河北省發展生物質能產業的資源困局與對策

張富強 李 凡

一、我國生物質能源產業的技術發展與成本困局

生物質能產業與傳統的石化能源與核能、風能、潮汐、水能、地熱能、太陽能等新能源產業的區別，就是從能源產生的來源的角度界定的。生物質能產業的原料主要來自于農林牧業生產活動中獲取的生物質產物或廢棄物，還包括工業生產和居民生活廢棄物，但主流還是前者。從原料產物利用的情況考察，除了燃燒發電，產出的實體生物質能源產品的種類主要有以下幾種：作為石化汽油制品添加物使用的生物質酒精（乙醇）、可以直接在包括柴油機、汽油機和燃氣輪機（包括航空發動機）上使用的生物質柴油和生物質丁醇類（丁醇與異丁醇）及其他調制混合物等。這些實體生物質能源產品中，以生物質發酵法獲取的燃料酒精的制取技術與市場推廣最為普及化。從原料來源方面看，生物乙醇與丁醇雖然制取工藝有所差別，但其應用的原料基本相同，主要可分為三大類：第一類為淀粉類作物，主要包括：玉米及其他谷物、馬鈴薯與甘薯、菊芋和木薯等及其粉碎廢棄物；第二類為甘蔗、甜菜與甜高粱等榨取的糖類作物；發酵生產目前技術基本成熟；第三類是目前正處于技術前沿的首先將木質纖維素酶解，然后轉化發酵生產制取醇類的工藝路線。目前來看，前兩大類的生產技術相對成熟，產業界的技術路線選取，主要是從地方資源稟賦與供應的角度考慮，而第三類的技術尚處于實驗室或小規模試生產的探索階段，目前尚未有此類技術路線規模生產方面的報道。

我國發酵法制取燃料乙醇、原料溶劑用丁醇的生產實踐，可以追溯到上一世紀60年代至80年代，雖然后來由于石化產品的供應量與性價比因素，導致這一技術路線產生了十幾年的停滯狀態，但總體看還是較為成熟的，2000年前后我國各地相繼恢復了此領域的生產活動。如前所述，由于地域資源稟賦的差異，北方企業多以第一類技術路線為主，基本原料為玉米、谷物加工殘余物搭配馬鈴薯或甘薯干制品；南方地區的企業多以第二類技術路線為主，主要以甘蔗榨取糖蜜來發酵生產乙醇。另外作為甜菜產區的部分地域如東北華北的部分地區，則以甜菜榨取制品用以發酵生產燃料乙醇。總體調查來看，采用糖蜜為原料的生產企業大約只占15%；采用糖蜜為原料的生產企業大約占80%；采用木薯、馬鈴薯、甘薯為主原料的生產企業，大約只占5%，分布于貴州、廣西、四川等地。整體看，玉米和其他谷物及其加工殘余物仍然是我國燃料乙醇生產的主流原料來源，這對于每年大量糧食進口的我國而言，顯然是不經濟的。

從我國當前生物質能源產業現狀來看,對于財政價格補貼的依賴度較高，生產成本居高不下，究其原因主要就是有效原料來源供給不足。我國人均耕地面積遠低于世界平均水平，人口眾多，工業發展迅速，因此糧食生產供應的壓力一直較大。由于土地資源條件和生產技術條件限制，我國糧食生產平均的機械化水平較低，造成效率低下，成本價格方面對于美、加、澳等農業資源稟賦富集的國家處于劣勢，國內除大米、小米以外的谷物價格，普遍高于國際水平。以玉米和大豆為例，均價高于美國70%至40%,國內以糧食為原料生產燃料乙醇，成本上通常無法與石油制品競爭，只能依賴于政府的財政補貼和其他優惠政策。在中美貿易戰和對抗加劇的大背景下，糧食安全問題被提到一個新的高度，依賴進口糧食原料既不經濟又難以保障供應的安全、穩定。有鑒于此，我國以玉米等谷物為原料的燃料乙醇項目，前些年就已開始明確限制。財政補貼方面，也已逐年降低至徹底終止。以上不利的產業環境已經對現有的燃料乙醇企業的發展產生了不利影響。從各地實踐經驗上看，相對于石化制取的產品，生物乙醇調和汽油在成本價格方面沒有優勢,分銷成本方面反而更高。

如何破解這一成本困局？筆者認為應當選育優質高產的新型作物，來取代玉米等谷物為原料，如此才能控制原材料供應成本，走出成本困局。在優質高產的新型作物中，甜高粱在性價比方面比較突出。

二、以甜高粱種植推廣來突破資源供應困局

生物質能產業需要遵循市場規律，不依賴補貼可持續發展，其基礎就是原料供應充足、穩定、成本低廉，如前文分析所述，我國農業資源稟賦有限，隨著工業化的發展，糧食供應問題一直是存在的，玉米等谷物產量本來就有限，還需要滿足農牧業飼養消耗，若還要作為生物質燃料的原料大量供應是不現實的。以河北省作為考察對象，玉米是播種面積、產量常年居于前列的糧飼兼用作物，其消耗，65%是用于禽畜飼料。在人畜爭地矛盾日趨激烈的大背景下，國內記錄平均生物質產量達到90至150噸（湖北公安縣）每公頃的甜高粱，成為一種極有價值的玉米替代作物。甜高粱生物質產量遠高于玉米，如能解決鮮物質產物長期存儲問題，可在滿足現有河北省負載禽畜蓄養量的基礎上“節約”大量耕地面積，有力保障河北工業化產業升級，緩解城市化進程與土地資源供應等方面的矛盾。

三、河北省發展甜高粱產業的資源潛力

河北省作為農業大省，農業耕地和林牧業資源還是比較可觀的，考察近年來河北省農業廳的統計數據，省耕地面積一直保持在640萬公頃上下，邊際土地資源眾多，達到300萬公頃左右，另有后備耕地資源12萬公頃左右。在這些邊際土地資源中，可用于種植甜高粱的集中連片可開發土地資源，約11.26萬公頃，其中包括易開發但灌溉條件較差的荒草地4.16萬公頃、開發難度較高的鹽堿地2.90萬公頃、開發難度中等的灘涂3.01萬公頃、其它類型1.19萬公頃。根據甘肅、新疆、黑龍江、江蘇等地的引種試推廣經驗，我省在確保糧食安全的前提下，參考前文中我省的邊際土地資源分布類型調查結果，結合整合現有土地資源推行替代糧改飼模式，在幾年內打造全環節技術集中展示性質的甜高粱種植基地10到30萬公頃是完全可行的。此舉將有力緩解我省農牧業發展中的人畜爭地問題，并能為以后的深入工業化、城鎮化發展提供一個有利的支撐點。

四、河北省甜高粱產業發展的方向

（一）合理進行區域規劃有針對性地開展前期育種選育工作

以河北省地域廣闊，地形地貌多樣，省域內不同地區間農業資源條件差異較大，應根據各地的土壤、水熱氣候條件做出合理區劃，為各區設置適宜的甜高粱產業發展方向。筆者認為就水熱土壤氣候條件而言，河北省域可分為西部太行沿線、北部山地高原、中南部豐饒平原和東部秦唐滄沿海這四大區域。此四區域農業生產條件各異，應根據四大區的水熱條件應選甜高粱種系，有針對性地開展前期育種選育工作。 總體方向應是西、北部的耐寒速生耐旱品系、中南部的長生長期多次刈割類、東部沿海的高抗逆類品系，我國各地甜高粱引種育種實驗基地的氣候條件多樣，可以在各地氣候水熱條件相近的對象中找到發展方向取得后發優勢。

（二）對河北省政府對甜高粱種養加工產業發展的政策扶持建議：

對現有相關業務的本地企業，應加強政策扶植鼓勵；建立產業相關技術的全環節技術展示集中示范區，合理規劃項目間的產業供應關聯，實現對資源綜合循環利用以提高綜合經濟效益。對甜高粱優質的選育工作，要予以高度重視，重視人才引進，加強基層支撐站點的建設，加強產學研合作。