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糧食能源化,是指將糧食或糧食加工后的副產品用于生產生物燃料來作為能源使用,主要包括生物乙醇和生物柴油。生物乙醇是利用糧食(如玉米、小麥、糖等)或農業廢棄物(如秸稈)作為原料,通過發酵等工藝生產。乙醇可作為汽油的替代品或添加劑,用于汽車燃料。生物柴油是以植物油為原料,通過酯化反應生產生物柴油。生物柴油可替代傳統柴油,用于交通運輸。
世界各國都用哪些糧食來生產生物燃料呢?生物乙醇方面,美國用玉米、巴西用蔗糖、歐盟用小麥。生物柴油方面,美國、巴西和阿根廷用豆油、印尼和馬來西亞用棕櫚油、歐盟用菜籽油。
這些生物燃料要吃掉多少糧食?美國是全球最大的生物燃料生產國,美國每年用于生產生物燃料的糧食消耗量約為1.7億噸。其中,用于生產生物乙醇的玉米約1.35億噸,用于生產生物柴油的糧食約3500萬噸。巴西是全球第二大生物乙醇生產國,每年大約要用6000萬噸蔗糖來生產3000萬噸生物乙醇。歐盟、印尼和巴西每年分別生產1500萬噸、1300萬噸和900萬噸的生物柴油。除部分使用廢棄油脂外,主要都使用食用油脂。此外,馬來西亞和阿根廷也在生產生物柴油,數量都在100萬噸左右。全球每年用于生產生物燃料的糧食總量接近3億噸,約占全球糧食總產量的10%。
全球10%的糧食用于生產生物燃料,這就將糧食價格和石油價格關聯了起來。尤其是糖和棕櫚油,全球所產的糖和棕櫚油高達四分之一的比例用于生產生物柴油,糖和棕櫚油的價格與石油高度相關。
石油價格上漲,會引發對生物燃料的替代性需求,因為生物燃料可以替代由石油制取的汽油和柴油。反之,當石油價格下跌到一定水平,生物燃料行業就會產生虧損。生物燃料的盈虧平衡點,取決于糧食成本和石油價格的相對變化。
比如說,當前印尼棕櫚油的生產成本約一噸600美元,巴西蔗糖的生產成本約一噸300美元,棕櫚油生產生物柴油的比例是1.02:1,蔗糖生產乙醇的比例是2:1,相當于它們生產生物燃料的成本都差不多是每噸600美元,相當于82美元/桶。而當前石油價格在60美元/桶。每生產一噸生物燃料,就要產生約160美元的虧損。
過去十年,除了2022-2024年受俄烏沖突影響,原油價格大幅上漲,年均價超過80美元/桶、最高時超過100美元/桶外,其它年份都在40-70美元間波動。也就是說,正常情況下,生物燃料產業是無法盈利的,需要依賴政府補貼才能生存。
一方面,是將糧食拿來生產生物燃料并不經濟,另一方面,卻是地球仍存在大量饑餓人口吃不飽飯。根據聯合國糧農組織等機構發布的報告,2023年全球約有7.33億人面臨饑餓。將糧食能源化,相當于汽車在跟人搶飯吃。按照人均糧食占有量400公斤的安全線計算,生物燃料產業耗費的近3億噸糧食完全可以滿足全球饑餓人口一年的糧食需求。
既然用糧食來生產生物燃料并不劃算,為什么許多國家仍在大力補貼生物燃料產業呢?美國是全球最大的石油出口國,它仍然要發展生物燃料產業,無謂地消耗大量糧食,以維持其糧食霸權,在必要時可以將糧食作為武器使用。在英國脫歐后,歐盟的石油對外依賴度接近100%。歐盟為了能源安全的戰略考慮,不能不維持生物燃料產業的存在。巴西和印尼則通過生物燃料產業降低能源進口依賴,同時還可提高糧食價格,保證國內農場主和種植園主的利益。
歷史上,生物燃料產業發展最美好的時光是2008-2012年。當時由于石油結構性緊缺,油價高居不下,最高時達到147美元/桶。石油危機引發生物燃料產業發展的狂潮,以至于導致世界性的糧食危機。直到美國發生頁巖油革命,才讓石油價格大幅下降。生物燃料產業也跟著走向低谷,在依賴政府補貼中苦等下一次石油危機的到來。還真等到了——俄烏沖突。
那么,生物燃料產業,也就是糧食能源化,未來的發展前景如何呢?
我們要看到,“能源電力化”是全球能源供應的大勢所趨。能源電力化,是指將能源的生產、傳輸和消費更多地依賴電力形式,推動能源系統從傳統的化石能源為主向以電力為核心的清潔能源體系轉變。
從能源需求來看,隨著AI時代的到來,人類對電力的需求越來越大。同時,電動汽車的興起,將很大一部分對石油的需求轉變成對電力的需求。從能源供應來看,過去十年,化石能源的能量供應總量幾乎沒什么增長,電力在全球能源供應中的占比卻發生了顯著變化,主要表現為電力供應的快速增長以及可再生能源在電力結構中的占比不斷提升。2013-2023年期間,全球電力需求持續增長,年均增長率約為2.7%??稍偕茉丛谌螂娏械恼急葟?0.2%提升至17.9%,其中風能和太陽能是增長的主要驅動力。尤其是光伏發電,2024年全球累計裝機容量達到2太瓦,接近2022年的兩倍。也就是說,全球光伏發電能力僅用兩年時間就翻了一倍。根據國際能源署的數據,2024年光伏發電量占全球總發電量的比例為7%。預計到2050年,光伏發電在全球供電量中的滲透率將達到40%左右。
長期趨勢,可再生能源發電必將替代化石能源成為人類主要的能源形式。未來全球對石油的需求很可能是穩中有降,而對糧食的需求卻無疑是隨著人口的增長而越來越大。像俄烏沖突這樣的石油危機只是小概率事件,糧食價格長期高居不下卻是大概率事件。沙漠種不出糧食,卻可以用來光伏發電。人類生產電力的能力必定要大過生產糧食的能力。過去十年,全球糧食供應的平均復合增長率約為1.5%,僅接近電力供應增速的一半。此消彼長,糧食能源化必定敵不過能源電力化。
生物燃料產業的未來發展趨勢,個人認為,相當悲觀。
(作者簡介:余盛,硬科技財經作家、荷蘭商學院行業導師,著有《芯片戰爭》《芯片浪潮》《手機戰爭》《金龍魚背后的糧油帝國》等作品。歡迎關注公眾號“余盛”,第一時間閱讀余盛本人的原創科技、財經和歷史類深度評論文章。)
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