近年來,由于受到國際金融危機及中東、北非地區局勢動蕩等因素的影響,國際石油價格出現大幅上漲,對我國石油供給安全造成了嚴重威脅。積極尋找石油替代品,促進可再生資源產業發展,是保障我國經濟平穩快速發展的重要任務。目前看,利用玉米、小麥、薯類等作物生產乙醇、乙二醇、醋酸(傳統化工業主要以石油為原料)等產品的技術已經相對成熟,且應用廣泛。但由于該產業是以糧食為原料,而我國又是一個人口大國,因此許多人士擔心,若任其發展,將對我國糧食安全產生不利影響。為了解相關產業發展情況,筆者深入吉林省兩家不同類型企業進行調查。
目前吉林省以農作物為原料的化工企業大致可分兩大類:一類是以玉米為原料工業的乙醇(主要是燃料乙醇)生產企業,另一類是以玉米、玉米秸稈等為原料,通過酶化反應,生產氨基酸、變性淀粉、化工醇等多種產品的玉米深加工企業。從調查情況看,乙醇生產企業對玉米資源的消耗量很大,且資源利用率較低,產品品種單一,乙醇汽油的使用效果也不理想,應適當限制該產業的發展。玉米深加工企業,生產工藝先進,資源利用率高,產業附加值大,產品種類豐富且主要用于養殖、食品加工等行業,應當鼓勵其發展壯大。
乙醇產業發展情況
1月29日,筆者來到吉林省吉林市博大生化有限公司。吉林市博大生化有限公司成立于2006年,是一家以生產乙醇為主的省級農業產業化龍頭企業,設計年產能為40萬噸。2011年企業年產乙醇20萬噸(其中無水乙醇5萬噸,主要銷售給中石油,用于生產乙醇汽油),DDGS蛋白飼料18萬噸,二氧化碳10萬噸,總產值12億元,利稅6000多萬元。
據企業負責人介紹,目前利用玉米生產乙醇的技術已經非常成熟,每生產1噸乙醇需消耗3噸玉米,同時還可產出0.9噸DDGS蛋白飼料和0.5噸二氧化碳。關于乙醇生產威脅糧食安全的觀點,該負責人并不贊同。他說,目前國內玉米主要用于生產飼料,利用的是玉米中的蛋白質、氨基酸、維生素等成分。乙醇生產中消耗的是淀粉,蛋白質、氨基酸、維生素等成分不但沒減少,由于發酵過程中增加了酵母,從營養價值上蛋白質和脂肪含量比原糧增長了近40%,氨基酸也增加到8種。從實際使用情況看,用DDGS取代部分魚粉喂養的鯉魚,可提高成活率6.1%,增重4.6%。在養牛業中,添加40%的DDGS蛋白飼料,可提前75天出欄。同時DDGS蛋白飼料的生產成本也較低,市場售價僅在1700元/噸左右,這對養殖業的貢獻是非常明顯的。
乙醇汽油銷售使用情況調查
自2002年起,吉林省開始逐步推廣使用乙醇汽油,目前吉林全省已基本完成向乙醇汽油的過渡。為了解乙醇汽油的使用情況,筆者對長春市內的部分加油站和身邊開車的親戚朋友進行了隨機尋訪。
從銷售情況看,1月30日長春市每升93號汽油的售價是7.21元。經查詢,當天全國93號汽油的平均價為7.31元/升,因此價格方面乙醇汽油存在一定優勢。
從使用情況看,在被調查的10人中,有7人是駕齡在10年以上的“老司機”。所有人都反映使用乙醇汽油后車輛動力性能顯著下降,且耗油量增加,增幅在15%-20%之間。有5個人反映,車輛機械性能也出現下降,主要是積炭增加、氣缸腐蝕等問題。此后,從一位在長春一汽工作的朋友那里了解到,出現上述問題的主要原因是目前我國銷售的汽車發動機參數和車載電腦控制參數都是按使用純汽油設計的。當汽車使用乙醇汽油后,進入氣缸的燃料-空氣比例失調,因此出現了耗油增大等問題。
燃料乙醇弊端
筆者認為利用玉米生產乙醇,特別是燃料乙醇弊大于利,應當加以限制。主要理由是:
第一,對糧食的消耗量過大。目前僅吉林省用玉米生產乙醇的企業就有近10家,年產量在300萬噸左右,消耗玉米900萬噸以上(另據業內人士透露,目前我國以玉米為原料的乙醇產量已經突破1000萬噸)。據統計,2011年吉林省年玉米總產量在2200萬噸左右,有近一半的玉米被乙醇生產企業消耗掉。吉林省一直是我國玉米生產的大省,2005年以前每年都向全國各地調出大量存糧。但近年來,由于本地玉米消耗量激增,玉米可調出量已所剩無幾,在個別地區甚至出現從黑龍江等鄰近產區調入玉米的情況。
第二,對畜牧產業影響較大。近年來,我國肉、蛋、奶等畜牧產品價格上漲明顯,原因之一就是生產成本的大幅提高,飼料價格是重要因素。雖然生產乙醇過程中產出的DDGS蛋白飼料等可用于畜牧、水產等行業生產,但這并不能抵消乙醇生產對玉米市場的影響。目前國內玉米市場價格已從2005年的1200元/噸增長至2011年的2200元/噸左右,這其中雖然有金融危機、通貨膨脹等因素的影響,但玉米需求的增加也是不容忽視的因素。
第三,現有條件下使用乙醇汽油的劣勢明顯。從價格看,乙醇汽油比純汽油價格低不到2%。但從理論值看,汽油的燃燒值為44000KJ/Kg,乙醇的燃燒值為30000KJ/Kg,按10%無水乙醇和90%汽油(體積比)調配的乙醇汽油,相同體積下燃燒值就比純汽油低2.8%。同時,由于汽車設計等因素的影響,在使用過程中汽車耗油量出現大幅增加,因此使用乙醇汽油的成本是不降反升。
玉米深加工產業發展情況
1月30日,筆者來到長春大成集團,調查玉米深加工產業發展狀況。這也是筆者第三次到這家企業。
長春大成集團投產于1998年,是一家以玉米、秸稈等生物質為原料,可生產數百種化工產品的大型國家級農業產業化龍頭企業。2011年,企業年銷售收入超過300億元,在同行業中綜合實力居亞洲第一位,世界第三位,高科技研發能力和成果居世界之首。
目前,大成集團的產品可分為四大系列:
淀粉糖。主要是利用各種酶,將淀粉、纖維素等成分進行分解,制成糖漿,作為下游企業的工業原料。目前企業60%以上的產能是作為集團自身生產的工業原料。其余經加工后作為商品糖在市場上銷售,產品包括葡萄糖、麥芽糖等。目前商品糖的產量國內排名第一。
變性淀粉。變性淀粉是一種用途廣泛的工業原料,主要用于造紙、紡織、食品、醫藥等行業。目前集團變性淀粉產品可達200多個品種。
氨基酸。產品主要包括賴氨酸、谷氨酸、精氨酸、蘇氨酸等產品。由于市場需求較為旺盛,因此產品產量正在逐年擴大。氨基酸生產是集團的主要利潤來源之一,2011年企業的賴氨酸產量超過60萬噸,占世界市場60%以上的份額,利潤近15億元人民幣,并取得了全球賴氨酸的定標權和定價權。
化工醇。是一種應用非常廣泛的化工原料。其中乙二醇、丙三醇等產品是生產人造纖維的主要原料,是紡織工業的基礎。在過去,化工醇最主要的來源是石油化工工業。按照目前的技術水平,每8噸石油才能提煉1噸化工醇。而且石油是一種不可再生資源,在生產過程中對環境的破壞難以避免。而大成集團通過不斷的技術革新,目前已做到1.4噸淀粉糖生產一噸化工醇。產品的品質要比傳統依靠石油生產的產品好,生產成本也明顯低于傳統生產方式。同時生產過程清潔環保,資源可以再生,以此為原料生產的紡織產品在西方國家受到普遍的歡迎。現階段企業的化工醇生產能力為40萬噸/年。根據發展規劃,到2015年以前,集團將把化工醇的生產能力提高到300萬噸。
企業的發展優勢
通過到大成集團的調查學習,筆者深刻感覺到,堅持科技創新,不斷提升產品的附加值,擴大生產原料來源是這家企業實現迅速發展壯大的關鍵因素。
通過科技創新,推動各種原料從初加工向精加工轉變,大幅提高了產品附加值
在大成集團的會議室里,筆者看到一棵掛滿碩果的“玉米樹”。樹的底部是玉米種植基地,樹干是玉米初加工產品,包括玉米淀粉、纖維飼料、玉米油等。樹冠是玉米深加工產品,包括變性淀粉、淀粉糖、氨基酸、化工醇、生物樹脂、生物聚酯、生物藥等。目前,1噸玉米的市場價格在2200元左右,加工成食用變性淀粉,每噸玉米可增值到0.9萬元左右;加工成藥用變性淀粉,每噸可增值到2.5萬元左右;加工成賴氨酸酸,每噸可增值到1.5萬元左右;加工成蘇氨酸,每噸可增值到3.3萬元左右。目前國內多數玉米加工企業仍停留在玉米初加工階段,利潤微薄,與之相比,大成集團在產品附加值方面保持著絕對的優勢。
通過科技創新,推動加工原料從單純依賴玉米向秸稈、糖渣等非糧原料轉變,拓寬原料供應來源。
為保證企業快速持續發展,大成集團不斷加大科研投入,積極探索利用糖渣、玉米秸稈等廢棄物生產企業所需的各種原料,現已取得豐碩的成果。企業研發的廢棄糖渣發酵技術,可將甘蔗榨糖工程中產生的廢料糖渣,通過發酵提純,轉化為完全可以替代玉米淀粉的工業原料。目前1噸糖渣的市場售價在1200元左右,與玉米價格相比優勢明顯。玉米秸稈以往除少量作為飼料使用外,大部分都被白白燒掉,不但浪費資源,而且污染環境。大成集團通過研究發現,玉米秸稈中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等成分,從分子結構上看屬于多糖,如果能通過適當的酶進行水解,就可轉化為淀粉糖等化工原料。通過不斷的摸索、試驗,他們終于開發出低廉、高效的酶制劑,1噸玉米秸稈就可以生產出0.5噸淀粉糖,并直接用于生產化工醇等產品。目前我國每年的玉米秸稈產量在3億噸左右,可為企業的發展提供取之不盡的原料供應。
通過科技創新,推動化學品制造業從石油化工向植物化工轉變,為可再生資源發展探索了一條新的道路。隨著我國經濟的高速發展,我國石油資源的對外依存度越來越高,目前已將近60%。積極尋找石油替代資源對我國經濟的可持續發展具有非常重要的意義。大成集團通過多年的努力,開發出了世界獨創的植物化工醇轉化技術,成功破解了這一難題。植物化工醇與石油化工醇相比有著明顯的優勢:一是資源豐富。目前生產植物化工醇的原料包括玉米、玉米秸稈、麥麩、薯類等許多種類,不僅到處都有,而且可以再生且產量很大。二是制造成本低廉。目前生產1噸植物化工醇的成本僅相當于傳統石油化工醇生產成本的四分之一,且品質更高。三是生產過程更加環保。按國際上通行的從原料到產品的全周期測定法,生產一噸化工醇,采用石油提煉法共產生5.28噸二氧化碳。而采用生物提煉法僅產生2.55噸二氧化碳,排放量下降51.7%。美國嘉吉公司在考察后表示,目前大成集團的生產技術與美國相比領先10年以上,在世界范圍內具有絕對優勢。
調查結論
通過調查,筆者深刻感受到科技創新對農業企業發展的重要意義。對于大成集團這樣的農業高科技企業,應當大力鼓勵、支持其發展。主要理由是:
第一,玉米深加工產品主要用于畜牧養殖、食品加工等行業。目前大成集團利用玉米等糧食作物生產的產品主要是氨基酸、變性淀粉、玉米油等,產品大都用在食品加工、飼料生產等領域,大約80%的糧食可以重新回到餐桌上。與生產乙醇、醋酸等化工品相比,大成集團的產品并未對糧食安全構成威脅。
第二,生產化工醇的原料主要是農業廢棄物,對農民增收作用明顯。通過科技進步,大成集團已經實現了利用玉米秸稈等農業廢棄物生產化工醇,目前企業的“秸稈—淀粉糖”年產能在20萬噸左右,產能100萬噸的新廠正在抓緊建設,預計將在今年年底投入生產。按2011年的市場價格,當地農民每噸玉米秸稈可賣到600元左右,若全部的玉米秸稈都能得到利用,僅此一項當地農民就可增收上百億元。
第三,植物化工醇產業對我國經濟發展具有重要的戰略意義。我國是一個紡織大國,關系到千百萬人的就業問題。化工醇是人造纖維的基礎原料,目前國內大部分化工醇還是以石油為原料。隨著石油價格的上漲和供應的不確定性增加,對我國的紡織業構成了嚴重威脅。大成集團利用植物化工醇生產技術生產的產品,具有資源可再生、原料供應充足、不威脅糧食安全、生產成本低廉、生產過程低碳環保等優勢,從長遠看,對我國紡織行業的支撐作用顯著。
調研體會
通過本次調研,筆者有機會走近生產一線,直觀感受、認識企業的生產過程,所見所聞,深受啟迪。總結本次調研的體會,主要包括四個方面:
一是要跳出農業看農業。在筆者過去的認知中,農業無外乎種植、畜牧、水產、捕撈等幾個行業,主要的任務就是解決老百姓的吃飯問題。但是通過這次調研,我深刻認識到農業作為國民經濟基礎行業的重要性,它是紡織、能源、醫藥、化工等多個行業基礎,是維持國家經濟正常運轉和平穩發展的重要基石。因此,我們在審視農業發展上,絕不能僅僅停留在解決吃飯問題上,要從國民經濟發展全局的角度來看待農業的發展。
二是要緊緊依靠科技進步,推進農產品加工業由粗放型向精細型轉化。一粒小小的玉米,過去僅僅是通過簡單地粉碎就用于畜牧養殖,由于資源利用率和附加值都很低,農民的收入難以獲得快速增長。如果將玉米分解成玉米胚芽、纖維、蛋白、淀粉,再進一步加工成玉米油、玉米糖、氨基酸、變性淀粉、生物飼料,那么產品的附加值將得到幾十倍的增長,對于推動農民增收、提高資源利用率、促進產業升級具有非常重要的意義。
三是要堅持不懈地抓好糧食產量。到2011年,我國糧食生產實現了“八連增”。有些人開始質疑,是否還要繼續抓糧食產量,生產多了會不會又出現“谷賤傷農”的現象。從本次調研的情況看,社會發展對糧食需求的增長速度不亞于對能源、礦產等資源的需求增長速度。同時,隨著部分自然資源的枯竭,農業還承擔著提供替代資源的重任。因此抓好糧食產量是一項長期且重要的戰略任務,時時刻刻都不能松懈。
四是制定農業產業政策須深入研究,分類指導。隨著農業與工業的聯系日益緊密,農業產業對下游行業的影響范圍逐步擴大。例如燃料乙醇生產與氨基酸生產同屬于玉米加工業。但是產業的影響、生產的過程、產品的用途等均存在很大差別。目前由于乙醇生產對玉米市場價格產生了較大影響,國家出臺的政策是對整個玉米加工業都加以限制,從而使得像大成集團這樣的農業高新科技企業也受到了較大影響。因此,在制定農業產業政策時,應充分考慮到對各個方面的影響,將限制政策和鼓勵政策的適用對象分開,最大限度地促進農業產業的健康發展。
(作者單位:農業部信息中心)