海南木薯燃料乙醇循環生產模式的構建及經濟評價

姬 卿 ，傅國華 ，閔 義*

(1.海南大學農學院，海南海口 570228；2.海南大學校長辦公室，海南海口 570228)

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海南木薯燃料乙醇循環生產模式的構建及經濟評價

姬 卿1，傅國華2，閔 義1*

(1.海南大學農學院，海南海口 570228；2.海南大學校長辦公室，海南海口 570228)

木薯燃料乙醇因非糧特性和質量高、成本低而受到青睞。2014年初海南椰島等4家企業獲國家發改委批準生產木薯燃料乙醇，再一次掀起了木薯燃料乙醇生產的高潮。該研究就我國目前木薯燃料乙醇生產現狀和海南木薯燃料乙醇循環生產模式構建情況進行分析，對木薯燃料乙醇的生產進行經濟評價，在此基礎上提出科學規劃種植區域，保障燃料乙醇原料供應；繼續推廣“公司+基地+農戶”的產業模式，提高種植戶和企業的經濟效益；引導企業重組，實現規模效益；加大實施循環經濟力度，實現木薯燃料乙醇清潔生產等政策建議。

木薯；燃料乙醇；經濟評價

木薯除作為糧食來源外，還被公認為綜合利用價值極高的經濟作物和重要的工業原料。燃料乙醇作為成功的生物質能源替代品，具有巨大的經濟價值、環保價值和可再生等特點。以木薯為原料生產的乙醇質量高、成本低，且木薯能在劣質土地上種植、不與糧食作物爭地的特點成為生產燃料乙醇汽油最合理原料。

2014年2月10日，海南椰島(集團)股份有限公司收到海南省工業和信息化廳批轉的《國家發展改革委關于海南椰島(集團)股份有限公司年產10萬t木薯燃料乙醇項目核準的批復》(發改能源〔2014〕128號),至此，我國木薯燃料乙醇生產企業又多了一個新成員。該項目旨在為海南調整能源消費結構，開發石油替代資源，提高清潔燃料比重；發展低碳經濟，減排溫室氣體，改善生態環境；促進農業生產、消費的良性循環，實現農業增效、農民增收和可持續發展。筆者對海南木薯燃料乙醇循環生產模式的構建進行初步探索，并對其經濟效果進行評價。

1 木薯燃料乙醇生產現狀

世界木薯的主要加工產品是淀粉和酒精，大約有6%的鮮薯被用來加工淀粉，木薯淀粉的主要生產國是泰國、印度尼西亞和中國[1]。但是利用大量木薯來加工酒精的國家較少, 在用木薯加工酒精的國家中，產量較大的是泰國和中國。在國內大約30%的鮮木薯被用作飼料，70%被用來加工淀粉和酒精[2]，而酒精深加工產品則有生物能源和生物化工產品等。

我國以鮮木薯和木薯干片為原料生產食用酒精和工業酒精是從20世紀90年代前后開始的，目前國內有木薯酒精企業 30多家，日產能力約2 000 t，年產木薯酒精70多萬t，其中，廣西有木薯酒精廠12家，年生產木薯酒精約50萬t左右[3]。2013年全國酒精產量1 145萬t(表1)，其中玉米酒精占64.63%，薯類酒精約占29.69%，薯類酒精中木薯酒精占全國酒精產量比例近10%。從表1可以看出，近年來，玉米酒精產量在逐年遞減而全國酒精產量卻在逐年增加，原因是薯類酒精產量在不斷增加。

近年來，由于原油價格高漲和日益嚴重的環境污染問題，使得人們越來越關注燃料乙醇等清潔環保的可再生能源。但以玉米和小麥等糧食為原料生產燃料乙醇，成本較高且影響國家糧食安全。而以非糧作物木薯原料生產燃料乙醇是一條較好的途徑，具有原料生物特性好、種植面積廣闊、單產增長潛力大、酒精生產率較高和生產成本較低等優勢。我國木薯燃料乙醇產業興起于21世紀初，自2006年《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》發布后，木薯燃料乙醇產業開始迅速發展。2006年中糧集團有限公司在廣西建立了我國首個年產20萬t的木薯燃料乙醇生產試點企業——廣西中糧生物質能源有限公司，隨后國內陸續有一些省區也紛紛立項或準備立項，生產木薯燃料乙醇。隨著國家政策調整，2014年初國家相繼批復多個燃料乙醇項目，產能合計225萬t(表2)，其中有河南天冠、廣西中糧和發改委新批的4家企業，即廣東中能酒精有限公司、浙江燃料乙醇有限公司、海南椰島(集團)股份有限公司和江西雨帆農業發展有限公司以木薯為原料生產燃料乙醇，木薯燃料乙醇產能合計近100萬t。

表1 2010～2013年分品種酒精產能對比

萬t

年份玉米酒精薯類酒精糖蜜酒精合成乙醇合計201081029550115520118053155511752012750330401120201374034040251145

注：資料來源于中國木薯淀粉酒精網(www.cncass.com)。

表2 中國主要燃料乙醇生產企業名單

企業名稱原料企業產能萬t備注中糧肇東玉米、水稻25吉林燃料玉米50安徽豐原玉米45河南天冠玉米、小麥、木薯50廣西中糧木薯20廣東中能木薯152014年初獲批準設立浙江舟山木薯302014年初獲批準設立海南椰島木薯102014年初獲批準設立江西雨帆木薯102014年初獲批準設立

注：資料來源于中國木薯淀粉酒精網(www.cncass.com)。

2 海南木薯燃料乙醇循環生產模式構建

2.1 海南木薯的生產情況海南地處熱帶北緣，屬熱帶季風氣候，素來有“天然大溫室”的美稱，這里長夏無冬，年平均氣溫22～27 ℃，大于或等于10 ℃的積溫為8 200 ℃，年光照為1 750～2 650 h，光照率為50%～60%，光溫充足，光合潛力高，海南省雨量充沛，年降水量在1 000～2 600 mm之間，年平均降水量為1 639 mm，非常適合木薯的生產種植。同時海南島是中國最大的“熱帶寶地”，土地總面積344.2萬hm2，占全國熱帶土地面積的約42.5%。可用于農、林、牧、漁的土地人均約0.48 hm2。由于光、熱、水等條件優越，生物生長繁殖速率較溫帶和亞熱帶為優，農田終年可以種植，不少作物年可收獲2～3次。按適宜性劃分，海南島的土地資源可分為7種類型：宜農地、宜膠地、宜熱作地、宜林地、宜牧地、水面地和其他用地。海南島已開發利用的土地約315.2萬hm2，未被開發利用的土地約26萬hm2，其中可用于大農業開發利用的約占90%。海南土地后備資源較豐富，開發潛力較大。

2012年海南省木薯種植面積2.99萬hm2，產量72.27萬t，單產24.18 t/hm2(表3)[4]，與2005年相比，種植面積減少了11%，產量和單產分別增長了36%和52%。2005～2012年，海南省的木薯種植面積穩中有降，但總產量卻有一定幅度的增加，總產量的增加來源于單產的大幅增加，單產增加的原因首先在于優良品質的選育和推廣；其次是在土地資源有限的前提下，木薯種植戶的精耕細作，合理施肥和田間管理等。在栽培品種上，海南木薯的栽培品種主要有SC205、SC5、SC6、SC7、SC8或海南本地種。

表3 2005～2012年海南省木薯生產情況

年份種植面積∥萬hm2總產量∥萬t單產∥t/hm220053．3653．3315．9020063．1954．4217．1020072．8247．4116．8020083．2259．9018．6020093．5765．9318．4520103．0151．3620．7020112．8656．6519．6520122．9972．2724．18

2.2 中國木薯燃料乙醇循環生產模式的構建概況目前木薯生產乙醇的技術已經成熟，由天津大學石化中心張敏華教授領導的科研團隊率先突破了制約我國木薯燃料乙醇產業發展的瓶頸，形成了具有自主知識產權、達到國際先進水平的木薯燃料乙醇成套技術[5]。

其次，發展木薯燃料乙醇產業可帶動其他產業的發展。木薯產業鏈很長,而且各產業的技術相當成熟,可以形成完整的循環產業鏈。從循環經濟研究角度來分,以木薯制造燃料乙醇為主的產業循環可以表示為：木薯種植(種植業)→木薯儲存(物流業)→制造酒精(加工業)→酒糟飼料(養殖業)→糞便沼氣→(發電業)→沼渣積肥(化工業)→木薯種植(種植業)。木薯產業鏈從木薯種植到乙醇生產、到乙醇產品剩余的廢料轉化成有機肥料、再到優化土質可形成一個完整的循環產業鏈[6]。

此外，孫果宋等、趙淑芳等、 陳立勝等、李北等、郝慧英等分別提出了“木薯循環型產業共生網絡關聯圖”[7]、“木薯生態產業示意圖”[8]、“木薯燃料乙醇生產工藝全流程”[9]、“木薯燃料乙醇生產體系產品鏈循環網絡”[10]、“典型的以木薯為原料的乙醇加工工廠工藝流程圖”[11]。這些“循環圖”都是從企業微觀主體的角度來分析，然而要實現經濟發展模式向循環經濟轉變,除了企業行為(包括企業經營目標、經營思想理念、生產方式、消費方式、產品回收與處理等)要有較大的轉變外，更要從區域經濟發展的角度，在種植業、加工業和貿易業之間，通過企業間的物質集成、能量集成和信息集成，形成企業間共生關系，建立木薯產業生態園，形成區域內的中觀循環生產模式。實現資源高效和循環利用，實現污染的低排放甚至零排放，保護環境，實現社會、經濟與環境的可持續發展。

2.3 海南木薯燃料乙醇循環生產模式的構建根據國家發改委批復及海南省工業和信息化廳批轉, 海南椰島10萬t/年木薯燃料乙醇項目由海南椰島(集團)股份有限公司和中國石化合資建設，雙方各占注冊總資本的70%、30%。項目總投資為4.3億元，其中項目資本金為2.15億元，資本金以外的投資申請銀行貸款解決。項目以木薯為原料，采用同步糖化連續發酵、三塔差壓蒸餾、分子篩脫水等先進工藝，總設計產能為20萬t，其中一期項目10萬t。

該項目的各項前期準備工作(包括項目用地、合作方溝通、工藝環保、原材料供應等)正在穩步推進，預計在1.5年內可實現投產運行。一期項目建成投產后，海南省可推廣使用E10燃料乙醇，每年可替代一次性石化產品10萬t，實現減排二氧化碳20萬t，減排碳氫化合物0.5萬t；降低PM2.5排放水平。同時項目投產后產生的副產品可日產4萬m3車用沼氣CNG，為出租車和公交車提供綠色清潔能源[12]。這不僅有利于促進海南產業結構、經濟結構的調整，更有利于提升海南省的競爭優勢，促進低碳創新型省份和生態省的建設。

3 木薯燃料乙醇生產的經濟評價

3.1 木薯生產投入產出分析木薯粗生易種，耐貧瘠，少病蟲害，勞動力需求較少，種植成本投入較少，是綜合效益極高的經濟作物，與其他淀粉作物和能源作物相比，具有許多優勢和巨大的發展潛力。表4列出了2012年我國主要糧食作物、經濟作物與木薯的種植成本收益比較。

表4 2012年我國主要糧食作物、經濟作物與木薯收益比較

項目木薯甘蔗稻谷玉米小麥大豆花生烤煙主產品產量∥kg/hm230000．0075432．157181．257388．255741．402200．203556．652273．40產值合計∥元/hm219800．0035773．6520112．4516828．5012775．9510602．4527589．9549736．10主產品產值∥元/hm218000．0035367．6019829．8516421．4012437．5510401．9027328．5049631．25副產品產值∥元/hm21800．00406．05282．60407．10338．40200．55261．45104．85總成本∥元/hm212307．5029684．4015826．5013863．3012456．608673．0017461．9546369．35生產成本∥元/hm29562．5026797．8013201．9511144．7010321．355733．4514766．0042822．60物質與服務費用∥元/hm24162．5011475．606802．655168．705950．353070．956762．1515441．75人工成本∥元/hm25400．0015322．206399．305976．004371．002662．508003．8527380．85勞動力∥工日/hm290．00239．40108．00104．2577．4045．60142．50476．70土地成本∥元/hm22745．002886．602624．552718．602135．252939．552695．953546．75凈利潤∥元/hm27492．506089．254285．952965．20319．351929．4510128．003366．75

注：木薯資料來自調研數據(其中土地成本為其他幾種作物的平均值),其他作物資料來自《全國農產品成本收益資料匯編2013》。

由表4可知，在成本方面，每公頃木薯的生產成本為9 562.50元，僅高于種植大豆的生產成本而低于其他6種作物的生產成本，是種植大豆生產成本的1.67倍，但僅為烤煙生產成本的1/5強和甘蔗生產成本的1/3強。在物質與服務費用上，每公頃木薯的物質與服務費用為4 162.5元，與其他7種作物相比，情況與生產成本相同。在人工成本方面，單位面積木薯的人工成本高于小麥和大豆，分別為1.24倍和2.03倍，但低于其他五種作物，僅為烤煙的不足1/5和甘蔗的1/3強。在勞動力工日方面，每公頃木薯用工90個工日，高于小麥和大豆，分別為1.16倍和1.97倍，但同樣低于其他5種作物，僅為烤煙的不足1/5和甘蔗的1/3強。

在產出方面，選取每公頃的產值合計和凈利潤作為產出的衡量指標，種植木薯每公頃產值合計為19 800元，利潤7 492.5元，與其他7種作物相比，每公頃產值僅高于玉米和小麥，分別為1.17倍和1.55倍，但低于其他5種作物，單位面積產值僅為烤煙的40%、甘蔗的50%～60%，花生的70%。但另一方面，種植木薯所獲得的凈利潤僅低于花生而高于其6種作物，種植木薯每公頃所獲得的凈利潤分別是甘蔗、稻谷、玉米、小麥、大豆和烤煙的1.23、1.75、2.54、23.46、3.88和2.23倍。

在投入產出率方面，種植木薯的投入產出比為1.61，成本利潤率達60.88%，可以看出，種植木薯的投入產出比和成本利潤率均高于其他作物，說明種植木薯的投入產出比和成本利潤率均較高。

此外，木薯的用途主要作為工業原料，生產淀粉和酒精，與其他作物相比，由于木薯的非糧特性和生產成本優勢，木薯是生產酒精的首選原料，表5列出了木薯與其他農作物生產1 t酒精的成本效益比較[13]。從表5可以看出，用鮮木薯和木薯干片生產1 t酒精可盈利1 000和360元，而用甘蔗、玉米和小麥生產1 t酒精分別虧損1 900、1 764和1 360元。

表5 木薯與其他農作物生產1 t酒精的經濟效益比較[13]

項目鮮木薯木薯干片甘蔗玉米小麥原料價格∥元/t600180045022702000原料單耗∥t72．8163．23．28原料成本∥元42005040720072646560酒精加工費∥元800600700500800酒精生產成本∥元50005640790077647360酒精市場價∥元/t60006000600060006000盈虧額∥元1000360-1900-1764-1360

注：鮮木薯和甘蔗價格為筆者2014年1月在廣西的調研數據，木薯干片、酒精價格和玉米價格來著“我國木薯淀粉酒精網”報價，小麥價格來自“養殖巴巴”報價。其他數據來源于參考文獻[13]。

3.2 木薯燃料乙醇用量持續增長2013年9月，內蒙古自治區印發《內蒙古自治區推廣使用車用乙醇汽油試點工作方案》，決定在巴彥淖爾市、烏海市、阿拉善左旗先行試點推廣使用車用乙醇汽油。并定于11月1日在試點區域內銷售車用乙醇汽油，調配中心開始供應乙醇汽油，部分加油站開始銷售乙醇汽油。如此一來，燃料乙醇行業對酒精的銷量將繼續加大。2014年6月1日，巴彥淖爾市315家加油站將陸續完成油罐清洗工作，更換乙醇汽油并對外銷售。

因此，隨著汽油消費量的持續增加，國內燃料乙醇銷量將同步增長，2013年國內燃料乙醇銷量為220萬t，較2012年增加15萬t，增長7.3%；較2010年增加45萬t，增長25.7%。

3.3 海南木薯燃料乙醇項目情況在能源危機及大氣污染防治日益嚴峻背景下，海南椰島的木薯燃料乙醇項目一直受到市場強烈看好。首先，木薯原料供應充足，除海南周邊種植基地外，椰島公司在老撾還有4 498 hm2土地，進行木薯種植和加工。

其次，海南椰島的木薯燃料乙醇項目上游掌控原料，下游與中石化共用銷售渠道，海南椰島的木薯乙醇產業鏈十分完整。

第三，生物燃料乙醇國家補貼方面，2012年的標準為：以糧食為原料的燃料乙醇，補助標準為500元/t；以木薯等非糧作物為原料的燃料乙醇，補助標準為750元/t。由于近年糧食作物價格上漲，玉米生產燃料乙醇的成本居高不下，有業內人士測算，與玉米乙醇相比，木薯乙醇的成本要低1 800～2 460元/t，因此在高補貼、低成本的情況下，木薯乙醇受到了市場的推崇。

第四，該項目緊貼中石化基地，將直接通過管道發到中石化儲存罐；且通過與中石化合作，大量的蒸汽能源由中石化供應，無需建設鍋爐房，也將節省大量固定資產投資。

綜合各種信息，海南椰島木薯乙醇項目具備多項優勢，一是原料非糧；二是國家補貼高；三是乙醇產量大，而且由于設在港口位置且緊貼中石化基地，節省高額物流費用，直接通過管道發到中石化存儲罐；四是節約能源，通過與中石化合作，大量的蒸汽能源由中石化供應，無需建設鍋爐房，節省大量固定資產投資；五是原材料木薯供給地近，來自東南亞的原料享受稅收減免政策。

4 對策與建議

海南木薯燃料乙醇項目雖然具有眾多優勢，但要投產和取得實實在在的經濟效益、社會效益和生態效益還有許多工作要做，筆者認為至少還要在以下幾個方面重點開展工作。

4.1 科學規劃種植區域，保障燃料乙醇原料供應實行劃區域種植，做到因地制宜，延長木薯收獲期，實現早、中、晚熟品種合理搭配，使木薯加工期達到4個月以上。積極改造木薯中低產田，建立一批具有國內先進水平的良種良法示范基地和優質原料基地，為海南木薯燃料乙醇生產提供原料保障。

4.2 繼續推廣“公司+基地+農戶”的產業模式，提高農民和企業的經濟效益繼續推廣“公司+基地+農戶”的產業模式，發揮企業的龍頭作用，推進規模化種植和集約化經營，實現“風險共擔、利益共享”，這樣不僅便于機械化的種植與收獲，更能大大提高種植戶和企業的經濟效益。

4.3 引導企業重組，實現規模效益從企業規模效應來看，大型企業因綜合實力強盈利能力較好。2013年規模10萬t以上的酒精企業仍有100～200元/t的盈利，而規模較小的企業絕大部分基本上處于虧損狀態。因此，政府應通過政策、資金、土地等扶持杠桿，鼓勵和引導企業向集團化方向發展，通過扶持、聯合、重組、兼并等方式，引進有實力和發展潛力的大企業、大集團參與海南木薯燃料乙醇的發展，實現產業規模化、集約化發展。

4.4 加大實施循環經濟力度，實現木薯燃料乙醇清潔生產以堅持發展木薯燃料乙醇產業循環經濟模式為目標，加大對木薯燃料乙醇生產過程的綜合治理力度，推廣應用高效節能的先進工藝，提高資源利用率，努力減少二氧化碳的排放，進一步加強和完善木薯燃料乙醇的環保工程治理，使木薯燃料乙醇生產全過程實現資源化綜合性處理，發展清潔生產、綠色低碳技術和循環經濟，實現整個產業生產過程生態化、低碳化，不斷提高木薯燃料乙醇產業經濟效益和環境效益，促進整個木薯產業可持續發展。

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The Construction of Circulation Mode of Production and Economic Evaluation about Cassava Fuel Ethanol in Hainan

JI Qing1, FU Guo-hua2, MIN Yi1*

(1. College of Agronomy, Hainan university, Haikou, Hainan 570228; 2. Headmaster’s Office, Hainan University, Haikou, Hainan 570228)

Cassava fuel ethanol is favor for non-staple features, high quality and low cost. At the beginning of 2014, four companies including Hainan coco island incorporated company by the national development and reform commission approved the production of cassava fuel ethanol, once again set off the climax of the cassava fuel ethanol production. This paper analyzed the present situation of cassava fuel ethanol production in China and the build situation of hainan cassava fuel ethanol cycle production mode, and carried on the economic evaluation to the production of cassava fuel ethanol. Finally put forward some political suggestions such as planning planting area scientifically, ensure the supply of raw materials of fuel ethanol production; Continue to promote the “company + base + farmers” model, to improve the economic benefits of farmers and enterprises; Guide the enterprise restructuring, achieve economies of scale; Strengthen the implementation of circular economy, the realization cleaner production of cassava ethanol.

Cassava; Fuel ethanol; Economic evaluation

國家自然科學基金項目(31160061)；海南省教育廳科研基金項目(Hjsk2013-19)；海南省哲學社會科學規劃項目(HNSK14-32)；海南大學專項科研基金項目(Hdjj1301)。

姬卿(1975-)，男，貴州織金人，博士，講師，從事種質資源經濟研究。*通訊作者，博士，講師，碩士生導師，從事熱帶作物功能基因研究。

2015-03-05

S-9

A

0517-6611(2015)10-341-03