生物燃料点亮“三农”发展的新领域
在全球绿色浪潮中，生物质能源应运而兴。所谓生物质能源，是指以生物质材料为来源的各种形式的可再生能源。生物质是由生物体所产生的有机物质，包括植物、动物及其排泄物、垃圾与有机废水等。关于生物质能源的概念有多种，这里列举其要者：一是以含淀粉丰富的农作物或有机废物做原料加工生产的再生能源；二是以生物质为载体，将太阳能以化学能的形式储存在生物质中的能量形式；三是以农业、林业产品和加工废弃物，以及工业废水与生活垃圾等为原料生产的能源。以上三种表述的方式不同，但实质相同。生物质能源直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化成常规的固态、液态和气体燃料。其开发利用的潜力十分巨大，具有广阔发展前景。
生物燃料的多种优越性和重大效用
通过工业化加工方式生产的生物质能源的战略产品，是包括燃料乙醇、生物柴油和沼气等生物燃料。开拓发展这些新型燃料，具有重大效用，不仅有效改善能源消费结构，而且将点燃农业农村发展的广阔新途径。
近年来，生物燃料几乎聚焦了世界的目光。这是因为，开发利用生物燃料具有多种优越性：一是发展“清洁能源”。开发利用生物燃料，可以有效节能和减少温室气体排放，从而减轻和防止污染，有利于环境保护。使用生物燃料乙醇的车辆对环境的污染程度仅为使用汽油汽车的三分之一。二是开拓“再生能源”。不管是玉米燃料乙醇，还是甘蔗燃料乙醇，以及纤维素燃料乙醇等，其原料都是可以再生，永续利用的。三是替代化石能源。发展生物燃料，可以促进转变和改善能源消费结构，即作为化石能源的重要替代品促使化石能源消费量减少，改变和优化能源消费结构，减轻生态环境恶化的压力。所以，生物能源又被推崇为“新型能源”。四是广辟农村能源。各种秸秆、粪便等有机物质在一定的温度、水分、酸碱度并在厌氧环境中，经过微生物发酵产生出一种混合气体，就是具有多种用途的沼气。截至2008年底，我国沼气用户已达3000多万，且目前每年还在以400多万户的速度增加；生活污水净化沼气池已发展到14.4万处，全国沼气年总产量达到104亿多立方米。中国已经成为世界上以生物质为原料生产利用沼气最多的国家。五是开拓和发展“能源农业”。发展第二代生物燃料，需要消耗大量农作物秸秆及能源林木等农作物原料，特别是需要开发利用广袤的“边际性土地”，种植适应性好、抗逆性强、具有较高生物量的林木或能源植物，既可生产取之不竭的生产生物燃料的原料，又可实现“不与人争粮、不与粮争地”的方针，还可绿化大地，美化祖国山川。这开辟了农业的一项新功能，发展“能源农业”。总之，生物燃料是有多种优越性的能源新领域：原料丰富，具再生性；污染轻度，具安全性；废物利用，具环保性；以及能量输入产出较高等，是最有前途的石油替代产品，也是未来能源产业发展的一个重要趋势。站在保障国家能源安全和发展低碳经济的战略高度，我国必须把大兴生物燃料置于能源发展的战略地位，不失时机地加强自主创新，着力科技攻关，占领生物燃料的制高点，开创我国发展第二代生物燃料的新局面。
以粮食和食用油为原料生产的生物燃料，被称为第一代生物燃料；而以纤维素和木本油料为原料生产的生物燃料被称为第二代生物燃料。在我国，第一代生物燃料的发展遭遇到难以逾越的原料障碍。大力发展第二代生物燃料，是逾越上述障碍、开辟我国生物燃料持续发展、具有突破性的广阔途径，同时也是开拓“三农”发展新领域的广阔新路径。
第一代生物燃料遇到了难以逾越的“坎”
从上世纪90年代以来，国外特别是在美国、西欧诸多国家，以粮食或食用油为原料的生物燃料产业迅猛发展，消耗掉大批粮油，不仅危及广大发展中国家的粮食安全，而且对相关的传统产业提出了挑战，遭到了众多发展中国家和国际组织的非议与反对。
就人均耕地少、人口众多、粮食需求呈刚性增长、供求关系紧平衡的我国而言，以大批粮食和油料做原料生产生物燃料的路是走不通的。为了确保粮食安全和避免大幅度剥夺传统产业的发展空间，必须另辟新路径、开辟新的原料资源，跨过障碍发展生物燃料的“坎”。这条新路径就是大力发展第二代生物燃料，也称纤维素燃料乙醇。
现在人们认为，开发利用木薯、甘薯和木薯等“三薯”作物为原料生产生物能源，是既可以做到“不与人争粮、不与粮争地”，又可以持续发展生物燃料的“两全其美”的良策。这种概念并不确切，看法也不符合实际，需要加以澄清。
其一，“三薯”作物属于粮食范畴。“三薯”在世界农作物分类中被划人块茎类项目中，在中国划入粗粮或杂粮类中。 “三薯”淀粉含量丰富、被誉为“淀粉之王”。迄今，丰富的“三薯”资源虽然用途还粗放，但是却广泛用于食料、饲料和工业原料等多个方面。以甘薯为例，据调查， 目前中国甘薯的利用和耗费结构大体有五个部分：直接用作饲料部分占50%；工业加工部分占15%；直接食用部分占14%；用作种子部分占6%；另有15%因保藏不善而腐烂。同样，马铃薯除大量直接食用外，有相当大部分用作加工淀粉。至于木薯，在贫困地区相当大数量也直接用作食物和生产配合饲料的原料，近年来越来越多地用作生产燃料乙醇的原料。
其二，“三薯”种植占用大量耕地。在甘薯、马铃薯和木薯种植面积中，有相当大部分利用的是耕地。像在东北、黄淮海地区种植的甘薯、马铃薯等，多数就是种植在现有耕地上。四川、贵州、重庆、云南、内蒙古、河南、湖阵和湖北等省（区）都是甘薯和马铃薯的主产区，其种植面积在总面移中占有相当大的份额。即使适宜种植在丘陵区或浅山区的木薯，也有相当部分种植在耕地上。据调查，在中国最大的木薯产区广西，农户1／3的耕地种植的是木薯。如果继续扩大甘薯、马铃薯和木薯的种植面积，难免挤占更多的、适宜种植粮食的耕地面积。
上述表明，利用甘薯、马铃薯和木薯等薯类作物生产生物燃料的途径，并不能绕过“不与人争粮、不与粮争地”的障碍，必须寻求真正能够绕过上述“坎”的途径。追溯中国生物燃料不算长的发展历史，可以说，粮食生物燃料只是这项新兴产业发展的开端；目前广受“追捧”的甜高梁、薯类等作物，恐怕也只是阶段性、辅助性选择；还必须探索和开拓其它更具有稳定性、持久性的发展途径。于是，大力开拓和发展以纤维素为主要原料的“第二代生物燃料”提上日程。
发展第二代生物燃料是解决资源约束的广阔途径
第二代生物燃料的主要原料是纤维素，因而又称纤维素燃料乙醇；另外，以木本粮油原料生产的生物柴油。纤维素原料主要包括三大类：一类是农作物秸秆和农产品加工副产物；另一类是灌木林和能源植物等生物质原料，以及枝桠、梢头、被砸伤树木及遗弃的生物材料等；第三类是木本粮油，像麻风树、废弃油脂等。这些在自然界中是最普遍、最丰富、最廉价、最常见的生物材料，是为人类提供生产生物燃料的、可再生的、取之不竭的资源。利用这些资源，对开拓我国生物燃料的辉煌未来具有不可估量的意义。
1、我国拥有大量的第一类纤维素资源。据估算，我国每年生产的农作物秸秆、谷糠和饼粕的总产量高达7.8亿吨以上，其中玉米秸秆33182万吨（占总量的42.4%）、小麦秸秆15362万吨（占19.7%）和稻谷秸秆11955.3万吨（占15.3%）等是“三大秸秆”，占全国总秸秆量的77.4%以上。另外，我国南方甘蔗主产区甘蔗总产量高达12415.2多万吨，蔗渣纤维的产量达到1241.5万吨。这一类加工蔗糖副产品可再生纤维素资源，数量巨大，原料集中，储运方便，可折合标准煤547.5万吨，具有广阔的开发前景。
2、我国拥有丰富的灌木林和能源植物资源。就第二类纤维素资源来说，我国还是灌木林和能源植物资源丰富的国家。其特点有五：一是树种多。全国大约有6000多个灌木林树种，其中，可作为生产生物质燃料原料利用的树种超过1000种。二是面积广。全国总面积高达4529.68万公顷，占全国林地总面积的16.02%以上。近年来，中国每年营造灌木林面积在60万公顷以上，面积超过5C万亩的县163个。例如，我国木本油料地面积总计达343万平方公里，其中成片分布的面积约有1 35万平方公里。其果实总产量达1 14万吨，是生物柴油的优质生物质原料。三是灌木林产量大。目前每年灌木林的产量超过2.02亿吨，而且还有大幅度提高的余地。四是发展空间广阔。中国拥有4600万公顷的宜林地和1 100万公顷荒沙与荒地，不仅无法用于种植业，而且也不适宜种植乔木树种，但适宜种植能源灌木林。若将这些土地资源的一半种植灌木林，既可使全国森林覆盖率提高0.5个百分点，又可使全国每年新增木质纤维素原料5亿吨以上。五是资源综合利用潜力雄厚。作为生物质原料的林业废弃物数量十分巨大，包括采伐后留下的枝桠、梢头及遗弃材料等，其总量有7.6亿多吨。尤其是许多灌木树种生物产量大，产生的热值高。
3、我国拥有开发利用纤维素资源的雄厚潜力。根据相关土地资源调查文献资料，我国“边际性土地”可划分为三类：第一类是可利用但尚未利用的宜林宜农荒地。目前全国拥有未被利用的土地2.45亿公顷，其中条件较好和可以利用的土地8874万公顷，宜林土地5704万公顷，可开垦宜农土地734万公顷。第二类是现有林地中的木本粮油、灌木林和薪炭林。其总面积高达5 1 76万公顷，依次为343万公顷、4530万公顷和303万公顷。其中木本油料土地面积高达343万平方公里，其中成片分布的面积约有1 35万平方公里。其果实总产量达114万吨，是生物柴油的优质生物质原料。第三类是在现有1.3亿耕地中，约有5027万公顷低产农田，其中有2000万公顷不适宜种植粮食的低产田可以通过调整结构成为能源作物生产基地。以上三类“边际性土地”的总面积达到13653万公顷。
通过自主创新，开发利用我国丰富的纤维素资源，将会点燃农业农村经济新增长点，为解决“三农”问题和稳定增加农民收入开辟一条新途径。在干旱、半干旱的生态脆弱地区，不适于种植粮食作物，而适宜种植能源林木。灌木树种根系发达，许多树种具有很强的抵御干旱、抗瘠薄、抗风沙、抗盐碱及抗高温等逆境的能力，扩大林木覆盖率，有效防止土地沙化，改善这些地区的生态环境，可以有效绿化祖国。同时，在开发“边际性土地”过程中，有利于扩大就业，促使富裕劳力转向新的就业岗位。据估算，为收集、运输和供应加工厂的生物质原料，必然促进运输业、服务业、储藏业、农产品加工业等行业的发展，增加新经济增长点，全国至少需要增加1040多万个劳力；为开发“边际性土地”，也至少需要增加劳动力数百万之多。更具有深远意义的是，开发利用丰富的生物质原料植物资源生产生物燃料，可促进持续发展可再生的清洁能源，逐步改善能源结构，替代化石能源，减少温室气体排放，开拓“低碳经济”之路。
发展纤维素燃料将开辟“三农”发震的新领域
满足国民经济高速、持续发展对新型能源日益增长的需求，是一个我国在发展中面临的一个极为重大的、无法回避的问题。为加快发展生物质能源，我国目前应该抓好以下主要环节：一是大力抓好现有生物质资源的开发和合理利用；二是大力抓好新增生物质燃料原料的开发，特别是“不与人争粮、不与粮争地”的新型能源资源；三是大力抓好包括液态、气态、固态等生物质能源的生产和供应；四是大力抓好生物质能源的市场销售和消费。总之，要站在保障国家能源安全和发展低碳经济的战略高度，开发利用生物质能源，使之成为替代化石能源的重要新能源。生物燃料乙醇作为一种清洁无污染、可再生生物燃料，是未来能源产业经济发展的重要趋势之一。我国必须把它置于能源发展的战略地位，不失时机地加强其科技攻关，以占领生物燃料乙醇的制高点。
发展第二代生物燃料乙醇涉及原料生产开发、科技攻关、组织农民、健全服务，以及产品销售等，是一个系统工程。国家必须把发展第二代生物燃料乙醇当作一个重大战略行动，正式列入经济社会发展规划中，同时采取必要措施，给予有力支持，开拓我国“三农”发展的广大新领域：一是广辟和发展生物燃料乙醇的资源，实现资源多元化；二是加强难题攻关和科技研发，实现成本低廉化；三是积极开展综合利用，实现可持续化；四是大兴现代服务业，实现服务社会化；五是优化资源配置，实现产销市场化。下面，兹作简要阐述。 其一，大力开发利用“边际性土地”资源，点燃“三农”新增长点。所谓“边际性土地”，是指条件较差、不适于种植粮食的土地。我国“边际性土地”可划分为三类：第一类是可利用但尚未利用的宜林宜农荒地。第二类是现有林地中的木本油料林、灌木林和薪炭林。第三类是在现有1.3亿耕地中，约有5027万公
顷“非粮”低产农田，其中有2000万公顷低产田可以通过调整结构成为能源作物生产基地。
大规模开发利用“边际性土地”，将会唤醒我国尚在沉睡中的广袤土地资源，不仅能建设成巨大的“绿色油田”，而且将点燃广大农村、特别是边远地区特色经济的许多新经济增长点。包括扩大农民转向新的就业岗位，稳定增加农民收入，促进解决“三农”问题。例如，为收集、运输和供应加工厂所需要的生物质原料，必然促进运输业、服务业、储藏业、农产品加工业等行业的发展，需要大量的从业人员。据估算，全国至少需要增加1040多万个劳力。同时，为开发“边际性土地”，也至少需要增加劳动力数百万之多。不少地区发展灌木林业的经验证明，在干旱、半干旱地区大规模发展灌木林，可促使林业、农业和环境保护相互促进，获得良好的经济效益、社会效益和生态效益。同时，还可真正实现“不与人争粮、不与粮争地”的方针，把发展生物燃料产业置于资源稳定、可靠供应的基础上。许多地方的实践证明，发展生物能源产业对当地振兴“三农”和建设新农村发挥了巨大推进作用。
其二，大力攻克科技难题，充分开发利用丰富的纤维素资源。开发利用木质纤维素生物质原料生产燃料乙醇，需要克服三大技术障碍：简捷高效的预处理技术；降低纤维素酶的成本；戊糖和己糖共发酵生产乙醇。攻克这些世界性的科技难题，需要各方协同攻关，解决原料预处理、糖化、发酵和精馏各个过程中存在的制约纤维素乙醇实现大规模工业生产的瓶颈问题。具体需要克服以下四方面的问题：一是解决酶解糖化经济成本较高的问题。目前因为缺乏高效生产纤维素酶菌株，使得酶解糖化经济成本较高。当前生产1吨纤维乙醇需要酶制剂的成本在2200-2600元。二是木质纤维素预处理技术有待进一步优化和提高的问题。由于纤维素原料结构的复杂性，使其纤维素、半纤维素和木质素三者不能有效分离，同时还伴随产生一些中间副产物。实验表明，这些物质抑制酵母的生长和代谢，最终影响乙醇的产率。三是缺乏能够同时高效代谢戊糖和己糖的发酵菌株，戊糖的利用是影响纤维乙醇综合成本的关键因素。四是纤维素乙醇成熟醪酒度较低，一般水平为3%～4%，较高水平可达到6%，生产1吨燃料乙醇将消耗30—60吨水，同时将产生几乎同样数量的废液，污水处理成本较高，难度较大。为尽快攻克技术难关，建议成立专业研发中心，尽快攻破世界性难题，占领这一领域的制高点。
其三，深化改革，建立健全农村市场运作体系。振兴新兴的生物
能源产业，从一开始就需要深化改革和强化创新，探索生物质资源优化配置的手段，建立健全适应中国需要的生物能源产业运行的新体制和新机制。
1、以市场为导向发展生物能源产业经济。遵循这一理念，生物能源产品的研发、生产和原料基地的建立，都要以市场实际需求为出发点；生产的各种生物能源产品都要以满足市场需求为归宿点；各类企业都要把降低成本、提高效益、加强市场竞争能力作为生命点；生物能源产业的各个产业链，包括原料供应、能耗物耗、产品运销等，都必须接受市场检验和按照市场经济规律进行运营为关键点。
2、建立健全生物能源市场体系。能源是关系国计民生的重要的大行业，需要具备运行的载体——完备的市场体系。主要包括：生物能源原料市场，即各种原料的搜集、集中、预处理市场；生物能源产品市场，即各种生物能源产品的储存、供应、销售市场；生物能源技术市场，即生产生物燃料能源的新技术、新装备、先进科技成果，以及相关专利的转让、有偿使用、交易的市场；生物能源服务市场，即与生物能源相关的信息传递、原料搜集和供应、专业技术培训等发明的服务市场。以上各类市场都必须不断提高统一规范、活跃有序的水平。
3、建立健全生物能源的价格体系。中国建立健全生物能源的价格体系必须采取如下举措：一是，健全以市场为主形成生物能源产品的价格机制；二是逐步建立价格体系；三是国内和国外价格接轨；四是建立和实行保护价格。通过建立健全生物能源市场体系，特别是建立健全生物能源的价格体系，开拓和扩展生物燃料乙醇产销的广阔途径。特别是在开发利用边远地区“边际性土地”的过程中，要以市场为配置资源的基础手段，积极探索产业化经营之路，使广大农民分享土地开发、扩大就业、工商利益、环境改善等方面的成果。发展产业化经营的基本做法是建立和壮大具有如下特点的生物能源的龙头企业：建立新体制和新机制，实行“产供销”一体化；具有强大实力，带动生物能源产业发展；实行新经营方式，与农民开展“订单生产”。
其四，发展农民生物能源专业合作社，发展农村现代服务业。生物燃料乙醇产业经济是与“三农”息息相关的现代生物质新兴产业，是传统农业生产的一种拓展和延伸，各种生物质原料的产销都是农业和农村经济的一部分。广大农民是生物质原料生产的主体，广大农村是生物质原料生产的广阔天地。为发挥农民的主体作用，需要创新现代农业制度和提高农民组织化程度。其有效途径就是发展农民专业合作社，像能源林木专业合作社、木薯专业合作社、秸秆搜集合作社等。各类农民专业合作社都采取新型合作制：以社会化和专业化优质服务农民为宗旨，以“民办、民用、民有”为原则，以与生物燃料乙醇企业结合的“产供销”一体化经营为形式，开创生物燃料乙醇原料生产和供应的新模式。
为发展生物燃料乙醇、特别是发展纤维素燃料乙醇产业的过程中，要始终把为“三农”解困，使农民真正得到实惠作为基本原则。“边际性土地”的开发利用，就是向农业的深度和广度进军。在以“水土为中心”改良“边际性土地”基础上，综合考虑“非粮”燃料乙醇原料开发利用带来的环境资源、水资源的竞争，要充分关注和考虑给农民带来经济利益。在发展农业和农村经济方面，可延长产业链条，拓宽生产领域和农民增收渠道。在生态效益方面，通过大力推进农业资源节约使用和循环利用，减少农村秸秆、畜禽粪便和滥用化学品的三大污染源，改善农村环境和农村能源的消费结构与质量。特别是在开放利用边远地区“边际性土地”的过程中，要积极走产业化经营之路，使之分享土地开发、扩大就业、工商利益、环境改善等方面的成果。
其五，加大国家财政扶持力度，加快生物燃料乙醇产业发展速度。一定意义而言，生物燃料产业就是“能源农业产业”。鉴于此，国家财政加大对生物燃料乙醇产业的支持，就是对“能源农业产业”的扶持。正如前面所述，这对解决中国的“三农”问题具有重大战略意义。从目前中国的实际情况和急迫需要出发，其扶持的重点包括： (1)加强基础。即开发和开源农作物秸秆和能源灌木林生物质原料，促使纤维素生物质原料成为中国生物燃料乙醇产业的主要原料，尽力加强其原料薄弱的环节。 (2)加强关键。即加强关键性科技难题的攻关和生物燃料先进技术工艺的研发，尽快攻下制取纤维素燃料乙醇的高效酶制剂及关键技术装备的难关。 (3)加强开发。即大力开拓和利用“边际性土地”，建设产量高、质量高、效益高的各类纤维素植物的生产基地。这就是所谓的“建设绿色油田”。 (4)加强营销。即建立健全生物能源产品的市场流通体系，扩大其使用范围。国家财政可以把支持发展生物燃料生产、流通和消费纳入农业补贴的范围，并作为扶持的重点，实现稳定化、制度化和法制化。
丁声俊
国际农产品贸易2010.3