中國車用燃料乙醇流向與產(chǎn)業(yè)時(shí)空布局分析

陳 曦 潘克西 李玥寧 李永浮 張配豪

1.復(fù)旦大學(xué) 2.上海大學(xué)

0 前言

車用燃料乙醇①燃料乙醇一般是指體積分?jǐn)?shù)達(dá)到99.5%以上的無水乙醇。生產(chǎn)原料來源廣、生產(chǎn)技術(shù)路線多、使用方便、易于推廣，是理想的汽油組分。推廣應(yīng)用乙醇汽油②乙醇汽油是將燃料乙醇與普通汽油按照一定比例混配的液體車用燃料。可以有效減緩汽油消費(fèi)的增長(zhǎng)速度，改善環(huán)境質(zhì)量。生物燃料乙醇的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，可以為玉米等大宗農(nóng)產(chǎn)品建立專業(yè)、可持續(xù)的加工轉(zhuǎn)化渠道，提高國家對(duì)糧食供需的調(diào)控能力，穩(wěn)定糧食產(chǎn)量和價(jià)格預(yù)期，調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，夯實(shí)國家糧食安全基礎(chǔ)。

1908年，第一輛燃料乙醇汽車在美國誕生。1930年，燃料乙醇作為汽油添加劑在美國出現(xiàn)，1980年初推廣應(yīng)用。目前，美國是全球最大的車用乙醇汽油生產(chǎn)國和消費(fèi)國，大部分地區(qū)使用燃料乙醇占比10%的乙醇汽油（E10），部分地區(qū)使用較高比例的E15乙醇汽油。2017年，美國在役的玉米燃料乙醇生產(chǎn)廠211家，在建6家，分布在28個(gè)州，產(chǎn)量4 904萬t，每年有近40%的玉米用于生產(chǎn)燃料乙醇[1]。1938年，巴西國會(huì)通過法案，要求必須在所有類型的汽油中添加燃料乙醇，成為全球最早通過立法手段強(qiáng)制推廣乙醇汽油的國家。目前，巴西是全球第二大燃料乙醇生產(chǎn)國和消費(fèi)國，以甘蔗為主要生產(chǎn)原料，摻混比高達(dá)27%。2017年，巴西燃料乙醇產(chǎn)量為2 173萬t。

上世紀(jì)60年代，我國基于備戰(zhàn)和石油供應(yīng)短缺的考慮，在部分地區(qū)使用乙醇汽油。2000年，國家正式啟動(dòng)車用乙醇汽油推廣應(yīng)用工作③2000年，原國家計(jì)委、原國家經(jīng)貿(mào)委等部門聯(lián)合設(shè)立車用乙醇汽油推廣工作領(lǐng)導(dǎo)小組，建立聯(lián)席辦公會(huì)議制度，成員包括原國家計(jì)委、原國家經(jīng)貿(mào)委、國家財(cái)政部、公安部、原國家工商行政管理總局、國家稅務(wù)總局、原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、原國家環(huán)保局等八部委以及中國石油、中國石化等公司，啟動(dòng)車用乙醇汽油推廣應(yīng)用工作。，核準(zhǔn)建設(shè)燃料乙醇定點(diǎn)生產(chǎn)廠，陸續(xù)在黑龍江、吉林等11個(gè)省份“全封閉”或“半封閉”推廣應(yīng)用乙醇汽油，成為全球第三大燃料乙醇生產(chǎn)國和消費(fèi)國。

2017年9月，國家發(fā)展改革委等15部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》（發(fā)改能源〔2017〕1508號(hào)），明確到2020年在全國范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油，基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋[2]。2018年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《全國生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)總體布局方案》（發(fā)改能源〔2018〕1271號(hào)），確定了燃料乙醇產(chǎn)業(yè)總體布局，強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持控制總量、有限定點(diǎn)、公平準(zhǔn)入，進(jìn)一步在北京、天津、河北等15個(gè)省推廣車用乙醇汽油[3]。2019年2月，國家能源局為貫徹上述兩個(gè)重要文件的要求，印發(fā)了《關(guān)于建立擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油工作信息月報(bào)制度的通知》（國能綜通科技〔2019〕20號(hào)）[4]，擬建立專項(xiàng)工作信息月報(bào)制度，及時(shí)掌握有關(guān)?。▍^(qū)、市）和中央企業(yè)在積極穩(wěn)妥推進(jìn)擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油專項(xiàng)工作領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展。本文基于我國近20年來的車用乙醇汽油推廣應(yīng)用實(shí)踐，主要就“全覆蓋”、“有限定點(diǎn)”等車用乙醇汽油發(fā)展目標(biāo)和燃料乙醇生產(chǎn)布局進(jìn)行系統(tǒng)分析和情景模擬，探究燃料乙醇的發(fā)展路徑和主要制約。

1 前人研究與主要關(guān)注

乙醇汽車沒有電動(dòng)車那樣受到廣受關(guān)注，因此相關(guān)研究和文獻(xiàn)數(shù)量不多，且大都集中于生物燃料乙醇發(fā)展歷程、政策變化、試點(diǎn)示范、生產(chǎn)技術(shù)、原料來源、成本產(chǎn)出、環(huán)境影響和國外經(jīng)驗(yàn)等比較專業(yè)的范疇內(nèi)。

1.1 關(guān)于生物燃料乙醇的發(fā)展

門秀杰等（2018）比較全面地從時(shí)間上縱向分析了我國生物乙醇汽油的發(fā)展歷程，具體回顧了不斷推廣的試點(diǎn)省市，從“2省”、“4省”到“11省市”、“26省市”再到“全覆蓋”，強(qiáng)調(diào)發(fā)展燃料乙醇對(duì)于我國交通能源的發(fā)展具有關(guān)鍵作用[5]。李志軍（2008）基于燃料乙醇的一系列政策推出過程分析國內(nèi)現(xiàn)狀，明確了“人地爭(zhēng)糧”和技術(shù)急需突破的困境，并提出相關(guān)的政策建議[6]。郎曉娟等（2009）具體以原料為對(duì)象進(jìn)一步分析燃料乙醇的政策演變，明確了以非糧原料等生產(chǎn)燃料乙醇的發(fā)展趨勢(shì)[7]。

1.2 關(guān)于生物燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù)

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)的胡迀林等（2018）剖析了現(xiàn)有生物燃料乙醇添加方式存在的主要弊端，提出了采用化學(xué)方法添加生物燃料乙酵的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于實(shí)際[8]。韓飛（2001）基于乙醇汽油的性質(zhì)、制備和調(diào)合方法，分析了水解發(fā)酵作用生產(chǎn)乙醇的技術(shù)方法[9]。牛建軍（2018）發(fā)現(xiàn)，紫外熒光法可用于車用乙醇汽油的硫含量測(cè)定，結(jié)果準(zhǔn)確且可靠，可以用于檢測(cè)監(jiān)測(cè)成分[10]。

1.3 關(guān)于生物燃料乙醇的環(huán)境影響

劉少華等（2012）實(shí)驗(yàn)表明，與汽油相比，乙醇汽油有利于改善汽車尾氣的排放，CO、HC和NOx排放均得到改善，環(huán)境效益較高[11]。針對(duì)我國京津冀地區(qū)霧霾頻發(fā)的嚴(yán)峻形勢(shì)，范必等（2015）建議在京津冀推廣乙醇汽油，并通過提高優(yōu)惠政策，努力提高乙醇汽油的市場(chǎng)占有率[12]。

1.4 關(guān)于生物燃料乙醇的國際經(jīng)驗(yàn)

胡志遠(yuǎn)（2002）等全面介紹了美國、巴西、歐共體、加拿大、泰國等世界主要燃料乙醇應(yīng)用情況及中國的燃料乙醇使用情況，肯定了燃料乙醇的發(fā)展前景[13]。毛開云等（2018）深度解析了全球燃料乙醇產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，具體分析了美國、巴西和中國的燃料乙醇的代際演變和發(fā)展情況[14]。多位學(xué)者(康鵬[15]、李希宏[16]、任東明[17])進(jìn)一步總結(jié)國外乙醇發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為我國應(yīng)借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從穩(wěn)定原材料價(jià)格、技術(shù)攻關(guān)、適當(dāng)補(bǔ)貼、市場(chǎng)開放、加強(qiáng)國際化合作等角度入手，進(jìn)一步提高我國燃料乙醇的國際競(jìng)爭(zhēng)力。魏瑋等（2012）具體研究印度生物燃料政策的演進(jìn)和經(jīng)驗(yàn)，分析其對(duì)中國的啟示[18]。

1.5 關(guān)于乙醇汽油的“全覆蓋”

支持者認(rèn)為，推廣乙醇汽油和實(shí)現(xiàn)“全覆蓋”有諸多好處，當(dāng)前乙醇汽油的發(fā)展受到國家的高度關(guān)注，迎來了機(jī)遇時(shí)期，應(yīng)把握這個(gè)大好機(jī)會(huì)。任東明（2018）[19]和岳國君（2018）[20]從我國當(dāng)前的新形勢(shì)進(jìn)行分析，指出相關(guān)政策的出臺(tái)極大地促進(jìn)了燃料乙醇的發(fā)展，政策、資金、技術(shù)、原料等均成為有利條件，提出我國生物燃料乙醇將迎來一次快速發(fā)展機(jī)遇期。景春梅（2016）指出，擴(kuò)大推廣乙醇汽油可對(duì)我國減少碳排放、糧食去庫存、油品升級(jí)、緩解產(chǎn)能過剩企業(yè)困難和普惠“三農(nóng)”發(fā)揮重要作用[21]。中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院費(fèi)華偉等（2018）認(rèn)為，當(dāng)前我國燃料乙醇發(fā)展面臨多項(xiàng)政策出臺(tái)助力、生產(chǎn)原料有保障、控制原油對(duì)外依存度和推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，應(yīng)加大發(fā)展[22]。

反對(duì)者主要集中于燃料乙醇對(duì)汽車的不利影響、生產(chǎn)原料不足、經(jīng)濟(jì)性差和燃料乙醇供需存在缺口等四個(gè)層面，認(rèn)為2020年實(shí)現(xiàn)全覆蓋較困難。龔冬梅（2003）實(shí)證乙醇因具有親水性導(dǎo)致乙醇汽油在儲(chǔ)運(yùn)過程中易發(fā)生分層，不易保存[23]。劉鑫等（2018）進(jìn)一步指明，由于動(dòng)力不佳、油耗高、價(jià)格不便宜等特點(diǎn)，一些試點(diǎn)地區(qū)的車用乙醇汽油仍然沒有得到廣泛的認(rèn)可[24]。譚彥紅等（2008）從糧食安全視角分析燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，認(rèn)為非糧燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是趨勢(shì)[25]，但各地區(qū)的非糧燃料原料產(chǎn)量相差很大，生產(chǎn)存在一定的問題。張秀秀（2018）基于國家糧油信息中心公布的數(shù)據(jù)得到，我國許多新建燃料乙醇項(xiàng)目由于資金、技術(shù)等多種原因遲遲未能建成，用糧食生產(chǎn)燃料乙醇按汽油價(jià)出售存在經(jīng)濟(jì)性差問題[26]。2017年9月，我國明確到2020年在全國范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油，這對(duì)燃料乙醇的供求提出了要求。米多（2018）等簡(jiǎn)要分析了燃料乙醇的生產(chǎn)、市場(chǎng)供需和價(jià)格，認(rèn)為2020年我國燃料乙醇年利用量將達(dá)到1 570萬t，按目前國內(nèi)乙醇供應(yīng)能力，產(chǎn)能缺口約為1 265萬t[27]。王娟等（2018）以重慶市為例，得出國內(nèi)生物乙醇的生產(chǎn)規(guī)模和成本不足以支撐未來燃料乙醇汽油全國范圍推廣使用的結(jié)論[28]。川財(cái)證券(2018)也得出同樣的結(jié)論，認(rèn)為乙醇的供需缺口將加大[29]。

前人的研究和主要關(guān)注多為發(fā)展歷程、政策影響和國際經(jīng)驗(yàn)等宏觀概述和全國總況，以及技術(shù)工藝、原料比選等相對(duì)專業(yè)的工程領(lǐng)域，指導(dǎo)性強(qiáng)、專業(yè)論述扎實(shí)，但針對(duì)性、可比性、可選不足，數(shù)據(jù)分析、空間分析欠缺，本研究嘗試性地在這一方面做些分析工作。

2 生物燃料乙醇、汽油、玉米的生產(chǎn)與消費(fèi)變化趨勢(shì)分析

2.1 生物燃料乙醇產(chǎn)量從零起步，初期增長(zhǎng)迅速

2003年開始，國家核準(zhǔn)的首批四家以玉米、小麥為原料的燃料乙醇定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)建成投產(chǎn)。全國生物燃料乙醇產(chǎn)量從2002年的3萬t增加到2003年的7萬t、2004年的19萬t，直至2005年102萬t。伴隨著燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的不斷投產(chǎn)和供應(yīng)渠道的增多，2015年全國燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到254萬t，2016年為260萬t左右。由此，我國乙醇汽油消費(fèi)量占汽油消費(fèi)總量的比例也由2000年的零起步，增加到2002年0.8%、2004年4%、2005年21%，直至2016年的21.9%，增長(zhǎng)平穩(wěn)，基礎(chǔ)扎實(shí)（詳見圖1）。

2.2 汽車擁有量增長(zhǎng)迅猛，汽油消費(fèi)量隨之快速上升

圖1 中國乙醇汽油和汽油消費(fèi)量變化趨勢(shì)及其需求情景預(yù)測(cè)圖（2000年～2030年）

汽油消費(fèi)量與汽車擁有量具有很強(qiáng)的相關(guān)性[30]。在2000～2016年的16年間，我國汽車擁有量迅猛增長(zhǎng)，由2000年的1 608.91萬輛快速增長(zhǎng)到2016年的1.86億輛，增長(zhǎng)11.56倍，年均增長(zhǎng)17.71%。由此，帶動(dòng)我國汽油消費(fèi)量快速上升，由2000年的3 504.56萬t上升到2016年的1.187億t①國家統(tǒng)計(jì)局能源統(tǒng)計(jì)司.中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2001-2017）.中國統(tǒng)計(jì)出版社。，增長(zhǎng)3.4倍，年均增長(zhǎng)8.5%，是同期全球汽油消費(fèi)量增長(zhǎng)最快的國家。相關(guān)預(yù)測(cè)顯示[31]，到2020年、2030年我國汽油消費(fèi)總量將分別增長(zhǎng)到1.35億t和1.81億t。

2.3 玉米產(chǎn)量平穩(wěn)增長(zhǎng)，將是我國近、中期生產(chǎn)燃料乙醇的最主要原料

在2000～2016年的16年間，我國玉米總產(chǎn)量由2000年的1.06億t增加到2016年的2.2億t②數(shù)據(jù)來源：《2018中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。，增長(zhǎng)了兩倍多，年均增長(zhǎng)5%，是僅次于美國的世界第二大玉米種植國。

近二十年來，我國生物燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了：第1代以玉米、小麥等糧食為原料的糧食燃料乙醇；第1.5代以木薯、甘蔗等經(jīng)濟(jì)作物為原料的非糧燃料乙醇；第2代以玉米秸稈等纖維素為原料的纖維素燃料乙醇等三代技術(shù)演進(jìn)。

目前，我國生物燃料乙醇的生產(chǎn)原料構(gòu)成：以玉米為主，占比60%～70%；薯類為輔，占比20%～30%；纖維素較少，占比約5%[32]。盡管從2006年開始國家就將纖維素燃料乙醇作為推進(jìn)的重點(diǎn)，但至今未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，產(chǎn)量也極其有限。在未來可以預(yù)見的時(shí)期內(nèi)，玉米依然是制備生物燃料乙醇的最主要原料，科學(xué)分析玉米產(chǎn)地與汽油消費(fèi)的空間關(guān)系，優(yōu)化生物燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)布局，對(duì)乙醇汽油發(fā)展至關(guān)重要。

3 汽油消費(fèi)與玉米主產(chǎn)地空間分析

3.1 汽油主要消費(fèi)地與玉米主產(chǎn)地總體呈空間背離格局

3.1.1 汽油主要消費(fèi)地大多集中在東南沿海地區(qū)

2000～2016年期間，廣東、江蘇等東南沿海省份一直是汽油消費(fèi)量較大、增長(zhǎng)較快的地區(qū)，其中增長(zhǎng)最快是廣東省，16年間增長(zhǎng)了1 201.28萬t，占同期全國增量的11.1%，遠(yuǎn)高于其他省市的增長(zhǎng)量。江蘇、浙江、上海、山東、河南、湖北、遼寧和四川等8個(gè)省市的增長(zhǎng)速度也較快，增長(zhǎng)量在500～800萬t之間，分別占同期全國增量的4%～8%。黑龍江、吉林、青海、寧夏和海南增長(zhǎng)緩慢，增量均低于100萬t。

2000～2005年期間，年均汽油消費(fèi)量最大的五個(gè)省是廣東（416.5萬t）、江蘇（308.7萬t）、黑龍江（286.1萬t）、湖北（258.7萬t）和浙江（258.3萬t），消費(fèi)量最低的是青海，僅為17萬t。五年累計(jì)增長(zhǎng)最快的省份是：廣東省，達(dá)到405.06萬t；山東省，累計(jì)增長(zhǎng)307萬t；江蘇省，累計(jì)增長(zhǎng)232萬t，浙江、上海、福建的累計(jì)增長(zhǎng)量也均排名靠前。

2005～2016年期間，年均汽油消費(fèi)量最大的五個(gè)省是廣東（1 052.8萬t）、江蘇（741.1萬t）、山東（677.9萬t）、浙江（592.7萬t）和遼寧（586.7萬t），消費(fèi)量最低的是寧夏，僅為23萬t。11年累計(jì)增長(zhǎng)最快的省份依然是：廣東省，高達(dá)796.2萬t；第二是四川，累計(jì)增長(zhǎng)715.6萬t；第三是江蘇，累計(jì)增長(zhǎng)592.2萬t，上海、福建的累計(jì)增長(zhǎng)量排名也都較前五年有所上升（詳見圖2左列）。

3.1.2 玉米生產(chǎn)主要集中在東北、華北及河南等區(qū)域

2000～2016年期間，黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等東北部區(qū)域一直是全國玉米產(chǎn)量大、增長(zhǎng)快的地區(qū)。其中：增長(zhǎng)最快的是黑龍江省，16年間增長(zhǎng)了2 336.6萬t，占同期全國增量的20.6%，遠(yuǎn)高于其他省市的增長(zhǎng)量；其次是吉林（增量占比16.2%）和內(nèi)蒙古（增量占比13.3%），前三者增量累計(jì)占比超過全國同期增量的50%，增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超其他??；遼寧、河北、河南、山東、山西、新疆、甘肅等7個(gè)省市的增長(zhǎng)速度也較快，增長(zhǎng)量在350～950萬t之間，分別占同期全國增量的3%～8%；廣東、浙江、福建、天津、重慶、廣西、湖北等11個(gè)省市增長(zhǎng)緩慢，增量低于100萬t；上海、江蘇、海南、北京和貴州五省市均為負(fù)增長(zhǎng)。

2000～2005年期間，年均玉米產(chǎn)量最大的五個(gè)省是吉林（1 514.6萬t）、山東（1 493.6萬t）、河南（1 088.4萬t）、河北（1 085.6萬t）和黑龍江（915.7萬t），產(chǎn)量最低的是青海，僅為1萬t。五年累計(jì)增長(zhǎng)最快的省份是：吉林省，達(dá)到807.5萬t；第二是遼寧，累計(jì)增長(zhǎng)584.4萬t；第三是內(nèi)蒙古，累計(jì)增長(zhǎng)437萬t；山東、黑龍江、河南的累計(jì)增長(zhǎng)量均排名靠前。

2005～2016年期間，年均玉米產(chǎn)量最大的五個(gè)省是黑龍江（2 405.3萬t）、吉林（2 300萬t）、山東（1 923.9萬t）、河南（1 656.5t）和內(nèi)蒙古（1 636萬t），產(chǎn)量最低的是西藏，僅為2萬t。11年累計(jì)增長(zhǎng)最快的省份是：黑龍江，高達(dá)2084.5萬t；第二是內(nèi)蒙古，累計(jì)增長(zhǎng)1 073.6萬t；第三是吉林，累計(jì)增長(zhǎng)1 032.3萬t；河北、河南的累計(jì)增長(zhǎng)量排名都較前五年有所上升（詳見圖2右列）。

無論是縱觀2000～2016年的全時(shí)間序列，還是分段考察乙醇汽油推廣應(yīng)用起步階段的2000～2005年、平穩(wěn)發(fā)展階段的2006～2016年，汽油消費(fèi)和增長(zhǎng)的主要省份都集中在廣東、江蘇、浙江等東南沿海省份，玉米主產(chǎn)地則始終是黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等東北部省份，汽油消費(fèi)與玉米產(chǎn)地在空間上嚴(yán)重背離。

圖2 中國汽油消費(fèi)量與玉米產(chǎn)量分省變化對(duì)比圖

3.2 乙醇汽油推廣應(yīng)用初期，生物燃料乙醇生產(chǎn)廠布局與玉米主產(chǎn)地高度重合

2001年，國家核準(zhǔn)開工建設(shè)4家生物燃料乙醇生產(chǎn)廠。其中，吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、黑龍江華潤(rùn)酒精有限公司和安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司等3家企業(yè)以玉米為生產(chǎn)原料，河南天冠以小麥、玉米為生產(chǎn)原料，全部建在玉米主產(chǎn)區(qū)，順利實(shí)現(xiàn)了國家“十三五”期間的既定目標(biāo)。由此，我國也成為世界上繼美國、巴西之后的第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國和消費(fèi)國，生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了階段性成果。

2006年，國家為避免“與民爭(zhēng)糧、與農(nóng)爭(zhēng)地”現(xiàn)象的出現(xiàn)，明確燃料乙醇的發(fā)展必須滿足不占用耕地，不消耗糧食和不破壞生態(tài)環(huán)境為前提，堅(jiān)持非糧為主，以纖維素乙醇為燃料乙醇的發(fā)展方向，先后組織開展了10余項(xiàng)木薯、纖維素等非糧燃料乙醇示范工程。

2000～2016年，全國玉米產(chǎn)量最大的省份主要是黑龍江、吉林、河南等省。期間，國家核準(zhǔn)建設(shè)的生物燃料乙醇定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)也都位于黑龍江、吉林、河南、安徽、內(nèi)蒙古、山東、廣西等省區(qū)，生物燃料乙醇生產(chǎn)廠布局與玉米主產(chǎn)地高度重合，較好地促進(jìn)了在6省“全封閉”和5省“半封閉”的乙醇汽油推廣應(yīng)用工作。

4 燃料乙醇生產(chǎn)廠布局及其供應(yīng)區(qū)域情景分析

目前，我國在役生物燃料生產(chǎn)廠8家，分布在7個(gè)省區(qū)。其中：4家以玉米、小麥為原料，布局在黑龍江、吉林和河南、安徽等玉米主產(chǎn)地，分別供應(yīng)東北三省及內(nèi)蒙古等鄰近省區(qū)和豫、皖及華中、華東臨近省份的燃料乙醇；3家以纖維素為原料，布局在山東、河南，主要供應(yīng)本省及臨近省市的燃料乙醇；2006年底成立的廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司是世界第一家以木薯為原料的非糧生物質(zhì)能源企業(yè)，也是中國華南、西南地區(qū)最大的乙醇生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能為28萬t燃料乙醇。按照當(dāng)年汽油消費(fèi)量折算，在7個(gè)建有燃料乙醇生產(chǎn)廠的省份中，吉林省的燃料乙醇產(chǎn)能盈余，安徽省供需平衡，其余5個(gè)省份都有缺口（如圖3左上圖所示）。

4.1 情景設(shè)置

有關(guān)研究表明，燃料乙醇的市場(chǎng)銷售半徑約在500～700km[33]，本文按照500 km測(cè)算燃料乙醇供應(yīng)區(qū)域。車用燃料乙醇生產(chǎn)供應(yīng)低情景的設(shè)置主要是定點(diǎn)、測(cè)算目前在建的燃料乙醇項(xiàng)目建成投產(chǎn)后生產(chǎn)與供應(yīng)區(qū)域，多為生物燃料乙醇項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐富、政策有保障、實(shí)現(xiàn)性較強(qiáng)。中情景設(shè)置主要為目前擬建的燃料乙醇項(xiàng)目全部建成投產(chǎn)，其中有多家煤基合成氣乙醇項(xiàng)目，雖然工藝技術(shù)成熟、成本有一定的優(yōu)勢(shì)，但污染防治、政策管控等方面具有一定的不確定性。高情景主要是考慮乙醇汽油全覆蓋，以及為應(yīng)對(duì)石油供應(yīng)短缺的戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備的燃料乙醇生產(chǎn)布局和供應(yīng)輻射區(qū)域，需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)、區(qū)域發(fā)展、國際貿(mào)易等多因素進(jìn)行綜合測(cè)算、模擬，相關(guān)工作還在繼續(xù)中，本文僅僅是一個(gè)初步的匡算。

4.2 低情景

2020年前后，在建的15個(gè)燃料乙醇項(xiàng)目均可投產(chǎn)，屆時(shí)分布在14個(gè)省中的21個(gè)燃料乙醇生產(chǎn)廠，基本可以滿足國家在15個(gè)?。▍^(qū)、市）推廣應(yīng)用乙醇汽油的需要。其中：黑龍江、吉林、河南等5個(gè)省份的產(chǎn)能盈余，可以滿足東北、華東、華中地區(qū)的乙醇汽油需求；安徽、內(nèi)蒙古、山西等3個(gè)省區(qū)的產(chǎn)能可以實(shí)現(xiàn)本省區(qū)乙醇汽油供需平衡；遼寧、山東、廣西等6個(gè)擁有燃料乙醇生產(chǎn)廠的省份可能出現(xiàn)燃料乙醇供應(yīng)短缺，其余17個(gè)?。▍^(qū)、市）沒有燃料乙醇生產(chǎn)廠，推廣應(yīng)用乙醇汽油需要從鄰近省份調(diào)入（如圖3右上圖所示）。

4.3 中情景

2022年前后，黑龍江、山西等擬建的燃料乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，已經(jīng)建成的項(xiàng)目逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量設(shè)計(jì)目標(biāo)，在全國范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油的目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。其中：黑龍江、吉林、河南等6個(gè)省份的燃料乙醇產(chǎn)能盈余，可滿足東北、華東、華中地區(qū)的乙醇汽油需求；安徽、內(nèi)蒙古等2個(gè)省區(qū)的產(chǎn)能可實(shí)現(xiàn)本省區(qū)乙醇汽油供需平衡；遼寧、山東、廣西等6個(gè)擁有燃料乙醇生產(chǎn)廠的省份雖然還會(huì)出現(xiàn)燃料乙醇供應(yīng)短缺，但短缺程度將會(huì)比低情景大為改善，其余17個(gè)?。▍^(qū)、市）沒有燃料乙醇生產(chǎn)廠，推廣應(yīng)用乙醇汽油依然需要從鄰近省份調(diào)入，但供應(yīng)能力會(huì)顯著增加（如圖3左下圖所示）。

4.4 高情景

當(dāng)前及今后一段時(shí)期內(nèi)，我國燃料乙醇生產(chǎn)的技術(shù)路線主要為玉米乙醇、纖維素乙醇和煤基合成氣乙醇等。

4.4.1 玉米燃料乙醇主要供應(yīng)東北、蒙東、華中，以及華北和華東的部分區(qū)域

以玉米、小麥為原料的糧食乙醇，其優(yōu)勢(shì)是原料充足、易得，工藝簡(jiǎn)單、成熟，但發(fā)展規(guī)模受“與民爭(zhēng)糧、與農(nóng)爭(zhēng)地”的限制。在黑龍江、吉林、河南、安徽等玉米主產(chǎn)地已經(jīng)建成的玉米燃料乙醇生產(chǎn)廠，產(chǎn)能均有一定的盈余，未來隨著玉米燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和我國玉米單產(chǎn)的提高，可適當(dāng)擴(kuò)產(chǎn)增能，為東北、蒙東、華中，以及華北和華東的部分區(qū)域提供足量的燃料乙醇供應(yīng)。

圖3 中國車用燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)區(qū)域布局情景模擬圖

4.4.2纖維素燃料乙醇主要供應(yīng)華南、西南，以及華中和華東的部分區(qū)域

2006年，國家將纖維素乙醇確定為燃料乙醇的發(fā)展方向，并組織實(shí)施了一系列技術(shù)攻關(guān)和工程示范項(xiàng)目。纖維素燃料乙醇的生產(chǎn)原料主要為農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物，來源廣泛、收購成本較低，不與民爭(zhēng)糧、不與農(nóng)爭(zhēng)地，但乙醇產(chǎn)率較低、產(chǎn)能規(guī)模有限，需要突破性的技術(shù)，中短期內(nèi)難以商業(yè)化規(guī)模發(fā)展。近期，以廣西、山東、河南等示范項(xiàng)目為基礎(chǔ)，待技術(shù)成熟后在廣東、四川、湖北、江西等省興建若干生產(chǎn)廠，以滿足華南、西南，以及華中和華東部分區(qū)域的乙醇汽油消費(fèi)需求。

4.4.3 煤基合成氣乙醇主要供應(yīng)華北、西北，以及華東和西南的部分區(qū)域

考慮到河北等世界最大鋼鐵工業(yè)地區(qū)副產(chǎn)合成氣的綜合利用，在既有合成氣燃料乙醇項(xiàng)目成功運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，控制性地發(fā)展煤基合成氣乙醇產(chǎn)業(yè)，近期主要為華北、西北，以及華東和西南的部分區(qū)域提供燃料乙醇，遠(yuǎn)期作為石油短缺的車用液體燃料供應(yīng)的戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備，為將來可能的高比例、大范圍推廣應(yīng)用乙醇汽油提供支撐。

按照上述發(fā)展燃料乙醇的指導(dǎo)思想和建設(shè)原則，模擬形成燃料乙醇生產(chǎn)與供應(yīng)區(qū)域高情景。屆時(shí)，黑龍江、吉林、河北、山西、河南、安徽等13個(gè)省份的燃料乙醇產(chǎn)能盈余，形成以黑龍江、吉林為主的玉米乙醇東北生產(chǎn)基地，以河北、山西為主的煤基合成氣乙醇華北生產(chǎn)基地，以河南、湖北為主的生物（玉米、木薯）燃料乙醇華中生產(chǎn)基地，以安徽、山東為主的生物（玉米、纖維素）燃料乙醇華東生產(chǎn)基地，以廣西為主的木薯乙醇生產(chǎn)基地，以四川為主的纖維素乙醇西南生產(chǎn)基地，以陜西、新疆為雙中心的煤基合成氣乙醇西北生產(chǎn)基地，以滿足沒有燃料乙醇生產(chǎn)廠的北京、上海、福建等13個(gè)?。▍^(qū)、市）推廣應(yīng)用乙醇汽油的需要（如圖3右下圖所示）。

由此，全覆蓋、有限定點(diǎn)的乙醇汽油推廣應(yīng)用格局清晰完整，玉米乙醇、纖維素乙醇、煤基合成氣乙醇多元發(fā)展、協(xié)同進(jìn)退，技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好，乙醇汽油發(fā)展可控、可判，成為我國車用燃料的可靠補(bǔ)充與重要組成部分，為我國石油安全、能源安全、國家安全做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)論

基于我國近20年來的汽油消費(fèi)、燃料乙醇生產(chǎn)，以及玉米生產(chǎn)、煤基合成氣生產(chǎn)等的時(shí)空格局變化，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)等時(shí)空數(shù)據(jù)分析方法，本文就近、中期我國燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)布局及其市場(chǎng)空間分布進(jìn)行了情景分析與模擬。研究的主要結(jié)論為：

1）在未來可以預(yù)見的時(shí)期內(nèi)，玉米仍將是我國燃料乙醇生產(chǎn)最主要的原料，但鑒于玉米主產(chǎn)地與汽油主消費(fèi)地在空間上的嚴(yán)重背離，玉米乙醇應(yīng)以供應(yīng)東北、蒙東、華中為主。在役、在建、擬建的玉米乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目基本可以滿足上述區(qū)域乙醇汽油全覆蓋的需求。伴隨我國玉米單產(chǎn)的提高以及國家調(diào)控玉米市場(chǎng)的需要，玉米乙醇產(chǎn)能、產(chǎn)量會(huì)有所提高，但既無法從空間上滿足全國乙醇汽油全覆蓋的需求，也不應(yīng)該對(duì)玉米等糧食乙醇設(shè)定過高的產(chǎn)量目標(biāo)。借鑒美國的做法，玉米乙醇應(yīng)主要定位為調(diào)節(jié)糧食供需、穩(wěn)定糧食價(jià)格、強(qiáng)化國家糧食安全。

2）纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)和工藝的革命性突破尚需一段時(shí)期，受乙醇產(chǎn)率、生產(chǎn)成本、產(chǎn)出規(guī)模等因素的制約，纖維素乙醇在中短期內(nèi)依然難以獨(dú)立承擔(dān)相關(guān)區(qū)域乙醇汽油全覆蓋的需求。在全面布局纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，近期應(yīng)重點(diǎn)加大木薯乙醇的產(chǎn)出，拓展木薯的進(jìn)口渠道，減少原料價(jià)格的不確定性。

3）煤基合成氣來源充足，除非作為鋼鐵工業(yè)、煤化工的循環(huán)利用而大規(guī)模生產(chǎn)燃料乙醇，以滿足相關(guān)區(qū)域乙醇汽油全覆蓋的需求，否則，應(yīng)嚴(yán)格控制其生產(chǎn)規(guī)模，僅作為石油短缺的戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備，在嚴(yán)格限定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行技術(shù)維新和運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

4）在全面推廣應(yīng)用乙醇汽油的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡快布局乙醇汽車的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，及其配套的售后服務(wù)體系，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化、高端化發(fā)展。

5）聚集企業(yè)界、政界和學(xué)界各方資源，兼顧不同區(qū)域的具體情況，因地制宜、分工明確地逐步形成全國一盤棋的乙醇汽車發(fā)展路線圖和全景圖。

2005年，復(fù)旦能源課題組接受英國石油公司（BP）委托，就甲醇、二甲醚、液化天然氣、生物乙醇等9種車用新型燃料從基本性質(zhì)、生產(chǎn)途徑、應(yīng)用前景、供應(yīng)安全、溫室氣體、尾氣排放、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)評(píng)估、車輛成本、制造商、消費(fèi)者、健康安全、法規(guī)政策、當(dāng)前活動(dòng)、初步結(jié)論、主要建議等16個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。由此，復(fù)旦能源課題組成員和復(fù)旦能源學(xué)生屆屆傳承、步步深入、持續(xù)跟蹤、研究乙醇汽油相關(guān)問題。2017年，施俞晨、李光速、沈軼等同學(xué)采集、清洗、入庫了大量的數(shù)據(jù)，嘗試?yán)L制“中國車用燃料流向與清潔能源汽車發(fā)展路線圖”。2018年，許婉婷、程舒等同學(xué)分別就乙醇汽車的國際先行經(jīng)驗(yàn)和我國的主要政策與做法進(jìn)行系統(tǒng)的資料歸檔、數(shù)據(jù)錄入，郭伯山同學(xué)就燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)空間定點(diǎn)、測(cè)距做了大量的專業(yè)性探索；石油化工、煤化工和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的多位專業(yè)人士都為本研究貢獻(xiàn)了智慧和真知，在此致以誠摯的感謝。我們有關(guān)燃料乙醇的研究還在繼續(xù)，會(huì)深入下去。乙醇等清潔能源汽車也剛剛啟程，路線圖、遠(yuǎn)景圖仍需大家一起繪制、踐行。