巴西生物燃料产业迈向新时期

2018年10月30日

本文作者：太和智库高级研究员吴志华
本文首发于《巴西黄皮书：巴西发展报告（2017-2018）》

导语：2017年12月27日，巴西政府颁布国家生物燃料政策，这是巴西政府在一年多时间里广泛听取业界意见和建议，并经过国会审议批准的具有法律性质的纲领性文件，其目标是推动巴西生物燃料的生产和应用，履行《巴黎协定》应对气候变化的义务。对巴西来说，大力发展生物燃料是减少温室气体排放的一项非常重要的措施。太和智库高级研究员吴志华认为，国家生物燃料政策的实施，标志着巴西生物燃料产业将提质升级，迈入新的发展阶段。

（图片来源：Phys.org）

一、生物燃料政策的主要内容和意义

2015年12月，《联合国气候变化框架公约》缔约方一致通过《巴黎协定》。根据《巴黎协定》，各缔约方将“自主”承诺在2030年前履行减少温室气体排放的义务，为全球应对气候变化做出贡献。目前，已经有155个国家批准了《巴黎协定》。2016年9月，特梅尔总统代表巴西在《巴黎协定》上签字。同年，巴西在摩洛哥举行的第22次《联合国气候变化框架公约》缔约方大会（COP22）上做出庄重承诺：将在2030年前将巴西温室气体（GEEs）的排放量在2005年的基础上减少43%。

对巴西来说，大力发展生物燃料是减少温室气体排放的一项非常重要的措施。在全球范围，温室气体主要来自三大行业：发电（占42%）、交通运输（占23%）和工业生产（占19%）。但是，巴西温室气体排放却主要来自交通运输（占43%）、工业生产（占31%）和电力生产（占16%）。交通运输业温室气体的排放量居第一位，高于工业生产的排放量（见图1：巴西各行业温室气体排放比重图）。

图1 巴西各行业温室气体排放比重

资料来源：巴西瓦加斯基金会《生物燃料专刊》2017年8月，第10页http://fgvenergia.fgv.br/publicacao/caderno-de-biocombustiveis

交通运输的温室气体排放主要来自机动车使用燃料时所产生的废气。减少交通运输的温室气体排放需要综合治理，例如改善公交汽车运营效率，大力发展地铁和电动汽车等。但是，最直接、效果最显著的则是扩大生物燃料生产，以替代对环境污染严重的汽油和柴油。

为此，巴西政府把扩大生物燃料生产作为履行《巴黎协定》义务、减少温室气体排放的重点目标。2016年12月，巴西矿能部、环境部和农业部联合制定了国家生物燃料政策草案，以规范和鼓励国内生物燃料生产和应用。2017年2月，国家生物燃料政策草案在政府网站公布，广泛征求相关产业部门及社会各界意见。根据国家能源委员会的意见，巴西矿能部召集生物燃料领域的专家及生产商、批发商和用户代表组建了联合工作组，在90天里对社会各界所反映出来的意见和建议进行汇总研究，进一步修订和完善国家生物燃料政策。2017年12月12日，巴西国会批准了国家生物燃料政策（RenovaBio）。同年12月26日，总统特梅尔签署的国家生物燃料政策颁布生效，成为巴西第13576号法律。

国家生物燃料政策是巴西政府制定的具有战略意义的法律文件，强调了生物燃料在保障国家能源安全和减少温室气体排放上的重要作用。这项政策主要有四项内容：一是明确生物燃料在能源结构中的地位和作用。制定国家生物燃料政策是履行《巴黎协定》的重要手段，是为了扩大生物燃料生产，并明确提出2030年前将可再生能源在全国能源结构中的比重提高到45%，其中生物燃料的比重占18%。二是确立生物燃料交易的规则。今后从事生物燃料生产或进口的企业，在经过巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署（ANP）的资格审批后，可获得“减排信用证”（Crédito de Descarbonização - CBIO），这样不仅可以知道每家企业为实现减排做出多大贡献，而且减排信用证还可以上市交易，成为生物燃料企业新的资金来源。为此，国家生物燃料政策就减排信用证交易做出一些原则性的规定。制度透明化和市场有序化有利于企业增强对未来投资收益的可预见性，从而释放出投资的积极性。三是强调经济、财政和社会环境效益的平衡。国家石油天然气和生物燃料管理署认为，巴西在2030年前要实现的温室气体减排量约为10多亿吨的二氧化碳，约相当于6年的巴西工业排放量。另外，到2030年，全国有三分之一的城市投资开发生物燃料，可为国民经济提供大约1500亿雷亚尔的产值，有助于提高国民经济增长率2.5个百分点，还可创造大约100万个就业岗位[1]。四是鼓励开发新型生物燃料。生物煤油、生物沼气等将得到国家优惠政策的支持，成为有利可图、具有可持续发展的新型能源产业。

巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署秘书马尔西奥·菲利克斯在阐述这项政策的意义时说：“扩大巴西生物燃料的产量建立在环境、经济和社会的可预见性和可持续性的基础上，并且与市场发展同步进行”。

二、发展生物燃料产业，保障国家能源安全

生物燃料是利用生物质作原料的能源。目前，巴西生物燃料的原料主要有两类：第一类是油性植物或含油脂成分的植物。经过工业化程序，植物油脂被提炼出来作为能源使用。例如，巴西从大豆、蓖麻、油棕榈、向日葵、巴巴萨（亚马逊地区一种植物果实）中提炼油脂，生产出生物柴油。在普通柴油中添加一定比例的生物柴油，就能有效地降低柴油燃烧过程中对大气造成的污染。第二类是从甘蔗、玉米或是甘蔗渣中提炼乙醇（酒精）作为汽车燃料使用。巴西生产的乙醇燃料有两种：无水乙醇（Etanol anidro）和含水乙醇（Etanol hidratado）。无水乙醇是含水率不到0.4%的乙醇，按一定比例添加在汽油中，成为“混合汽油”，作为汽车燃料使用。巴西将普通汽油称为“A号汽油”（Gasolina A），将混合汽油称为“C号汽油”（Gasolina C）。含水乙醇是指含水率在4%至4.9%的乙醇，可直接作为乙醇动力汽车的燃料。

生物燃料是一种可再生的能源。通过种植甘蔗和油料作物，就能源源不断地生产出生物燃料。巴西发展生物燃料的初衷是为了保障国家能源安全，特别是保障汽车燃料的供应。1973年，国际石油危机爆发，全球原油价格大幅上涨。当时巴西石油年消费量近4亿桶，但国内石油产量只有6200万桶，85%的石油消费依靠进口[2]。每年进口石油的开支从1972年4亿多美元猛增到1980年的106亿美元[3]。1975年，深受石油短缺折磨、背负巨大财政压力的巴西，开始实施“全国酒精计划”（Proálcool），利用国内潜力巨大的土地资源，大规模扩大种植甘蔗，从甘蔗中提取乙醇（酒精）作为替代汽油的燃料，从而减少石油的进口。

酒精计划初始阶段，政府为种植甘蔗和乙醇生产提供补贴和税收优惠，使乙醇燃料的价格在市场上具有竞争优势，同时还逐步提高了混合汽油中的乙醇比例，从最初的4.5%调整到1977年的15%，1985年提高到22%，以此扩大对乙醇燃料的需求。1979年，巴西成功研制出以乙醇为动力的汽车。乙醇汽车直接使用含水乙醇，不再使用汽油或混合汽油。尽管汽油动力车每升汽油可以跑更多的路程，但乙醇辛烷值较高，可以弥补这一缺陷，而且售价比汽油便宜，性价比上仍然具有一定优势，因此，乙醇汽车很快在巴西打开市场。1983年，巴西乙醇汽车已占当年汽车销售总量的90%。到上世纪80年代末，巴西乙醇燃料企业有400多家，年产量达到100多亿升，对缓解巴西财政和能源危机起到了积极的作用。随着国际原油价格回落、国内石油产量逐步提高以及乙醇生产因气候和库存等原因带来的市场波动，汽油消费再度回升并逐步排挤了乙醇，使乙醇生产陷入了困境。

三、发展生物燃料产业，履行环境保护义务

上世纪90年代末，全球对气候变暖和环境保护的重视使得生物燃料受到青睐。生物燃料开发早于化石燃料。1895年，德国柴油工程师鲁道夫研发出第一辆柴油汽车，当时的柴油是用花生油生产的。随着人类对石油的认识和开发，以石油为原料的汽油和柴油取代了生物燃料，成为汽车的主要燃料。然而，汽油和柴油对环境和空气的污染性很大，是造成全球温室气体上升的主要原因之一。

据巴西瓦加斯基金会（FGV）的研究，与普通汽油相比，玉米乙醇可减少19%的温室气体排放量，甘蔗乙醇可减少78%的温室气体排放量，而用纤维素生产的乙醇可减少86%的温室气体排放量（见图2：生物燃料温室气体排放效果）。巴西甘蔗工业联盟（UNICA）的数据也表明，用乙醇替代汽油，每升乙醇的二氧化碳排放量要比汽油减少2.2公斤[4]。这些研究成果清楚地显示出乙醇燃料优越的环保效应。为减少温室气体排放，减轻对环境的污染，具有可持续发展的乙醇产业在巴西再次兴起，不仅是为了保障国家能源安全，而且成为保护环境的重要手段。

图2 温室气体排放量比较

资料来源：巴西瓦加斯基金会：《生物燃料》专刊2017年8月，第26页http://fgvenergia.fgv.br/publicacao/caderno-de-biocombustiveis

除保护环境需要外，巴西政府采取的一些措施对激发生物燃料生产也起到了积极的作用。上世纪90年代中期，巴西放开了对乙醇价格的管制。2001年底，巴西颁布《石油法》，再次确立了生物燃料的市场化机制。生物燃料的市场价格由生产商和批发零售商自主决定，鼓励了生物燃料产业的竞争和投资。2003年，巴西政府积极推广新研制的“灵活燃料”（Flex-Fuel）汽车。这种汽车既可使用汽油，也可使用乙醇，或使用添加乙醇的混合汽油。驾车人可以根据自己的需求，灵活地选用何种燃料。灵活燃料汽车的出现和普及扩大了生物燃料的消费需求。2016年，巴西销售汽车200万辆，其中88%是灵活燃料车，柴油车仅占8%，汽油车为4%[5]。此外，从事乙醇燃料生产的企业还继续享受国家税收优惠。2013年，巴西政府又决定免除销售生物燃料的企业的社会保障税，进一步拉大乙醇与汽油的价格剪刀差。据有关部门调查，税收在汽油零售价中所占比重高达45%，而乙醇只有28%。巴西政府还颁布法令，强制性地提高混合汽油中的乙醇比重，2011年为20%，2013年为25%。2015年3月以来提高到了27%（见图3：巴西乙醇在混合汽油中的比重）。

图3 巴西乙醇在混合汽油中的比重

资料来源：巴西瓦加斯基金会：《生物燃料》专刊2017年8月，第27页http://fgvenergia.fgv.br/publicacao/caderno-de-biocombustiveis

上述这些措施有力地促进了乙醇燃料的生产。2017年12月22日，巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署公布的统计数据显示，巴西乙醇产量2006年只有169亿升，2013年至2017年，乙醇年产量已经稳定在274亿升以上，最高年份超过300亿升（见图4：巴西乙醇年产量统计）。巴西甘蔗工业联盟估算，1975年至2015年的40年间，巴西生产的乙醇替代了大约25亿桶的汽油。[6]

图4 巴西乙醇年产量统计

资料来源：根据巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署发布的统计数据整理

http://www.anp.gov.br/dados-estatisticos，30 de Abril de 2018

此外，巴西在扩大生物柴油的原料上也取得进展。最初，巴西生物柴油原料主要使用蓖麻籽。在东北部的皮奥伊州建立了巴西最大的生物柴油厂，年产量有700万升。但是，东北部气候干燥，限制了蓖麻的增产。此后，巴西用大豆油作为生物柴油的主要原料。目前，巴西生物柴油70.87%的原料来自大豆油，12.12%来自牛脂肪，其余来自猪、鸡等动物脂肪或棉籽油、棕榈油等植物油。[7]

巴西农业部执行秘书诺瓦科基（EumarNovacki）说：“生物柴油的温室气体排放量要比石化柴油减少70%”[8]。按国家规定，全国各地供应的柴油必须是添加生物柴油的“混合柴油”。此后，巴西逐步提高了生物柴油在混合柴油中的比重（见图5：巴西柴油中的生物柴油比重）。

图5 巴西柴油中的生物柴油比重

资料来源：巴西瓦加斯基金会：《生物燃料》专刊2017年8月，第69页http://fgvenergia.fgv.br/publicacao/caderno-de-biocombustiveis

巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署的报告显示，巴西生物柴油的产能在2013年曾达到75亿升，是仅次于美国的世界第二大生物柴油生产国。然而，受2015年和2016年连续两年经济衰退的影响，巴西生物柴油年产量目前不到40亿升，产能闲置率高达50%。一些企业陆续退出市场，全国生物柴油企业从2013年的64家下降到2016年的50家（见图6：巴西生物柴油年产量统计）。

图6 巴西生物柴油年产量统计

资料来源：根据巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署发布的统计数据整理

http://www.anp.gov.br/dados-estatisticos，30 de Abril de 2018

四、夯实“生物燃料大国”地位

国家生物燃料政策的实施，标志着巴西生物燃料产业迈入了第三个发展时期。第一个发展时期是在上世纪80年代。随着酒精计划的实施，巴西开始使用乙醇和生物柴油来替代汽油和柴油。第二个发展时期是灵活燃料汽车的研制成功和推广使用，支持了生物燃料的生产，扩大了市场的需求。第三个发展时期将是开发新型生物燃料，提高生物燃料在能源结构中的比重的新时期，其发展趋势主要有以下几个方面：

一是继续扩大生物燃料的产量。尽管巴西已经成为世界第二大生物燃料生产国，但是，目前巴西交通运输的能源消费结构中，仍然是以石化燃料为主。据巴西农业部经济助理法比奥·格拉介绍，2016年，巴西交通运输领域能源消费中，汽油占29.8%，普通柴油占45.2%，乙醇占15.1%，生物柴油仅占2.4%，其余为天然气和煤油等[9]。显然，巴西生物燃料还有很大的发展空间和消费需求。

巴西矿能部预测，实施国家生物燃料政策后，巴西每年乙醇消费量将从现在的280亿升左右提高到2030年的500亿升，创造90万个就业岗位[10]。巴西瓦加斯基金会2017年8月发表的研究报告指出，2014年至2030年，巴西汽油需求量将从334亿升增加到418升，无水乙醇需求量从111亿升增加到156升，含水乙醇需求量从130亿升增加到333亿升。如果2014年至2030年混合汽油中的乙醇比例保持在27%的水平上，那么，到2030年，巴西乙醇需求量将达到540亿升，比2014年增加250亿升[11]。

在生物柴油方面，巴西政府曾在2016年3月23日颁布法令，规定未来3年普通柴油中的生物柴油比重：2017年3月为8%，2018年3月调整到9%，2019年3月达到10%[12]。但是，2017年11月，巴西能源委员会决定提前实施生物柴油调整计划，即从2018年3月起，生物柴油的比重就将调整到10%[13]，并且有可能在2025年将这一比重提高到15%，到2030年时达到20%。[14]巴西植物油生产商协会（ABIO）预测，提前实施生物柴油调整计划，将拉动对生物柴油的需求量。仅在2018年，为满足生物柴油的需求，就要扩大150万吨的大豆消费量[15]。巴西瓦加斯基金会的研究报告也认为，2014年至2030年，巴西普通柴油需求量将从594亿升增加到878亿升，生物柴油的需求量从34亿升增加到94升。

那么，巴西有没有能力为扩大生物燃料提供充足的原料呢？2016年，巴西企业加工甘蔗6.7亿吨，生产蔗糖3890万吨，乙醇280亿升。为扩大乙醇产量，巴西需要扩大甘蔗种植面积，开发玉米乙醇或纤维素乙醇。据农业部经济师达尼埃尔·弗兰的分析，2018年巴西大豆产量约为1.08亿吨，其中出口6500万吨，国内加工大豆4300万吨。生产生物柴油的大豆需求量约为370万吨。到2025年，巴西生物柴油比重提高到15%后，每年需要770万吨大豆作为生物柴油的生产原料。2030年，生物柴油比重达到20%的话，每年需要1220万吨大豆来加工生物柴油。巴西农业部预测，巴西大豆产量2025年将提高到1.33亿吨，2030年达到1.65亿吨。[16]世界粮农组织2017年7月发布的报告称，2017年至2026年，巴西大豆产量每年将增产2.6%，高于世界平均水平，也是大豆生产国中产量增长最快的国家。另外，目前巴西生物柴油的产能还有50%的闲置率，因此，扩大生物柴油产量具有良好的前景。巴西农业部部长玛吉（Blairo Maggi）2017年12月28日在德国访问时指出，巴西农作物种植面积约6400万公顷，仅占全国土地面积的7.6%，其中大豆种植面积3390万公顷，甘蔗种植面积900万公顷。扩大甘蔗和大豆产量，巴西有充足的土地资源，生物燃料不会与粮食生产发生“争地”冲突[17]。

二是规范碳排放交易市场，制定行业减排指标。作为国家生物燃料政策实施的第一步，巴西将根据所承诺的温室气体减排义务制定出在时间上可行的、明确的、细化到企业的碳排放指标。为完成指标，将制定出限制温室气体排放的相关细则。今后企业每年温室气体排放指标不能超过政府所规定的上限，否则就要花钱购买“减排信用指标”（CBIO）。燃料油供应公司要逐步提高生物燃料的消费比重，并对私人汽车、摩托车、机动车和货车使用生物燃料的比例做出明确的规定，以保证完成每年温室气体减排的指标。据悉，相关细则将在2019年出台生效。

三是增加生物燃料产业的投资。实施国家生物燃料政策面临的一个重大挑战是增加生产性投资。巴西环境部提供的文件显示，2020年到2030年，巴西生物能源领域的投资大约需要1610亿雷亚尔（约折合500多亿美元）。巴西甘蔗工业联盟认为，目前巴西乙醇燃料年产量不到300亿升。到2030年，巴西乙醇产量要达到500亿升。为实现这一目标，巴西需要再建75家乙醇企业，平均每家企业每个季节压榨甘蔗350万吨。整个投资大约需要400亿美元。[18]巴西矿能部认为，到2030年，生物燃料在巴西能源产量中的比重提高到18%后，将激励私人部门在生物燃料领域增加5000亿雷亚尔的投资。总而言之，国家生物燃料政策向市场提供了生物燃料发展的前景，有利于投资者评估投资风险，增强投资的信心。

四是鼓励研发第二代乙醇燃料。目前世界上生产乙醇的主要原料是甘蔗和玉米。利用植物的纤维素生产出来的乙醇被称为“第二代乙醇”（E2G）。二代乙醇的原料主要有甘蔗加工后剩余的甘蔗渣以及玉米或甘蔗的秸秆等。巴西每年要加工6亿多吨的甘蔗，生产后产生的甘蔗秸秆和甘蔗渣数量非常可观。据有关部门测算，如果甘蔗秸秆、甘蔗渣和玉米秸秆得到充分利用，可以将现有的乙醇产能再提高50%。巴西从2011年起就着手研发二代乙醇。2014年，在银行的融资支持下，第一批3家二代乙醇生产企业陆续开工。二代乙醇生产过程需要更高的科技含量和更多的投资，成本就要比一代乙醇高出30%左右。目前二代乙醇生产过程中遇到的困难还比较多。要想推动二代乙醇进入商业化生产并获得比较优势，自然需要投入更多的科研力量和投资。不过，二代乙醇开发具有良好的前景。巴西瓦加斯基金会认为，到2030年，巴西二代乙醇年产量有望达到25亿升[19]。

五是开发新型生物燃料。2017年，巴西维索萨联邦大学的科研人员经过长期的研究，发现巴西当地一种棕榈树的果实具有生物燃料开发的商业前景。据科研人员介绍，这种棕榈树名叫玛卡乌巴（Macauba），是广泛分布在巴西绝大部分地区的原产树种，树高5米至15米，玛卡乌巴的果壳内层和果仁含有丰富的油脂，可以作为生物柴油的原料。每公顷的玛卡乌巴每年可生产出4吨至6吨的油脂，其产量优于大豆。大豆每公顷的产量只能生产0.6吨的豆油。而玛卡乌巴不必占用巴西耕地。巴西有1.6亿公顷的牧场，在牧场种植玛卡乌巴，不会与牧草抢地，又能为牲畜遮荫。玛卡乌巴是耐旱植物，在巴西东北部和中西部地区广泛存在，仅在维索萨联邦大学的所在地米纳斯吉拉斯州，就有250万公顷的野生玛卡乌巴[20]。

（图片来源：ThoughtCo）

在乙醇方面，巴西将鼓励开发玉米乙醇。美国是目前世界上最大的玉米乙醇生产国。巴西玉米一年可收获两季。夏季玉米是主产，冬季玉米为副产。冬季玉米利用夏季作物收获后的空闲土地进行种植，目的是保养土、肥、水，减少环境污染。由于生产率较低，巴西人戏称冬季玉米为“小收成”。近些年来，巴西农业科研人员通过品种改良和轮作制度使冬季玉米生产率得到很大提高，不再是“小收成”而是“大收成”。巴西农业部下属的全国供应公司（Conab）2018年1月公布的调查报告显示，巴西玉米单位产量从2004/2005年度的每公顷3026公斤提高到2016/2017年度的5562公斤。去年巴西冬季玉米和夏季玉米的产量分别达到3046.20万吨和6738.09万吨[21]。玉米产量的大幅度提高，为开发乙醇提供了新的原料来源。2017年巴西第一家玉米乙醇厂在中西部地区的戈亚斯州投产。这家企业是巴西和美国合资企业，投资为4.5亿雷亚尔，企业产能为每年6000吨玉米油和2.4亿升玉米乙醇[22]。巴西生产玉米乙醇还有2个优势：第一，玉米乙醇具有投入产出快的特点；第二，可以利用企业闲置产能。甘蔗生产有很强的季节性，而且甘蔗不易库存。甘蔗生长期间，乙醇企业就要停工待料。现在，这些企业可以在甘蔗生长期用玉米加工乙醇，从而利用了企业闲置的产能。随着国家生物燃料政策的实施，将会有更多的企业利用玉米生产乙醇，加盟到生物燃料产业。

此外，巴西还在积极扶持生物燃气、生物煤气和乙醇柴油的研发，以尽快使这些新型生物燃料能够进入商业化生产。国际能源署预测，到2050年，巴西乙醇产量将增长200%，从而进一步夯实巴西“生物燃料大国”的国际地位，在实现全球温室气体减排目标上做出新的贡献。

注释：

[1]巴西国家石油、天然气和生物燃料管理署（ANP）秘书马尔西奥·菲利克斯（Marcio Felix）2017年6月5日在圣保罗州工业联合会介绍国家生物燃料政策时的讲话。

[2]安建国：《面临石油挑战的巴西经济》，原载于1980年12月10日《人民日报》第7版。

[3]焦震衡、王锡华：《外国习俗丛书：巴西》，世界知识出版社，2000年版第52页。

[4]Queila Ariadne，“Após 40 anos e três crises, etanol vê a luz no fim do túnel”，