田宜水,孫麗英,孟海波,姚宗路
(農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京100125)
近年來,中國能源需求急劇增長,2010年原油進(jìn)口量達(dá)2.39億t,石油對外依存度逐年上升,國家能源安全形勢日益嚴(yán)峻[1]。生物燃料乙醇作為一種可再生能源,得到了國內(nèi)外廣泛地關(guān)注[2]。木薯粗生、易栽、耐旱、適應(yīng)性非常廣,耐貧瘠,目前被認(rèn)為是生產(chǎn)生物燃料乙醇最具潛力的原料之一[3,4]。
國家發(fā)展改革委在《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出發(fā)展甜高粱、木薯等非糧生物燃料乙醇,2010年將燃料乙醇使用量提高到200萬t,到2020年為1000萬t。但目前僅廣西北海建成以木薯為原料20萬t/a燃料乙醇項(xiàng)目,“十一.五”目標(biāo)無法完成已是不爭的事實(shí)。此外,由于對木薯原料的剛性需求很強(qiáng),造成木薯價(jià)格急劇上揚(yáng),預(yù)計(jì)2010/2011榨期,廣西的鮮木薯價(jià)格可達(dá)700元/t以上[5]。中國的木薯供應(yīng)能否滿足現(xiàn)階段燃料乙醇生產(chǎn)的需要,是擺在我們面前的一項(xiàng)重要課題。
黎貞崇、閆慶祥[6,7]等分別提出提高國內(nèi)木薯單產(chǎn)、擴(kuò)大種植面積、提高木薯抗寒能力、充分利用東盟的木薯資源等手段,以保障木薯原料的供應(yīng)。方佳等[8-10]分別分析了國內(nèi)外木薯生產(chǎn)、國際貿(mào)易、產(chǎn)業(yè)研究等發(fā)展現(xiàn)狀。李寧等[11,12]分析了中國以及廣西木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢、劣勢、機(jī)會(huì)和潛在威脅。楊昆等[13]從農(nóng)戶角度,認(rèn)為隨著木薯燃料乙醇的發(fā)展,對木薯的需求將快速增長。而柴沁虎等[14]認(rèn)為,中國木薯播種面積對價(jià)格信號響應(yīng)較慢,產(chǎn)出并不會(huì)因?yàn)槟臼韮r(jià)格上漲出現(xiàn)大幅增加。
但上述研究既未詳細(xì)分析中國木薯發(fā)展?jié)摿σ约皝碓矗治磳χ袊磥砟臼淼男枨筮M(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,難以說明目前阻礙木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因。本文綜合分析中國木薯原料供需現(xiàn)狀與未來趨勢,以期為國家政策制定提供參考。
木薯用途廣泛,最原始的功能是作為食物和飼料。由于木薯塊根含有豐富的淀粉成分,在現(xiàn)代成為加工淀粉和酒精的良好原料,其深加工的產(chǎn)品是變性淀粉、淀粉糖、山梨醇、檸檬酸等。目前,我國約30%的木薯由農(nóng)戶用作飼料,70%用作加工淀粉和酒精等產(chǎn)品。自2000年以來,我國國內(nèi)木薯市場供需呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,但略有波動(dòng)。其中2009年我國木薯總供給量達(dá)2377萬t,達(dá)歷史高點(diǎn);受國際金融危機(jī)的影響,2008年國內(nèi)木薯總供給大幅度下降,為1238萬t(表1)。
表1 2000-2008年中國木薯供應(yīng)現(xiàn)狀(單位:折鮮重萬t)
近年來,我國木薯種植面積呈逐年下降趨勢,從2000年的45.8萬hm2,下降到2008年的37.4萬hm2,年均下降了2.6%。中國一直致力于木薯產(chǎn)品的育種、栽培及田間管理,在種植模式以及品種引進(jìn)上都不斷地向世界木薯生產(chǎn)大國靠攏。經(jīng)過幾十年努力,中國選育出華南5號、華南6號、華南7號、華南8號、華南9號、GR891、GR911、南植199等有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種,部分品種平均鮮薯單產(chǎn)可達(dá)到30t/hm2~45 t/hm2,比老品種增產(chǎn)30%~80%;鮮薯淀粉含量可達(dá)到30%左右。受益于木薯品種改良等科技進(jìn)步手段,我國木薯的單產(chǎn)有所提高,從2000年的14.71 t/hm2,提高到2008年的18.83 t/hm2。受種植面積下降的影響,我國木薯的總產(chǎn)量亦呈逐年下降趨勢,2008年為704.2萬t(表2)。
木薯是熱帶和亞熱帶作物,適宜于無霜凍的地方栽培。木薯是短日照熱帶作物,要求陽光充足和8個(gè)月以上無霜期均可種植。我國木薯種植區(qū)主要分布于廣西、廣東、海南、云南和福建的部分地區(qū)。從區(qū)域分布上,廣西居全國第一位,2008年種植面積為22.15萬hm2,占全國總種植面積的60%;產(chǎn)量為433.08萬t,占全國總產(chǎn)量的61.5%;廣東居全國第二位,2008年種植面積為8.56萬hm2,占全國的22.9%,產(chǎn)量為158.89 萬 t,占全國的 22.6%(表 2)。
表2 中國主要木薯生產(chǎn)地種植面積和產(chǎn)量(單位:萬 hm2,萬 t)
圖1 中國木薯干片(含鮮薯)進(jìn)口數(shù)量
隨著對木薯淀粉、食品、化工、紡織等下游行業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)木薯市場需求量不斷攀升,中國出現(xiàn)了木薯供應(yīng)不足的現(xiàn)象,進(jìn)口木薯供給迅猛增長(圖1)。2009年中國木薯干片進(jìn)口量約610.7萬t,創(chuàng)造了同期的最高水平,對外依存度達(dá)69.4%。其中,2008年中國進(jìn)口木薯約197.6萬t,與2007年相比大幅度下跌,減少了264.3萬t,減幅為57.4%,對外依存度為41.1%。進(jìn)口大幅下跌的原因主要是國際金融危機(jī),造成需求的銳減。中國木薯干片的主要進(jìn)口國為泰國、越南、印度尼西亞、老撾和緬甸等。
受國家產(chǎn)業(yè)政策、土地資源、木薯生產(chǎn)技術(shù)、外部條件等因素制約,本文預(yù)測中國未來木薯生產(chǎn)將不會(huì)發(fā)生大的變化,播種面積將長期保持在40萬hm2左右,產(chǎn)量保持在700萬t左右。
(1)土地資源條件。2008年廣西農(nóng)作物總播種面積為569.56萬 hm2,2000-2008年期間持續(xù)下降(表 3)。其中,2008年木薯種植面積為22.15萬hm2,呈持續(xù)下降趨勢。而同期,甘蔗面積由2000年的45.43萬hm2增加到2008年的109.01萬hm2,增加了63.58萬hm2。糧食作物等種植面積也大幅下降。因此,在現(xiàn)有耕地面積下降的情況下,既要保證糧食的生產(chǎn)安全,又要滿足發(fā)展木薯、甘蔗種植的土地需求,勢必造成農(nóng)業(yè)農(nóng)地緊張的局面。土地條件將是制約我國木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要制約因素。
表3 廣西主要年份主要農(nóng)作物播種面積 (單位:萬hm2)
(2)科技條件。我國木薯植區(qū)品種老化單一、良種覆蓋率低,單產(chǎn)偏低,南洋紅201、華南205多年來一直未能得到改良,品種退化,致使多年來平均單產(chǎn)在19.5 t/hm2左右,淀粉含量則在25%~27%左右,同優(yōu)良品種相比,存在較大的差距。加上良種繁育、推廣速度慢,木薯的優(yōu)良品種供應(yīng)數(shù)量少,價(jià)格過高而受到了相應(yīng)的制約。木薯粗生易長,不施肥、不管理也有一定的收成,大部分農(nóng)民在種植木薯時(shí)基本都存在不施基肥,也不追肥等現(xiàn)象,導(dǎo)致在木薯生產(chǎn)中管理粗放,嚴(yán)重影響了木薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來,農(nóng)村大量青壯年勞動(dòng)力外出務(wù)工,農(nóng)村勞動(dòng)力成本的提高,制約了勞動(dòng)力的投入,在一定程度上也導(dǎo)致了木薯生產(chǎn)管理的粗放,制約了木薯產(chǎn)量水平的進(jìn)一步提高。
近年來,世界木薯收獲面積、單產(chǎn)和產(chǎn)量總體上呈平穩(wěn)增長態(tài)勢。2008年世界木薯收獲面積為1869.5萬hm2,單產(chǎn)為12.46t/hm2,總產(chǎn)量達(dá)2.33億t。木薯收獲面積位居世界前10位的國家依次為尼日利亞、剛果(金)、巴西、印度尼西亞、泰國、莫桑比克、加納、安哥拉、坦桑尼亞、越南。
未來世界木薯的產(chǎn)量主要取決于各國產(chǎn)業(yè)政策、木薯生產(chǎn)技術(shù)、氣候因素、播種面積以及價(jià)格等因素。根據(jù)對國際木薯生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析,可以發(fā)現(xiàn)世界木薯收獲面積總體呈平穩(wěn)增長態(tài)勢,10余年間保持在1600萬hm2~1900萬hm2之間??紤]未來需求以及各國產(chǎn)業(yè)政策的支持,世界木薯收獲面積在未來5年不會(huì)發(fā)生太大的波動(dòng),將長期穩(wěn)定在1850萬hm2的收獲面積上。綜合以上各種因素,預(yù)計(jì)未來5年,世界木薯單產(chǎn)的年均增長率為2%,則到2015年,世界木薯的平均單產(chǎn)為14.3t/hm2??梢怨浪愠鑫磥?年世界木薯的產(chǎn)量,到2015年世界木薯的總產(chǎn)量為2.65億t。
由于參與較大規(guī)模貿(mào)易的國家為數(shù)不多(如泰國),而且各國的木薯庫存量相對較小,且均為干品形式。因此,未來木薯國際貿(mào)易將不會(huì)發(fā)生較大的變化,基本保持在5000萬t左右(鮮重)。
隨著中國淀粉、酒精及其深加工業(yè)的發(fā)展,木薯產(chǎn)業(yè)鏈延長,木薯加工品應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,使木薯加工品需求量迅速增長,國內(nèi)市場對木薯及其加工品的需求將逐年增長。
2.3.1木薯淀粉 中國是淀粉生產(chǎn)大國,2008年中國淀粉年產(chǎn)量已達(dá)1818萬t,其中玉米淀粉約1685萬t,占92.7%;木薯淀粉產(chǎn)量約89.5萬t,占4.9%。木薯淀粉深加工產(chǎn)品主要是變性淀粉、淀粉糖、糖醇等發(fā)酵有機(jī)類產(chǎn)品,木薯產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步形成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國木薯加工企業(yè)有200多家,其中,生產(chǎn)變性淀粉的廠家約有150家,絕大部分廠家生產(chǎn)規(guī)模在5000t以下,萬t級以上的廠家僅有6~8家,3~5萬t級以上約3家。企業(yè)主要分布在兩廣地區(qū)。其中,廣西木薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)約100家,總生產(chǎn)能力1.2萬t/d左右,木薯淀粉產(chǎn)量約40萬t左右,占全國總產(chǎn)量的45%。
由于中國北方地區(qū)玉米種植面積大,產(chǎn)量高,加工企業(yè)規(guī)模較大、設(shè)備較先進(jìn),玉米淀粉質(zhì)量穩(wěn)定,價(jià)格比較低。但木薯淀粉具有雜質(zhì)含量低(木薯淀粉含蛋白質(zhì)為0.10%,玉米淀粉為0.35%)、糊化溫度低(木薯淀粉為52℃~64℃,而玉米淀粉為62℃~72℃)、粘度高、糊液穩(wěn)定透明、成膜性好、滲透性強(qiáng)等優(yōu)良理化特性和加工特性,在一些應(yīng)用領(lǐng)域,玉米變性淀粉難以替代木薯變性淀粉。中國對木薯淀粉的總體需求成逐年遞增趨勢。當(dāng)然,我國木薯淀粉價(jià)格比玉米淀粉價(jià)格高約300元/t左右。如果超過300元/t,則很多用戶必然設(shè)法用玉米淀粉替代木薯淀粉。
2.3.2木薯酒精 中國酒精工業(yè)的發(fā)展已有近百年的歷史,我國年生產(chǎn)酒精能力約550萬t。其中,商品酒精年產(chǎn)量約為250萬t,國內(nèi)消費(fèi)約230萬t,出口約20萬t。自產(chǎn)自用酒精約300萬t。中國木薯酒精加工業(yè)是從20世紀(jì)90年代前后開始發(fā)展的,以鮮木薯和木薯干片為原料生產(chǎn)食用酒精及工業(yè)酒精?,F(xiàn)有木薯酒精企業(yè)30多家,日產(chǎn)能力約2000 t,年產(chǎn)木薯酒精40多萬t。其中,廣西木薯擁有木薯酒精總產(chǎn)量約15萬t,木薯酒精廠約有12家。
(1)釀酒業(yè)。目前中國白酒產(chǎn)量約為855萬t,其中60%以上,即500萬t白酒是用食用酒精勾兌而成的。用食用酒精勾兌白酒的比例,每年都在增加。白酒行業(yè)的利潤總額增長率一直高于銷售收入增長率,整個(gè)行業(yè)的景氣程度持續(xù)看好。我國白酒消費(fèi)仍然呈現(xiàn)增長之勢,預(yù)計(jì)未來白酒產(chǎn)量亦不會(huì)低于2009年,其對酒精的鋼性需求相對固定。
(2)化工行業(yè)。經(jīng)歷了2008、2009年的蕭條以后,2010年我國化工行業(yè)將會(huì)延續(xù)2009年開始的復(fù)蘇進(jìn)程,隨宏觀經(jīng)濟(jì)一同轉(zhuǎn)暖,初步完成底部整固,呈現(xiàn)回升態(tài)勢,價(jià)格回升至2008年四季度初水平,產(chǎn)量出現(xiàn)恢復(fù)性增長,但恢復(fù)幅度不大。
(3)對外貿(mào)易。2006年9月15日國家財(cái)政部下發(fā)了《取消酒精出口退稅》的通知,企業(yè)的出口活動(dòng)按該通知變成虧損,國內(nèi)酒精的出口形勢也由此而發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。特別是金融危機(jī)發(fā)生和石油價(jià)格暴跌后,工業(yè)酒精需求幾乎陷于停滯,出口水平處于歷史水平最低點(diǎn)。在國外市場嚴(yán)重低迷情況下,出口需要倚仗國家稅收政策的調(diào)整,但在國際金融危機(jī)的背景下,出口需求的恢復(fù)仍具有很大困難。
綜上所述,中國酒精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局在未來一段時(shí)期內(nèi)將不會(huì)發(fā)生較多的變化。在所有酒精的農(nóng)作物原料中,以木薯價(jià)格最為低廉,即木薯酒精的成本是最低的,具有很強(qiáng)的價(jià)格競爭力。但如果木薯價(jià)格提高,則及酒精廠則轉(zhuǎn)而使用其他原料。因此,未來木薯酒精的產(chǎn)量不會(huì)發(fā)生大的變化。2.3.3木薯燃料乙醇 根據(jù)國家發(fā)展改革委發(fā)布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出的目標(biāo),不再增加以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)能力,合理利用非糧生物質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇。近期重點(diǎn)發(fā)展以木薯、甘薯、甜高粱等為原料的燃料乙醇技術(shù),到2010年,增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬t。到2020年,生物燃料乙醇年利用量達(dá)到1000萬t。廣西計(jì)劃建設(shè)100萬t燃料乙醇生產(chǎn)基地,年需要新增鮮木薯700萬t。
綜上所述,如果在木薯淀粉和木薯酒精等需求量不變的前提下,到2020年,我國將新增木薯乙醇100萬t,需新增木薯700萬t(鮮重),國內(nèi)生產(chǎn)難以滿足要求,需新增進(jìn)口木薯干片700萬t(鮮重)。
近年來,隨著木薯淀粉、酒精等下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國木薯需求呈快速增加趨勢,國內(nèi)木薯生產(chǎn)難以滿足要求,木薯進(jìn)口量迅速增加,2009年木薯對外依存度達(dá)69.4%。未來受國家產(chǎn)業(yè)政策、土地資源、木薯生產(chǎn)技術(shù)、外部條件等因素制約,中國木薯生產(chǎn)將曾逐年下降趨勢,且不會(huì)發(fā)生大的變化,總產(chǎn)量保持在700萬t左右。隨著中國淀粉、酒精及其深加工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)市場對木薯及其加工品的需求將逐年增長,預(yù)測到2020年中國新增木薯需求量約700萬t。國內(nèi)生產(chǎn)難以滿足木薯的實(shí)際要求。因此,僅依靠國內(nèi)供應(yīng)生產(chǎn)木薯燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn),需要調(diào)整相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。為促進(jìn)我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,特提出如下建議:
(1)目前中國廣西種植的木薯主要品種退化嚴(yán)重,產(chǎn)量低。如果引進(jìn)推廣優(yōu)良新品種以及配套的栽培管理技術(shù),單產(chǎn)可達(dá)30t/hm2~45 t/hm2,而且提高了淀粉含量。在木薯的品種選育、種植技術(shù)方面,農(nóng)業(yè)部熱帶作物研究院、中國科學(xué)院華南植物所、廣西亞熱帶作物、廣西農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所等單位已培育出華南5號、華南8號、南植199等多個(gè)木薯新品種,平均單產(chǎn)可達(dá)30t/hm2~45t/hm2,集約栽培可達(dá)90t/hm2。建議建立木薯品種選育基地,加快木薯良種的引進(jìn)、培育、示范和推廣力度,增加國內(nèi)的木薯供應(yīng)能力。
(2)采取“走出去”戰(zhàn)略[15],拓展燃料乙醇原料資源,充分利用東南亞國家的廉價(jià)土地和勞動(dòng)力資源,建設(shè)木薯種植基地;同時(shí)擴(kuò)大從主要乙醇出口國(如巴西)的進(jìn)口規(guī)模,這不僅有利于實(shí)現(xiàn)部分替代進(jìn)口石油和能源進(jìn)口多元化發(fā)展戰(zhàn)略,而且還有助于平衡我國與較大貿(mào)易逆差的國家和地區(qū)的雙邊貿(mào)易額。
(3)由于土地資源和增產(chǎn)潛力的限制,利用木薯、甘薯和甜高粱莖稈發(fā)展燃料乙醇的空間不大。秸稈等纖維素制取燃料乙醇被認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。但目前技術(shù)尚不成熟,成本昂貴,其規(guī)?;l(fā)展仍有賴于重大技術(shù)突破和顯著的成本下降。建議統(tǒng)籌規(guī)劃,針對纖維素制取乙醇中存在的預(yù)處理、纖維素酶和多糖發(fā)酵等關(guān)鍵性問題進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),并加強(qiáng)國際合作,力爭在中遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
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