[王岫嵩2] 。2011年美国用于生产燃料乙醇的玉米消费量达1.3亿吨，占当年美国玉米产量的40%，占世界玉米产量的15%，是全球玉米贸易量的1.4倍。燃料乙醇快速发展已成为影响全球玉米供求平衡、推高国际玉米市场价格的重要因素。
一、全球燃料乙醇发展概况
20世纪70年代，由于各国经济的快速发展使得对石油需求量迅速增加，而此期间爆发的两次石油危机使一些能源消耗大国的经济遭受严重冲击，美国、巴西等国家意识到发展替代能源的必要性，开始通过立法并在政策上鼓励车用汽油中添加燃料乙醇。
（一）燃料乙醇生产的主要原料及产量变化
目前，国际上制造燃料乙醇的原料可分为四类。第一类是淀粉质原料，主要有玉米、甘薯、木薯、马铃薯、大麦、大米、高粱等；第二类是糖质原料，主要是甘蔗、甜菜、糖蜜；第三类是纤维素原料，是地球上最有潜力的乙醇生产原料，包括农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃物；第四类是其他原料，如造纸厂的硫酸盐纸浆废液，淀粉厂的甘薯淀粉渣和马铃薯渣、奶酪工厂的副产品等。其中，以玉米、小麦和甘蔗为原料的生产技术最为成熟。1975-2011年，世界燃料乙醇产量从1. 5亿加仑 （ 1加仑 约合 3.8升 ）增加到223. 6亿加仑 ，增加151倍，年均增长15%（图1）。
图1 1975-2011年世界燃料乙醇产量
数据来源：地球政策研究所，http://www.earth-policy.org/。
（二）燃料乙醇主要生产国
在世界各燃料乙醇生产国中，美国和巴西的产量最高，合计占全球产量的85%以上，遥遥领先于其他国家，玉米和甘蔗分别是美国和巴西最主要的生产原料。2010年，美国和巴西的燃料乙醇产量分别为120亿加仑[1]和73亿加仑，分别占当年全球产量的55%和33%（图2）。欧盟、中国和加拿大等国家和地区的燃料乙醇产量也排在前列，但与美国和巴西相比差距较大，这些国家（地区）占世界燃料乙醇产量的比重均不足5%，所用原料主要有玉米、小麦、薯类等。在以玉米为原料生产的燃料乙醇中，美国占80%以上。因此，下面集中分析美国燃料乙醇发展对玉米贸易的影响。
图2 2010年燃料乙醇主要生产国产量所占比例
数据来源：地球政策研究所，http://www.earth-policy.org/。
（三）美国燃料乙醇发展现状
为了减少对化石燃料进口的依赖、提高农民收入和减少温室气体排放，美国联邦政府通过一系列法案和政策优惠来支持和保护燃料乙醇生产。主要包括：（1）强制混合政策，通过制定可再生能源标准（RFS）强制提高燃料乙醇产量；（2）税收优惠政策，政府给予与汽油混合的乙醇45美分/加仑的税收返还（2008年农业法案把退税标准由原来的51美分/加仑调低到45美分/加仑）；（3）进口关税政策，为了防止进口燃料乙醇对国内市场的冲击，美国对进口燃料乙醇征收54美分/加仑的进口关税；（4）其他政策，主要包括对小规模乙醇生产者实施收入税减免，以及为燃料乙醇企业建设和扩张提供低息贷款等。除联邦政府补贴外，各州政府也出台了相应政策，对燃料乙醇发展给予了大力支持。
[x3] 50美元至70美元之间，而当时玉米价格不超过2美元/蒲式耳[2]，乙醇生产企业获得了较高的利润。因此，2007年和2008年美国乙醇产能迅速扩张，但由于玉米价格飙升压缩了燃料乙醇的利润空间，产能扩张速度在2009年之后逐步放缓（图4）。
图3 乙醇生产在不同玉米和石油价格水平下的盈亏平衡点
注：固定补贴指2008年农业法案确定的每加仑乙醇45美分的补贴；浮动补贴指根据原油价格变化对乙醇进行补贴；RFS15指根据可再生能源标准（RFS），将乙醇产量设定为150亿加仑。
资料来源： Taheripour 和 Tyner，“乙醇政策分析—目前我们得到的经验教训?”, Choices, 3rd Quarter, 2008.23(3)。
图4 1999-2011年美国新增的燃料乙醇产能
资料来源：能源信息管理局（EIA）。
正是在上述政策和市场因素的推动下，进入21世纪后，美国燃料乙醇产量迅速增长。2000-2011年，燃料乙醇产量从16. 3亿加仑 增加到139亿加仑，增加了7.5倍，年均增长21.5%（图5）。2008-2010年美国燃料乙醇产量增长量分别占世界燃料乙醇增长量的59%、73%和76%，成为世界上最大的燃料乙醇生产国，产量约占全球燃料乙醇产量的一半以上。
图5 1980-2011年美国燃料乙醇产量
数据来源：美国可再生能源协会（RFA）。
目前，混合了燃料乙醇的汽油几乎全部作为交通工具的燃料来消费。美国环境保护局（EPA）允许所有车辆使用添加10%乙醇的汽油（E10）；灵活燃料汽车可使用乙醇添加比例最高达85%（E85），但这种车辆所占比例非常小。2011年，美国成品汽油产量为1390亿加仑，其中添加了乙醇的汽油产量为1227亿加仑，占88%，已趋于饱和（图6）。10%的乙醇混合比例（E10）已成为燃料乙醇消费继续增长的瓶颈，为了在2022年能够实现360亿加仑乙醇消费量的新能源法案目标，美国环境保护局正在研究提高燃料乙醇在汽油中的混合比例。截至2011年1月，EPA已允许2001年及以后生产的汽车使用混合比例为15%的乙醇汽油（E15），这意味着目前62%的汽车可以使用E15汽油。未来随着汽车发动机技术的改进，燃料乙醇作为汽车燃料的比例将继续提高，燃料乙醇的市场容量也会因此进一步放大。
图6 2006-2011年美国成品汽油及添加了乙醇汽油的产量
数据来源：美国能源信息管理局（EIA）。
二、燃料乙醇发展对玉米贸易的影响
2011年仅美国用于生产燃料乙醇的玉米消费量达1.3亿吨，占世界玉米产量的15%，是全球玉米贸易量的1.4倍。燃料乙醇的快速发展已成为影响全球玉米贸易、推高国际玉米价格的重要因素。
（一）燃料乙醇发展影响了玉米贸易量的增长
2000-2011年全球玉米产量从5.9亿吨增加到8.8亿吨，增长49%，产量的增长主要来自美国、中国、巴西和阿根廷，其中美国玉米产量增加7600万吨，占全球玉米产量增量的26%。但是，全球玉米贸易量并没有随着产量的增加而持续增长，2000-2008年世界玉米贸易量从8031万吨增加到1.2亿吨，之后贸易量有所下滑，到2011年为1亿吨，比2008年减少了2000万吨（图7）。
图7 世界和美国玉米生产与贸易情况
数据来源：联合国粮农组织（FAO）数据库，联合国COMTRADE数据库。
尽管影响玉米贸易的因素很多，但美国燃料乙醇发展是世界玉米贸易量下降的一个重要因素。美国是世界最大的玉米出口国，出口量的变化对全球玉米贸易量有极其显著的影响。随着美国燃料乙醇快速发展，美国玉米消费结构发生了巨大变化，用于饲料消费的玉米所占比重从2000年的59.8%下降到2011年的37.2%；而用于生产燃料乙醇的玉米所占比重则从6.5%增长到38.8%，特别是在2007年以后，燃料乙醇玉米需求快速增加，所占比重在2010年超过饲用需求成为玉米最主要的消费需求（图8）。为了满足国内快速增长的玉米需求，美国一方面通过增加种植面积和提高单产来增加玉米产量，2000-2011年美国玉米产量增加7600万吨，但同期燃料乙醇生产对玉米的消费量增加1.1亿吨，产量增加部分不能满足燃料乙醇生产对玉米的需求；另一方面减少了玉米出口量以保障国内需求，2007年之后，美国玉米出口量呈现下降趋势，从2008年的7141万吨下降到2011年的4589万吨，减少2553万吨，减少量超过同期全球玉米贸易减少量。
图8 1990-2011年美国玉米产量和需求结构
数据来源：美国农业部。
（二）燃料乙醇发展改变了世界玉米出口格局
长期以来，世界玉米贸易格局呈现“出口者寡而进口者众”的特征。2000-2011年，美国、阿根廷、法国、巴西、乌克兰、匈牙利、南非和罗马尼亚是主要的出口国，出口量占世界玉米出口量的80%-90%。其中，美国出口量约占世界玉米出口量的一半。2006年以后，随着燃料乙醇产量进入快速增长期，美国玉米出口量出现明显下滑，占世界玉米出口量的比重从2006年的60%下降到2011年的44%。与此同时，由于世界玉米进口国对玉米需求旺盛，南美、东欧和非洲国家玉米产量和出口量明显增长。阿根廷、巴西、乌克兰、南非和罗马尼亚的玉米出口量分别从2006年的1040万吨、394万吨、168万吨、62万吨和24万吨增长到2011年的1666万吨、949万吨、781万吨、256万吨和231万吨，占世界出口量的比重分别提高了2.4个百分点、9个百分点、7.3个百分点、1.7个百分点和2个百分点（图9）。
图9 世界主要玉米出口国出口量所占比重
数据来源：联合国COMTRADE数据库。
（三）燃料乙醇发展是推动国际玉米价格上涨的重要因素
进入新世纪以来，玉米需求快速增长导致玉米供求偏紧，玉米价格不断飙升。影响玉米价格的因素很多，但由于用于生产燃料乙醇的玉米需求增长最快，成为推高玉米价格的重要因素。以美国为例，2005年之前，玉米价格与乙醇产量的相关性并不显著，2005年之后，二者表现出一致的、快速的上升趋势（图10）。据美国爱荷华州立大学农业与农村发展中心Bruce A. Babcock和Jacinto F. Fabiosa的测算，2006-2009年美国燃料乙醇产量增长推动玉米价格分别上涨19%、21%、37%和37%。美国是世界大宗农产品的价格形成中心，美国玉米价格上涨直接带动全球玉米价格上升。此外，其他学者和一些国际机构的研究结果也支持这一判断。美国田纳西大学农业政策分析中心的Ugarte等学者(2006)的研究认为, 如果美国10%的现有耕地用于生产生物燃料乙醇作物, 美国农产品的价格将上升8%-10%。国际食物政策研究所(IFPRI)对印度、美国、巴西、坦桑尼亚等国发展生物燃料乙醇的经济影响作了较为全面的分析, 研究结果表明, 如果这些国家按照预定的目标, 采用玉米、甘蔗和木薯等生产燃料乙醇, 会导致世界农产品价格上升约30%左右(IFPRI，2006)。国际食物政策研究所的另一项研究表明，生物燃料乙醇发展所导致的玉米需求增加以及因石油价格提高而导致的生产成本增加使2006年美国玉米价格上涨了73% , 全球玉米及其他农产品价格也随之大幅上涨(IFPRI，2007)。
图10 1990-2010年美国玉米价格和乙醇产量的变化趋势
数据来源：美国可再生能源协会（RFA），美国农业部。
（四）燃料乙醇发展加剧了国际玉米市场波动风险
燃料乙醇通过能源市场和农产品市场两个层面的竞争将玉米价格和能源价格紧密的联系起来。在能源市场上，当化石燃料价格超过燃料乙醇的生产成本时，就会刺激燃料乙醇对玉米的需求。在农产品市场上，如果玉米价格低于生产燃料乙醇的盈亏平衡价格，就会增加玉米向燃料乙醇的转化，推动玉米价格上涨。2000年以后，随着燃料乙醇的快速发展，玉米价格和原油价格的联动性明显增强，特别是在2005年以后，二者价格的波动趋势及幅度表现出很强的一致性（图11）。1997-1999年、2000-2004年，2005-2011年石油价格和玉米价格的相关系数分别为0.11,0.38和0.76。由于相对农产品市场而言，能源市场很大，能源需求的微小变化就能引起农产品需求的巨大波动。玉米和原油价格的联动性增强必将加剧玉米市场的波动风险。
图11 美国玉米价格和原油价格的变动趋势
数据来源：美国能源信息管理局（EIA），美国农业部。
三、展望及启示
（一）燃料乙醇发展将继续对玉米贸易产生深远影响
尽管以玉米等粮食作物为原料的燃料乙醇发展受到许多质疑与批评,发达国家可能会调整生物燃料发展目标、模式与步伐；但是在能源需求不断增加和全球石油储量日趋减少的大背景下，出于能源安全的考虑，美国和巴西等国家以玉米、甘蔗为原料来生产燃料乙醇的基本趋势将不会有太大改变。虽然美国等国家正在研究第二代纤维素生物乙醇技术，但尚处于实验室研究阶段，真正商业化生产还需要较长的时间。因此，在未来相当长的一段时期内，燃料乙醇发展对玉米、甘蔗、小麦等农产品的需求仍将持续扩大,这也会对玉米等农产品的生产和贸易产生重要影响。中国作为世界玉米消费大国也应该准确定位玉米进口依存度以保障粮食安全。
（二）燃料乙醇的发展进一步威胁部分净进口国的粮食安全
2008年以来，粮食危机和国际粮食价格大幅波动的影响，中东、非洲和拉美等部分粮食净进口国家已经因粮食短缺和高粮价问题爆发了骚乱，社会和政局稳定受到严重影响。燃料乙醇的发展进一步加剧了这些国家的粮食安全问题。一方面，在全球玉米需求不断增长的背景下，作为全球最大的玉米生产国和出口国，美国不仅没有增加玉米出口，反而减少出口，加剧了全球玉米供求紧张局面，降低了主要进口国对玉米的可获得性。另一方面，全球玉米价格飙升通过市场机制传导至小麦、大米等其他粮食市场，带动整个粮食价格进一步上涨。
（三）积极使用非粮原料发展燃料乙醇以兼顾能源安全和粮食安全
生物能源作为可再生能源对于优化未来能源结构、确保能源安全具有重要意义。但在缓解能源压力的同时，应避免出现“与人争粮、与粮争地”的局面。各国应加大科研和政策支持力度，实现燃料生产原料多元化，积极利用非粮原料生产燃料乙醇，在保障能源安全的同时，不会影响全球粮食安全的实现。
[1] 由于数据来源不同，此处美国燃料乙醇产量与下文略有差别。
[2]蒲式耳：非法定计量单位，1蒲式耳玉米= 25.40117千克。下同。
[x1]这里是3番，增长了7.5倍
[王岫嵩2]请核实。是3番还是3倍。
[x3]这里应该没有问题
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