我國能源農業循環經濟產業體系研究

賈鳳伶

(1.中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所，北京 100732； 2.天津市農村經濟與區劃研究所，天津 300192)

在能源危機與環境污染的雙重約束下，能源生產從“石油能源”向“生物能源”轉型已成為我國能源產業發展的方向[1-2]。能源農業屬于典型的生物質能產業，其發展涉及農業生產廢棄物及能源植物等生物質的收集、運輸、預處理、轉化、精煉等多個環節，跨多個部門和行業，是一項龐大的系統工程[3-4]。充分發揮能源農業的優勢，創新開發形成具有再生功能的生物質能新興產業，對緩解我國的能源危機、治理環境污染具有重要意義。

1 能源農業循環經濟產業體系的內涵

1.1 概念的界定

能源農業是國家新提出的產業概念，主要指以開發生物質能為目的的農業，是將農業廢棄物、剩余物、能源植物等借助現代生物技術轉化為能源的新型產業。能源農業涉及農業的各個領域，通過提供秸稈、畜禽糞便、能源植物及其他有機廢棄物等生物質，為生產生物質能源提供原材料。

循環經濟是對物質循環流動型經濟的簡稱[5]，是一種以資源高效利用和循環利用為核心，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，以生態產業鏈為載體，以清潔生產為重要手段，達到物質資源的有效利用和實現經濟與生態可持續發展的理念。目前，農業循環經濟的發展得到了我國各級政府的重視，推進了農業經濟增長方式的變革，已經在各產業中形成有效的生產方式和消費模式[6]。

能源農業循環經濟是能源農業作為農業的衍生產業，是新型經濟體制下產生的新興產業，能源農業與循環經濟相結合，將循環經濟理論滲透到能源農業產業發展中，可以實現能源農業產業內部資源、產品、廢棄物的減量化、再利用和再循環，是延伸能源農業產業鏈的重要途徑和方法，能有效提高資源利用效率，增加農業收入。

能源農業循環經濟產業體系，是將能源農業產業鏈的各領域相互連接，形成各產業之間物質流循環流動的體系，可以實現廢棄物的最大化利用，促進社會經濟全面良性循環發展。發展能源農業循環經濟產業，不但能有效提高農業生物質資源的利用率，同時也能延伸農業生產的產業鏈，是解決能源危機、緩解農業面緣污染的有效途徑，也是加快現代農業建設、促進農民增收的重大舉措，在將來具有較好的發展前景。

1.2 特點

1.2.1 經濟性 能源農業產業具有較好的經濟效果。能源農業發展是通過把農業生產廢棄物轉化為生物質能，生產燃料乙醇、生物柴油等可再生能源，成為農業經濟增長的新途徑，具有巨大的市場空間[7]。利用能源農業產品生產的可再生能源，能夠有效節約一次能源的使用，減少一次能源利用的投入。

1.2.2 社會性 能源農業規模化、產業化發展，主要是利用荒山、荒地、丘陵、灘涂等不生產糧食的邊際土地種植能源作物、開發能源林，在保持18億畝耕地紅線的同時，在拓寬農民就業渠道、增加農民收入、推動新農村建設、緩解能源危機等方面都將產生巨大的推動作用。

1.2.3 環保性 能源農業是利用農業生產的秸稈、畜禽糞便、林業產生的廢棄枝杈、農業加工品的下腳料等有機廢棄物以及能源植物開發作為原料來源，生產可再生能源，是解決農業面源污染的重要途徑。同時，在能源農業生產中，重點發展能源作物、能源林等綠色植物，能夠提高綠化覆蓋面積，凈化空氣，可有效緩解大氣污染問題。

1.2.4 高科技性 利用生物質能生產生物柴油、燃料乙醇等能源產品及用生物質能發電，需要生物科技支撐，屬于當代最前端的高科技產品，研究低成本的可再生能源技術將是未來能源農業領域的重要內容。

1.2.5 可持續性 能源農業產業發展，在產業內部形成了“資源—廢棄物—資源”的良性循環，體現了循環經濟發展的特點，所利用的資源為生物質資源，對中國這樣的以農業為支柱產業的大國來說，取之不盡，用之不竭。

2 能源農業循環經濟產業發展存在的問題與優勢

2.1 存在的問題

2.1.1 能源農業發展尚無頂層設計 目前，我國各區域現代農業發展格局已初步形成。能源農業屬于大農業的衍生產業，也是農業產業鏈延伸的產業，我國已經開始重視其發展。但是從全國的發展情況來看，能源農業仍不具發展規模，小而零散，尚沒有頂層設計作支撐，全國性的生產經營局面尚未打開。

2.1.2 缺乏連續性政策支撐 從現有政策看，已制定的可再生能源政策大多過于宏觀，缺少可操作性，尤其在近2年，可再生能源扶持政策主要以太陽能、風能利用為主，生物質能政策除了扶持秸稈、畜禽糞便綜合利用外，針對能源林、能源作物等能源農業發展的政策較少，缺乏連續性的政策支撐。

2.1.3 科技支撐體系尚未建立 目前，能源農業發展還處于起步階段，燃料乙醇、沼氣、液化氣、生物質固體燃料、生物質發電、生物柴油等能源農業產品技術尚處于初級研發階段，所生產的能源產品成本較高，低成本的能源農業產品技術體系尚未建立。

2.1.4 能源農業產業鏈尚未形成 目前我國生物質能生產企業零星分布在全國各地，因原材料比較零散，收集困難，沒有專業的物流企業專門從事生物質收集、運輸工作，因此生物質能生產企業尚未形成規模化發展，能源農業產業鏈尚未形成。

2.2 我國發展能源農業產業的優勢

2.2.1 土地資源優勢 據統計，我國有960萬km2土地，其中耕地及其他農用地面積147.16萬km2，林地面積236.09萬km2，農用地及林地占土地總面積的40%。據調查，我國可以用來種植能源作物的土地面積約為6.16億hm2[8]。豐富的土地資源為生物質生產提供了巨大的載體。

2.2.2 氣候條件優勢 我國幅員遼闊，從南到北氣候多樣，適合多種作物、植物種植，不僅適合油菜、大豆等草本植物的種植，而且適合多種木本、水生能源作物的種植，同時也適合多種能源作物的種植生長。

2.2.3 原料來源優勢 我國是農業大國，生物質能源豐富。據測算，我國年產秸稈量約9億t，折合標準煤4億t；畜禽糞便年產量24.6億t，折合標準煤1億t；森林面積約為 2.1億hm2，森林蓄積量為151億m3，森林年采伐量約為 2.5億m3，每年產生采伐、造材等林業廢物1.1億t，折合標準煤0.7億t。隨著國家對可再生能源的支持，除了農業廢棄物，一些能源作物、能源林等已在部分地區呈規模化發展，這些均能為生物質能產業的發展提供豐富的原料來源。

2.2.4 產業基礎優勢 能源農業發展的產業基礎主要是種植業、畜牧業、能源作物及能源林的種植等。目前，我國農業正處于由傳統農業向現代農業轉型期，各地區已基本呈園區化、規模化發展，為秸稈、畜禽糞便等生物質能原料形成規模化的產量奠定了基礎。

2.2.5 市場需求優勢 伴隨著能源危機及大氣環境的影響，近年來，我國加大了新能源的推廣使用力度，生物質能源市場需求逐步增加，如新能源汽車、電動車等交通工具逐步推向市場，在農民炊事方面逐步推廣液化氣，生物質能發電逐步并入電網。隨著一次能源存量的逐步減少，生物質能源市場將具有廣闊的發展空間。

3 能源農業產業發展的總體思路與原則

3.1 總體思路

以黨的十八大精神為指導，按照國家建設美麗中國及發展戰略性新興產業的總體部署，以改善農村人居環境為主線，以循環經濟為理論基礎，以規模化發展現代農業產業、能源植物產業、能源林產業、農產品加工產業為抓手，通過充分利用農業生產廢棄物及能源植物，以現代物流業為紐帶，延長農業產業鏈條，生產燃料乙醇、生物柴油、固體燃料、秸稈燃氣、沼氣、秸稈發電等可再生能源產品，大力改善農村生態環境，緩解能源危機，打造全國區域規模化發展能源農業產業的發展格局，推動生物質能源產業全方位、多元化、規模化發展。到2020年，建立并完善能源農業產業體系，制定并完善能源農業可持續發展的政策體系，提升能源農業現代化發展水平，全面推進生物質能生產技術創新能力建設，掌握生物質能生產核心技術，打造體系完善和競爭力強的生物質能源產業鏈，實現到2020年非化石能源發展的目標。

3.2 產業發展堅持的原則

3.2.1 因地制宜 因各地區自然資源、氣候、土壤等條件不同，要根據因地制宜的原則，選擇各地的優勢資源發展能源農業，同時要避免與糧征地的局面，利用荒山、灘涂、貧瘠地等不產糧土地發展能源農業，盡量不占用耕地，比如，南方地區適合發展油菜、甘蔗、木薯等能源植物，北方地區現代農業及林業比較發達，對農業廢棄物能夠形成規模化開發。

3.2.2 政府主導 生物質能屬于可再生能源，在開發初期，因技術等問題，開發成本較高，需要通過財政扶持、價格支持、稅收優惠、強制性市場配額制度、保障性收購等政策，鼓勵企業進行技術研發及再生能源生產。同時引入市場機制，運用市場化手段調動投資者的積極性。

3.2.3 規模開發 規模化發展能源農業，才能形成規模化的生物質能原料來源，需要迅速轉變農業發展方式，推進農業產業轉型升級，使農業生產由小農經濟逐步形成規模化、產業化發展，才能為可再生能源提供規模化的原料來源。

3.2.4 可持續發展 能源農業發展既要重視規模化，不斷提高可再生能源在能源供應中的比重，同時也要重視與社會、經濟、環境和生態保護的協調。要根據資源條件和經濟社會發展需要，在保護環境和生態系統的前提下，因地制宜，科學規劃，合理布局，有序開發。

4 能源農業循環經濟產業體系構建

在理論上，循環經濟是由“動脈產業”和“靜脈產業”組成的一個完整的物質流體系[9]。能源農業循環經濟產業體系主要是由動脈產業和靜脈產業組成的。其中，動脈產業是指開發利用自然資源形成的產業，是資源—產品—消費的過程。靜脈產業是指圍繞廢物資源化形成的產業。動脈產業與靜脈產業的融合發展，實現了資源與廢物的有機循環。

根據動脈產業與靜脈產業的內涵特點，在能源農業循環經濟產業體系中，動脈產業主要包括現代農業、能源植物業、能源林產業及農產品加工產業，靜脈產業主要包括燃料乙醇產業、生物柴油產業、固體燃料產業、秸稈燃氣產業、生物質沼氣產業、秸稈發電產業。

對于能源農業循環經濟產業體系，除了包含動脈產業和靜脈產業，還包含1個紐帶產業——生物質物流服務產業。生物質物流服務產業主要將農業生產廢棄物、農產品加工廢棄物、能源種植業產物、能源林產物等動脈產業產生的生物質資源通過物流服務業進行規模化收集、存貯、轉運到生物質資源化利用企業進行資源化處理。能源農業循環經濟產業體系結構見圖1。

由圖1可以看出，動脈產業一方面向市場提供產品，另一方面通過物流服務產業向靜脈產業提供生物質，靜脈產業通過對生物質的再生利用，生產出燃料乙醇、生物柴油、固體燃料、燃氣、沼氣、生物電等清潔能源，滿足能源市場日益增長的消費需求；同時，靜脈產業和動脈產業作為能源用戶，市場向其輸送清潔能源，替代一次能源的使用。

4.1 動脈產業

4.1.1 規模化發展現代農業 以種植業和養殖業為核心，推進農村土地和農業資源以各種方式向種、養、加大戶及農業產業園區轉移，形成區域化、規模化的產業布局。在農業規模化發展中，除了產生規模化農產品，同時也能夠產生規模化的秸稈、畜禽糞便等農業有機廢棄物，這些具有一定規模的農業廢棄物，能夠持續為生產生物質能源提供原料。

4.1.2 因地制宜發展能源種植業 利用部分可耕種土地、貧瘠地、荒山坡等邊際土地發展能源種植業。能源種植業主要以發展能源作物為主，如木薯、馬鈴薯、菊芋、甜菜、甘蔗、高粱、玉米、大豆、花生、向日葵、油菜、棕桐、蓖麻等，這些能源作物既可作為人類食品來源，也可以作為生產生物質能源的原材料，另外還包括柳枝稷等能源草，主要作為生產生物質能源的原材料。

4.1.3 發展能源林產業 利用全國范圍內的宜林荒山、荒地、丘陵及灘涂等地發展能源林產業。能源林是以生產生物質能源為主要目的的林木，以利用油脂為主的能源林，將林木轉化為生物柴油或其他化工替代產品，如北方地區重點發展的文冠果、黃連木，南方地區重點發展的小桐子、光皮樹等；以利用木質為主的能源林，將林木轉化為固體、液體、氣體燃料或直接發電，如楊樹、刺槐、桉樹、相思樹、櫟類等。

4.1.4 發展農產品加工產業 農產品加工業是以農、林、牧、漁業生產的初級農產品及其加工品作為原料的工業生產活動。在農產品加工過程中，有約30%～50%的原料轉化為廢棄物。這些果殼、稻殼、玉米芯、果皮等加工品廢棄物、下腳料及其產生的殘次品等，也是生物質的重要來源[10]。

4.2 靜脈產業

4.2.1 發展燃料乙醇產業 燃料乙醇是以生物質為原料，通過生物發酵等技術獲得的可作為燃料用的乙醇。燃料乙醇不僅可以作為燃料，還是燃油品改良劑。隨著石油能源的供應出現緊缺，用燃料乙醇替代石油已經是未來的發展趨勢。在能源植物中，甜高粱、木薯、甘蔗、柳枝稷、菊芋等是生產燃料乙醇的重要原料。

4.2.2 發展生物柴油產業 能源農業發展的重要目的是保障石油安全，即生產生物燃油[11]。生物柴油相對于石化柴油具有環保、穩定、潤滑、安全、可調和、可降解、低溫啟動等優點，其缺點是提取工藝復雜、生產成本較高。在能源植物中，油菜、小桐子、文冠果、黃連木、蓖麻等是生產生物柴油的重要原料。

4.2.3 發展固體燃料產業 固體燃料是能產生熱能或動力的固態可燃物質，主要來源于薪炭林、能源植物、秸稈等生物質。固體燃料是一種新型燃料，易于點燃，攜帶方便。隨著休閑旅游的發展，固體燃料將具有很大的市場空間。

4.2.4 發展秸稈燃氣產業 有太陽的地方就有植物生長，秸稈是取之不盡、用之不竭的可再生能源。我國是農業大國，土地、山林面積廣闊，每年生產的大量秸稈、草木、林木枝杈等有機質都可以作為秸稈燃氣的原料來源。發展大型秸稈氣化工程或家庭用秸稈燃氣爐制造，改變農村炊事直接燒柴的方式，是農村發展清潔能源的重要方式。另外，用秸稈燃氣替代一次能源燃燒來制備合成甲醇、汽油或柴油等液體燃料，可以滿足消費者對液體燃料日益增長的需求，是推進社會可持續發展的重要方式。

4.2.5 發展生物質沼氣產業 沼氣是一種可燃燒氣體，是可再生能源。用作沼氣發酵原料的有機物種類繁多，如禽畜糞便、作物秸稈、食品加工廢物和廢水，以及乙醇工業廢料等。在原料豐富的農業園區及工業園區內建設大型沼氣池，可為園區提供電能，打造循環經濟模式；在農村，沼氣能夠替代秸稈、薪柴、煤炭等用于炊事，同時，在生產沼氣過程中產生的沼渣、沼液能夠用于農業生產，對于推進農村生態文明建設具有重要作用。

4.2.6 發展秸稈發電產業 秸稈發電是以農作物秸稈為主要燃料的一種發電方式。秸稈種類較多，能夠規模化生產的秸稈主要來源于玉米、小麥、水稻、高粱、大豆、棉花等。據統計，我國農作物秸稈年產量約為7億t，可作為能源加以利用的秸稈總量達3.76億t，折合標準煤1.88億t。秸稈替代一次能源發電，具有廣闊的市場前景。

4.3 紐帶產業

連接動脈產業和靜脈產業的紐帶產業，便是生物質物流服務產業。生物質物流服務產業，是為了滿足能源生產企業的原料需求，將秸稈、畜禽糞便、能源林木、能源植物等有機質從生產方收集起來，通過運輸、儲藏、配送等形式，實現有機質生產企業與能源生產企業的有效對接。有機質物流服務業的發展，能夠將零散的有機質進行收集，形成規模化的再生能源原料來源，同時能有效緩解能源生產企業原料采購儲運不便的壓力，大大降低能源生產企業的采購成本。目前，可再生能源生產企業發展的主要困境，除了突破技術難題，便是解決原材料的儲運不便和原材料采購成本問題，而后2個問題均可以通過發展生物質物流服務業得到解決。

4.4 產業經營運作模式

針對能源農業來源于不同規模的生產單元，能源農業產業鏈系統應采取不同的經營運作模式。

4.4.1 規模化生產 規模化的生產基地、園區、家庭農場、合作社等單元，能夠產生規模化的原料來源。針對這類生產單元，農業廢棄物產業鏈采取“自產自銷”的方式，鼓勵在內部建立循環農業系統，通過建設沼氣工程等可再生能源生產設施，生產的可再生能源供內部消化使用；能源植物及能源林產業鏈采取“能源公司+生產基地”的運作模式，由兩家簽訂購銷合同，實現定期采購。

4.4.2 小規模生產 對于小規模的農業生產單元，采取“基地+物流業+能源公司”的運作模式，通過物流公司建立能源農業生產流通系統，打造能源農業供需的訂單平臺，建立能源農業生產者、物流企業、能源生產企業三方利益聯結機制，以訂單的形式，每年由物流企業定期收購生產可再生能的原材料，轉運到需求企業，實現三方效益的最大化。

4.4.3 農戶生產 目前，我國農業生產還是以小農經濟為主，這為原料的收集帶來了困難。針對這種狀況，采取“農戶+倉儲業(經紀人)+物流業+能源公司”的運作模式，按照區域布局，通過科學選址建立倉儲設施，或者通過農村秸稈經紀人，以訂單形式，形成農戶、倉儲業(經紀人)、物流業、能源生產企業的四方聯盟，實現四方利益的最大化。

5 建議

目前，能源農業產業的發展在我國還處于初級階段，為進一步推進能源農業發展，提出以下幾點建議：

(1)政府部門要給予足夠重視。首先，要做好能源農業發展的頂層設計，及時出臺能源農業產業發展規劃。科學、合理的產業發展總體規劃是能源農業發展的重要前提[12]，要充分利用人力普查、遙感技術、3S[遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)]技術等方法，做好全國范圍內適于發展能源農業的資源調查，做好區域布局規劃，同時生物質能源企業要合理選址，避免因原料的運輸形成巨大浪費。其次，加大能源農業的扶持力度，對能源農業生產者要有連續性的補貼政策，對以能源農業為原料來源的生物質能源生產企業給予稅收優惠政策，降低企業生產成本，提高可再生能源企業的競爭力。另外，要著重考慮生物質能源與一次能源企業的同盟協作，推進生物質電能并網發電，發揮生物質能的最大效用。

(2)充分發揮市場的作用。目前我國能源農業尚處于初級階段，需要政府的正確引導及扶持。隨著產業的發展，政府這只有形的手要逐步轉向市場這只無形的手，通過市場配置資源的力量調控能源農業各相關產業的發展。首先，要培育市場主體，做好能源農業產業鏈各關鍵節點的市場主體建設，壯大龍頭企業，推進相關技術研發及配套設施建設，培育相關科技人才，為產業的發展奠定基礎。其次，要抓好市場流通體系建設。以物流服務業為抓手，強化物流的紐帶作用，構建生物質資源回收體系，建設回收網點，既為上游企業解決農業廢棄物的出路問題，又為下游企業解決原料的來源問題，同時為農民提供增收的途徑。另外，要完善市場利益聯結機制。以訂單形式將農民、農業生產企業、物流企業、能源生產企業聯系起來，實現各方利益的均等化、最大化。

(3)注重對農民的教育引導。目前，我國農民仍是農業經營的主體，要注重對農民的教育引導。一方面，通過電視、廣播、網絡等媒體宣傳能源農業產業發展的理念及產業體系架構，使農民充分認識發展能源農業的重大意義，并通過能源農業相關產業進行創業、就業，實現農民增收致富。另一方面，普及綠色能源消費理念，在吃住行等各方面逐步提高綠色能源消費比例，使綠色能源消費逐步取代一次能源消費，推進區域綠色可持續發展。

(4)加快農業規模化發展。農業廢棄物是發展能源農業的重要基礎，由小農經濟形成的農業廢棄物比較分散，收集較為困難，不利于原料流通。首先，在資源條件允許的地區，加快推進土地流轉，促進農業規模化發展，進而在加強農業生產基地廢棄物管理的基礎上，形成規模化的農業生產廢棄物，為能源企業提供源源不斷的生物質原料。其次，加快推進規模化畜禽養殖小區建設，以區(縣)為單元，建設畜禽養殖小區，形成規模化的畜禽養殖基地。另外，加強農產品加工企業有機廢棄物的管理，促進農產品加工廢棄物的資源化利用。