇的进口,比如巴西甘蔗乙醇,实同,木薯成熟后企业按合同价格向农户收购木薯,现能源替代性和进口多元化。通过公司与农户的利益联结机制,减轻农民的投(五)提升木薯价格优势人,增加农民、企业收入,保证了原料来源,实现了扩大木薯原料的供应,行之有效的办法就是共贏。在木薯收购时,应充分考虑具体种植补贴宏观调控经济环境,制定合理的收购价格浮动区间,以充分保护农户利益。二是种植形式多样化。允许农民自在户良种科(有提仍产品销售龙头企业市场由流转土地,薯农可以承包、租赁或者代木薯收购(合问价)种大量边际土地种植,也可利用荒山荒表业合作社木薯加工地、改造低产、老化果园或村庄整理、土木薯渣地复垦等方式扩大种植面积。2006年广西农业厅资料显示,广西有不宜种植木警生产有机肥粮食和甘蔗的边际性荒坡、山地700万图3“公司+合作社+农户”的产业化发展模式hm2,保守测算可新增木薯种植面积100提高木薯收购价格,与其他农产品之间存在比较200万hm以上。若采用优良新品种,实行集价格与收益优势,调动农民扩大种植、选择良种和约化良种种植(比如南植199)平均单产可达30改进种植方法的积极性,或者是制定木薯最低保45t/hm2,集约栽培可达90U/hm2,鲜薯总产量有望达到5000万~7000万v年护收购价。这样一方面能促进农村地区的经济发三是改进种植方法,由于木薯是根茎利用展,另一方面也能降低木薯的对外依存度,促进木物,建议采取机械深耕、起垅和分层种植的方式并薯燃料乙醇产业发展。进行肥料追加。深耕即将种植木薯土层深翻(六)培育耐寒新品种深挖土坑,填肥后起垅。这样深翻既有利于木薯按照《全国土地利用总体规划纲要》,2000生长后期的果实膨大,防止肥料流失,同时因木薯耗2030年,全国占用耕地将超过363万hm2。木薯肥大,可以在浅层套种或间种其他作物,一举多得。生长主要在北纬30度以南地区,但适宜种植木薯(三)提高淀粉含量是关键的未利用地面积极小;又由于我国人地矛盾突出,在植物淀粉生物合成中,腺苷二磷酸葡萄糖在现有耕地制约的条件下只能采取最大限度的利焦磷酸化酶( AGPase)是限速酶,催化1-磷酸葡月荒地、复垦地等提高木薯供应量;再者就是实现萄糖(G-1-P)与腺苷三磷酸(ATP)作用形成木薯的“北上"发展,可通过进行木薯太空转基因腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)和焦磷酸(PF),为淀育种方法将一些与提高植物抗寒性相关的功能性粉生物合成提供葡萄糖基,从而决定作物产基因结合,培育适合江西、贵州、四川等地耐寒性量。因此可以进行转基因、基因聚合或“基因木薯品种。若木薯种植北移2-5°,将扩大种植杂交”培育出新品种,突破现有淀粉含量。采取面积50万hm2,增加鲜木薯产量1000万t,可生“公司+基地+农户”的推广模式,良种和种植技产燃料乙醇140万t。术推广率达50%以上,则可增产250万t鲜木(七)加强科研扶持和人才队伍优化薯,可解决35万t燃料乙醇的原料问题科学技术和人才是发展木薯燃料乙醇产业的(四)发展海外农场关键要素,要实现木薯乙醇产业的发展,应加大实施“走出去”战略,与全球木薯强国进行科研投人力和人引进培训力度。创立专款共赢”的合作方式,即建立当地木薯品种选育基专用和科中国煤化工研院校、技术人地,增加国内的木薯供应能力。由于我国种植区员研究新CNMHG研创新的合作仅限于广西、广东、海南、云南和福建的部分地区,机制。加大政府对政策扶持和资金支持力度,重难以满足需求。因此可采取在热带地区,利用其点是在风险基金保障、弹性亏损补贴、原料基地补第1期田亮等:低碳经济视角下木薯燃料乙醉产业发展对策一以广西武鸣县为例:105助、项目示范基地、税收优惠等财税政策上扶持木然气品质。净化后的沼气可用于并网天然气管薯燃料乙醇产业的发展。道、压缩生物燃气出售、供应燃气出租车和制取工(八)建立燃油质量反馈机制业用气2;沼渣可制成生物有机肥,用于木薯生国家应重视消费者在使用乙醇汽油过程中遇产种植。到问题的收集和反馈机制的建设。可由第一线的燃料乙醇的生产和利用决不单单是个经济问加油站负责实施,在加油的过程中既可以通过倾题,需要包括公共政策学、产业经济学在内的多学听也可通过询问等方式获得消费者的建议和意科、多视角的研究。就行动者而言,它不仅需要各见,由专人负责信息的收集、上报和反馈,对于提级政府的大力扶持,而且需要汽车厂商、车主、相出良好建议的消费者给予一定的奖励。此外,应关企业、非政府组织协同治理才能取得更加广阔把木薯乙醇纳入政策性商品范畴,除了在全省境的发展空间。以木薯为基础的生物质清洁能源产内封闭销售外,还应对消费者提供一定的包括差业不仅能促进循环经济的发展,增加清洁能源的价补贴在内的政策支持,比如燃油宝的使用。供应,还有利于保护生态环境,其巨大的经济、环(九)废弃物的资源化利用境和衬会效应在“绿色能源”、“低碳经济”背景下木薯加工企业生产过程中产生大量的废水、得到更多有识之士的关注和参与,从而拥有无限废渣,可通过采取厌氧发酵制取沼气并提纯净化,的发展潜力。使甲烷含量提高至95%的燃烧值,达到或接近天参考文献1]黄国勤,赵其国.低碳经济低碳农业与低碳作物生产[J].江西农业大学学报:社会科学版,2011(1):1-5[2]刘荣厚.生物质能工程M].北京:化学工业出版社,2009:90-93[3]史济春,曹湘洪生物燃料与可持续发展[M].北京:中国石化出版社,2007:57-59,180,227[4]谢铭,李肖.广西木薯生物燃料乙醇产业发展分析[J].江苏农业科学,2010(3):473474.5]冯献,詹玲,李宁辉,低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略[J].农业现代化研究,2010,31(06):704707[6]国家统计局.2010年武鸣县统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2010[刀]姚庆荣.低碳经济视角下开发能源木薯生产燃料乙醇的优势分析[J].广东农业科学,2011,14(01):25-27[8]张彩霞,谢高地,徐增让,等.中国木薯乙醇的资源潜力及其空间分布[冂].生态学杂志,2011,30(08):1726-17319]田宜水,孙丽英,孟海波,等.中国木薯燃料乙醇原料供需现状和预测[J].农业现代化研究,2011(3):340-34310]黄学华.木薯深松垄作高产栽培技术[J].广西农学报,2011(3):63-64[1]岳国君,武国庆,郝小明我国燃料乙醇生产技术的现状与展望[J].化学进展,2007,19(8):78.[12]庞云芝,李秀金中国沼气产业化途径与关键技术[J农业工程学报,2006,22(S):53-57责任编辑:康兰媛,英摘校译:吴伟萍)中国煤化工CNMHG