發(fā)展生物燃料的經(jīng)濟(jì)福利分析

　　摘要：化石能源價格上漲對世界經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重影響，為減少對進(jìn)口化石能源的依賴，世界各國加快了生物燃料的開發(fā)和生產(chǎn)。文章介紹了生物燃料發(fā)展的背景和全球生產(chǎn)、消費(fèi)生物燃料的情況，用福利經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法分析生物燃料生產(chǎn)對各相關(guān)利益人的影響，并對生物燃料的發(fā)展提出相關(guān)建議。
　　關(guān)鍵詞：生物燃料；化石燃料；經(jīng)濟(jì)福利
　　生物燃料包括乙醇燃料和生物柴油是生物質(zhì)能源的重要組成部分。生物質(zhì)能源是可再生能源的一種，是利用各種油脂、玉米、小麥、薯類、甘蔗、木材、廢棄物、植物纖維等為原料，經(jīng)過一系列加工處理過程而生產(chǎn)的能源。目前第一代生物燃料技術(shù)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的生物燃料是乙醇燃料和生物柴油。
　　一、發(fā)展生物質(zhì)能源的背景
　　（一）石油、煤炭等化石燃料價格大幅上漲
　　20世紀(jì)70年代和80年代初，石油輸出國組織的成員兩次決定共同減少石油產(chǎn)量、提高世界石油價格以增加其收入。這兩次限產(chǎn)導(dǎo)致石油價格兩次大幅上漲在一定程度上導(dǎo)致了二戰(zhàn)后的世界經(jīng)濟(jì)兩次陷入危機(jī)。之后各國開始關(guān)注能源安全問題，通過在本國尋找油礦、并購國外油礦或生產(chǎn)生物燃料等方法減少對國外能源的依賴。在全球金融危機(jī)期間，油價出現(xiàn)了短時間的大幅下跌，但很快就回升到了較高的水平。煤炭價格同樣也呈現(xiàn)出不斷上漲的趨勢。對于石油等傳統(tǒng)能源的依賴嚴(yán)重制約了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。新能源普遍被認(rèn)為是改變現(xiàn)有能源格局，減少對傳統(tǒng)化石燃料（石油、煤、天然氣）的過度依賴的希望，而生物能源由于原料來源廣泛、產(chǎn)品形式多樣、減少環(huán)境污染等優(yōu)勢被一些國家寄予極大的希望。
　　（二）交通運(yùn)輸量持續(xù)增加
　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各國國內(nèi)、國際貿(mào)易量快速增長，帶來了貨物在海運(yùn)、陸運(yùn)和空運(yùn)等多種運(yùn)輸方式下運(yùn)量的持續(xù)增加。另外，隨著收入增加，人們對家用轎車的需求不斷增加，家用轎車成為各國新的消費(fèi)增長點(diǎn)，帶動經(jīng)濟(jì)的增長。汽油、柴油和液化天然氣作為主要的交通運(yùn)輸燃料，由于需求剛性，價格也在不斷上升，人們迫切希望找到可以替代的燃料，生物燃料應(yīng)運(yùn)而生。
　　（三）二氧化碳排放量持續(xù)增加，地球表面溫度不斷升高
　　隨著能源需求的不斷增長，能源消耗給人類帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。占一次能源90%的化石燃料的燃用排放了大量的二氧化碳，全世界因燃用化石燃料帶來的二氧化碳排放量1980年為185億立方噸，1990年為217億，2000年為240億，到了2006年則增加到292億立方噸。大量排放的二氧化碳造成的大氣溫室效應(yīng)使地球的表面溫度升高，全球氣候變暖，嚴(yán)重阻礙著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。目前雖然國際社會關(guān)于生物燃料對環(huán)境的影響仍存在爭論，但在20世紀(jì)80年代，人們普遍認(rèn)為生物燃料作為車用燃料，可以大大減少尾氣中二氧化碳含量，對降低溫室效應(yīng)極為有利。
　　（四）農(nóng)產(chǎn)品供給過剩，為美國生產(chǎn)生物能源提供了可能
　　由于美國土地資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度高，加上一系列的農(nóng)業(yè)支持政策，主要農(nóng)產(chǎn)品的供給量大大超過國內(nèi)需求量。為了減輕政府財(cái)政壓力，美國希望歐盟、日本、中國、韓國等國開放農(nóng)產(chǎn)品市場，以解決其農(nóng)產(chǎn)品過剩問題，但這些國家出于對本國農(nóng)業(yè)的保護(hù)，不愿意更多地開放本國市場。農(nóng)產(chǎn)品一度成為最為敏感的商品長期游離在GATT談判內(nèi)容之外。當(dāng)時農(nóng)產(chǎn)品過剩成為農(nóng)產(chǎn)品危機(jī)的主要問題。發(fā)展生物燃料，對美國來說既可解決農(nóng)產(chǎn)品過剩問題，又可減輕對化石能源的依賴，可謂一舉兩得。
　　二、全球生物燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)情況
　　從美國能源信息部提供的數(shù)據(jù)看，2010年，美國、巴西、德國、中國和法國生物燃料的產(chǎn)量分列世界前五位。2003-2010年，全球生物燃料的生產(chǎn)以23.4%的年均增長率快速增長。
　　美國生產(chǎn)乙醇燃料的原料主要是玉米，根據(jù)美國能源信息部數(shù)據(jù)，從1990年到2010年，美國乙醇燃料生產(chǎn)年均增長率為8.1%，從2001后，乙醇燃料的年均增長率達(dá)到26.7%，2010年的產(chǎn)量已經(jīng)是2001年產(chǎn)量的3.7倍。這與國際市場原油價格上漲極為相關(guān)。另外，美國生物柴油的生產(chǎn)始于2001年，主要原料是各種廢棄的動植物油和大豆，從2004年起產(chǎn)量開始快速增加，年均增長率高達(dá)122.3%，2010年的產(chǎn)量是2004年產(chǎn)量的24.4倍。
　　生物燃料主要作為傳統(tǒng)車輛用燃料即汽油、柴油的替代品。從美國2010年數(shù)據(jù)看，傳統(tǒng)燃料及汽油、柴油占車輛用燃料的97.38%，可供替代的燃料僅占2.62%，但含有乙醇的混和燃料和生物柴油占可供替代的燃料的83.3%。巴西以蔗糖為原料生產(chǎn)乙醇燃料，目前已能滿足國內(nèi)約40%的汽車能源需求。
　　三、發(fā)展生物燃料對不同群體的福利影響
　　（一）生物燃料的生產(chǎn)促使農(nóng)產(chǎn)品價格上升，增加農(nóng)民收入
　　隨著全球生物燃料產(chǎn)量的增加，對用于生產(chǎn)生物燃料的原料（也被稱作能源作物），如玉米、大豆、油菜等農(nóng)產(chǎn)品的需求增加，在供給一定的情況下，這些產(chǎn)品價格會上漲，種植能源作物的生產(chǎn)者的利潤也會相應(yīng)地增加。以玉米市場為例，國際市場對玉米需求增加，需求曲線向右移動，由于受到土地等因素的影響，玉米供給的增加幅度小于需求的增加幅度（現(xiàn)假設(shè)供給不變），玉米價格上漲。
　　由圖1玉米市場供求變化可以看出，玉米生產(chǎn)者剩余原來為e，發(fā)展生物燃料后，價格由P1上升到P2，生產(chǎn)者剩余為c+d+e，增加了c+d，生產(chǎn)者剩余的增加實(shí)質(zhì)上也就是利潤的增加。種植能源作物利潤增加會刺激農(nóng)民增加這些農(nóng)作物的種植面積而減少對其他作物的種植，其他作物因供給減少價格也會上漲，最終大部分農(nóng)產(chǎn)品價格都會上漲。價格的上漲增加了農(nóng)民收入，提高了農(nóng)業(yè)效益。
　　（二）農(nóng)作物價格波動加大，各國農(nóng)民生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險加劇
　　值得注意的是生物燃料的生產(chǎn)與原油價格有極強(qiáng)的聯(lián)動性。當(dāng)原油價格上漲時，生物燃料生產(chǎn)會增加，對能源作物需求的增加會導(dǎo)致其價格上漲，而且其他農(nóng)產(chǎn)品價格隨之上漲；而當(dāng)原油價格持續(xù)下跌時，生產(chǎn)生物燃料的利潤減少，生物燃料產(chǎn)量減少，對能源作物的需求減少，導(dǎo)致能源作物價格下跌，且其他農(nóng)產(chǎn)品價格也會隨之下跌。可見，原油價格較強(qiáng)的波動性，會帶來農(nóng)產(chǎn)品價格的頻繁波動，加劇各國農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險。受石油價格急劇下跌的影響，2009年以來，世界農(nóng)產(chǎn)品市場出現(xiàn)了玉米、大豆、菜籽等農(nóng)產(chǎn)品過剩、價格下跌現(xiàn)象。
　　（三）生物燃料生產(chǎn)給低收入者生活帶來巨大壓力
　　由圖1可見，發(fā)展生物燃料導(dǎo)致糧食價格上漲，消費(fèi)者剩余由b+c減少為b，減少了c，糧食消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)福利下降。糧價上漲，特別是生產(chǎn)飼料的原料玉米、大豆價格的上漲，導(dǎo)致飼料的生產(chǎn)成本增加，飼料價格上漲，最終傳導(dǎo)到豬肉、牛肉、雞蛋等畜產(chǎn)品價格的上漲。由圖2可見，畜產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高導(dǎo)致供給減少，供給曲線向左移動，畜產(chǎn)品價格上漲。消費(fèi)者剩余由原來的a+b+c+d減少為a，減少了b+c+d。畜產(chǎn)品價格的上漲降低了畜產(chǎn)品消費(fèi)者的福利。
　　由表1可見，從2000年以來，食品、谷物、食用油、肉類和糖的價格在不斷上漲，2008年出現(xiàn)暴漲，2009年雖有所回落，但各項(xiàng)指數(shù)仍在高位運(yùn)行。農(nóng)副產(chǎn)品價格的上漲使所有家庭的福利都減少了，特別給低收入家庭帶來的壓力是巨大的。由于他們的食品支出占總收入的比例很大，價格的上漲會迫使他們不得不減少食品消費(fèi)，生活水平受到較大影響。高漲的糧價使各國低收入者面臨饑餓威脅，糧食安全再一次成為全球關(guān)注的問題。
　　
　　（四）生物燃料生產(chǎn)提高了能源消費(fèi)者的福利水平
　　生物燃料的生產(chǎn)使車用燃料供給增加，供給曲線向右移動，在需求不變的情況下，能源價格由P1下降到P2，消費(fèi)者剩余由a增加為a+b+c+d，增加了b+c+d部分。車用燃料價格下降有利于交通運(yùn)輸業(yè)成本的下降，從家用轎車的角度看，家用轎車的消費(fèi)者享受了發(fā)展生物燃料帶來的福利（見圖3）。
　　
　　
　　
　　由以上分析可看出，對于美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家來說，生物燃料的發(fā)展使每個家庭食品支出增加，而交通成本下降。對中國、印度等發(fā)展中國家來說，目前家用轎車的消費(fèi)主體是中高收入家庭，發(fā)展生物燃料很大程度上造福了中高收入人群，擁有土地的農(nóng)民也會從農(nóng)產(chǎn)品價格上漲中獲益，但城市低收入者的生活水平會下降。而對于世界上的貧窮國家來說，生物燃料的發(fā)展將使他們的糧食安全受到持久威脅。
　　四、發(fā)展生物燃料的相關(guān)建議
　　（一）加快第二代生物燃料技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用
　　第二代生物燃料技術(shù)與第一代最重要的區(qū)別之一，就在于是否以糧食作物為原料。第二代生物燃料以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表，原料主要使用非糧作物如秸稈、枯草、甘蔗渣、稻殼、木屑、動物脂肪、藻類等廢棄物等。目前美國已經(jīng)開始著手研究利用本國生長的柳枝稷生產(chǎn)生物燃料。第二代技術(shù)可以解決第一代生物燃料生產(chǎn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的負(fù)面影響和耗費(fèi)更多能源和使用更多化學(xué)物質(zhì)的問題。
　　（二）通過認(rèn)證生物燃料原料來源，有控制并可持續(xù)地進(jìn)行生物燃料的生產(chǎn)
　　由于世界耕地的有限性，為了增加生物燃料原料的種植，除利用現(xiàn)有耕地外，有些國家還增加了對山地、坡地、草原等的開發(fā)利用，甚至不惜砍伐森林。改變土地用途來生產(chǎn)基于農(nóng)作物的生物燃料會導(dǎo)致比燃燒化石燃料更多的溫室氣體（GHG）排放。糧農(nóng)組織的一個調(diào)查研究表明，把森林改為種玉米的話會增加碳排放17倍。因此在第二代技術(shù)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前，為了避免改變土地用途，可以對生產(chǎn)生物燃料的原料來源進(jìn)行認(rèn)證，不使用通過改變土地用途而生產(chǎn)的能源作物，有控制地進(jìn)行生物燃料生產(chǎn)。
　　（三）對生物燃料消費(fèi)者適當(dāng)征稅，補(bǔ)貼低收入者
　　發(fā)展生物燃料提高了開車人的福利而損害了低收入者的福利，加劇社會貧富差距。因此，政府應(yīng)對生物燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)征稅，并對低收入者給予補(bǔ)貼，以緩解因食品價格上漲給他們造成的福利損失。而且稅收收入可以用于支持第二代生物燃料的開發(fā)。
　　由此可見，第一代生物燃料的生產(chǎn)會給世界糧食安全帶來損害，而且會對生態(tài)環(huán)境造成威脅。嚴(yán)格控制土地利用變化，在有控制和可持續(xù)的條件下擴(kuò)大生物燃料生產(chǎn)，加快發(fā)展第二代生物燃料才是未來的發(fā)展方向。
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、方行明.生物質(zhì)能源與農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命[J].中國農(nóng)