美國生物燃油產業擴張對美國農業的影響分析

　　基恩.科林斯(美國農業部首席經濟學家)在美國參議院環境及公共工程委員會所做的報告

    主席先生：

　　謝謝你邀請我參與討論美國生物燃料產業持續擴張對美國農業影響的問題。

　　自從20　世紀70　年代的那次能源危機之后，為了緩解國內緊張的能源供應和降低石油進口，發展從農作物中提取新能源成為了一條可行的方法。我今天的陳述將涉及最近生物燃料產業的擴張及前景，和這一產業擴張對美國農業經濟的影響。

　　乙醇的生產情況和玉米的使用量

　　在2000　年，美國生產了大約16　億加侖的乙醇。到了2005　年，這一數字提高到了40　億加侖，5　年之中乙醇的產量增長了150%。在2006　年，估計有接近50　億加侖的乙醇會被生產出來，相比去年又增加了20%。今天，有超過100　家乙醇生產廠分布在全美的20　個州，根據最新的燃料協會的報告，還有42　個乙醇生產廠正在建設當中，另有7　個正在擴大生產規模。當這些工程完成之后，美國每年的乙醇生產能力將提高到77　億加侖�！”M管美國乙醇產能擴張迅速，但在2005　年生產的40　億加侖乙醇只不過相當于一年1400　億加侖汽油用量3%。不管如何，乙醇產業經濟對于農業來說是會產生重要作用的。在2000　年，大約6%的美國玉米用作生產乙醇。2005　年，已經有14%的美國玉米用作生產乙醇。2006　年，美國農業部計劃將近有20%的玉米會被轉換成乙醇。按照這個速度發展下去，到2006-2007　年度，在玉米的銷售方面，預計用作乙醇的玉米和出口的玉米數量將會一樣多，這在歷史上是頭一次。用作生產乙醇的玉米相對于總產量份額的持續增加會導致以下兩個問題：

　　(1)玉米的價格和播種面積均會上升，同時由于玉米的可供給數量減少，玉米的替代產品也會發生與玉米相同的變化。

　　(2)由于玉米所能生產的乙醇相對于美國汽油的供應量來說還是太少，其他新的原料將會被開發出來；同時如果美國還要繼續減輕對石油進口的依賴的話，可替代的能源必須進一步發展以替代石油能源。

　　以下一系列的因素對乙醇產量的增加貢獻最大，包括：使用乙醇混合燃料，每加侖減稅51　美分；高企的原油和汽油價格；較低的玉米價格；2005　年后的能源政策法案對燃料標準進行修訂，該法案大幅減少了燃料添加劑-甲基叔丁基醚(MTBE)的用量，用作燃料添加劑成為了乙醇最主要的新用途。

　　乙醇的生產成本

　　另一個支持乙醇產業擴張的因素就是：乙醇產量的提高，使得規模經濟得以體現。乙醇的生產成本在1980　年￣1998　年間一直是處于下降的趨勢。這一段時期技術的進步帶來了：

　　(1)每蒲式耳玉米轉化的乙醇數量提高；

　　(2)用于轉化的酶的成本下降；

　　(3)生產的自動化使得人工成本下降。

　　這一段時期，轉換所消耗的能源的成本也在下降。美國農業部調查顯示：在1998￣2002　年間，乙醇的生產成本(包括資金成本和投資回報率)一直都沒有發生變化，處于95　美分／加侖。從2002　年開始，乙醇的生產成本增加了10￣15　美分／加侖，原因是能源成本的上漲(電力和天然氣)。因此，美國農業部預計目前，以玉米為原料的乙醇生產成本大約是1.1　美元／加侖。

　　乙醇副產品的飼料用途

　　在玉米乙醇生產大量擴張的情況下，不得不注意另一個問題：飼料的供應情況，要知道，玉米原先是大量被用作飼料的。當玉米用作轉化為乙醇，就分流了原先用作飼料和出口的部分。不過，玉米乙醇的副產品是可以用作飼料的。其中，最主要的一種飼料就是來自于玉米乙醇干式壓榨生產工藝的副產品，這是大部分新式乙醇加工廠所采用的工藝，這種工藝在蒸餾過后就得到了可溶性干顆粒(DDGS)。

　　大約每蒲式耳玉米在轉化之后會得到17　磅的DDGS　副產品。加上其他不同加工工藝的副產品，一共有三種：含13%水分的DDGS，含67%水分的濕蒸餾顆粒(WDG)和含有50%水分的改良型濕蒸餾顆粒。通常，動物營養學家推薦使用最多包含25%DDGS成分的飼料用作飼養奶牛，包含40%DDGS　成分的飼料用作飼養肉牛。家禽和豬的飼料只需要包含5-15%的DDGS　即可，因為DDGS 的纖維素含量太高。

　　DDGS　可以一定比例的用作牲畜飼料，以提供能量和蛋白質。通過干壓榨法工藝生產玉米乙醇，由于可以得到副產品，大約可以看作是其中的三分之一是被用于飼料用途的。這樣就抵消了一部分由于飼料用玉米轉為生產乙醇而對飼料供應產生的影響。但對于擴大副產品的產能仍然有一些局限：比如，一些生產者指出飼料用副產品的標準在生產中并不太容易達到，也就是品質不太容易保證，還有就是，一些生產者只關心生產出副產品，并沒有考慮到如果副產品要用作飼料之前經過烘干，運輸的成本。

　　對乙醇的長期預測和對美國農業的影響

　　產業觀察家們暗示：還有其他60　家甚至更多的乙醇工廠處于籌備建設的階段，這些工廠是在已經獲準建造之外的項目。乙醇的產能將會提高到每年77　億加侖的水平，這只是根據目前工廠的產能得到的數字。而在建的新設備可能會將產能提高5000　萬￣1　億加侖，到2008-09　年，乙醇產能可能會達到85　億加侖，2010年甚至會超過100　億加侖，如果這些正在籌建的工廠建成的話。這一產能并非不可能達到，這樣就帶來兩個問題：會達到這樣的產能嗎？如果真是如此的話，對美國農業意味著什么？

　　當大量的投資涌向生物能源計劃時，風險是隨之而來的。最大的不確定風險因素就是：對乙醇的需求是否能夠實時的跟得上乙醇的產量？就目前來看，每年對乙醇的需求就是75　億加侖，對于超出75　億加侖的那部分，就必須挑戰汽油的市場地位了。緩慢下降的汽油價格，快速上漲的玉米價格，這些都是限制乙醇需求擴大的因素，讓我們來評估這些因素吧。

　　汽油和乙醇的價格

　　由于汽油價格的高漲，已經使生物燃料變得更有競爭力，這也刺激了對生物能源的新投資。乙醇和生物燃料的產量會繼續擴張，只要世界石油仍然維持高價，也就使得生乙醇有利可圖。世界石油價格在1999　年急劇上漲，在2004　年WTI　石油的年平均價格從19.25　美元／桶上漲到超過41　美元／桶，在2006　年可能會達到70.29　美元／桶(根據能源信息部(EIA)的短期預測)，EIA　預計，到2007　年，石油價格水平仍然會維持在高水準。高昂的原油價格也就導致了汽油和柴油價格的高漲。EIA　預計汽油的零售價格將從2004　年的1.85　美元／加侖上升到2006　年的2.72美元／加侖。而生產乙醇的利潤從去年的5-50　美分／加侖，到目前接近1　美元／加侖，這使得生產玉米乙醇非常有利可圖。

　　放眼未來，目前，芝加哥交易所2006　年12　月交貨的乙醇期貨價格已經達到了2.2　美元／加侖。雖然這一價格相對于夏季已經有所下降，但利潤仍然可觀，這依然推動了乙醇生產企業的大量生產。

　　未來，如果世界石油價格仍然高于50　美元／桶(以2005　年的美元購買力計)，而玉米的價格只要不大幅上漲，那么乙醇作為燃料添加劑仍然會得到廣泛應用，而且需求可能會超過原先的估計。當石油價格低于30　美元／桶，那么使用乙醇作為燃料添加劑就沒有任何優勢，生產乙醇也將會變得無利可圖。

　　玉米的價格。

　　預期中的汽油和乙醇價格對乙醇產能擴張有很強的刺激作用，玉米價格的上漲則會削弱乙醇產能的擴張。玉米乙醇生產企業最主要的原料成本就是玉米的成本，這個夏天，玉米乙醇的原料凈成本(玉米價格減去副產品價值)大概是50-60美分／加侖，而乙醇的現貨價格當時是位于3.5　美元／加侖左右。在過去，1996　年的夏天，玉米乙醇的原料凈成本曾經達到過1.5　美元／加侖的最高值，而當時乙醇價格也就是1.5　美元／加侖，這導致了大量乙醇生產企業的倒閉。當乙醇價格超過3美元／加侖時，乙醇生產企業就愿意付出更高的價格來購買玉米，只要有利可圖。

　　我們運用了一個金融模型計算一年生產4500　萬加侖乙醇的干性壓榨廠愿意承擔多高的玉米價格。當乙醇價格是2.25　美元／加侖時，一個干性壓榨廠可以承受5美元／蒲式耳的玉米價格而同樣有利潤。經過季節修正的玉米最高價格出現在1995-96　年，價格是3.24　美元／蒲式耳，但歷史上只有其他3　年玉米的價格超過了3　美元／蒲式耳。

　　這個分析意味著：如果未來數年，只要汽油和乙醇的價格保持強勢，玉米的價格就不會對乙醇的產能擴張帶來負面影響，除非玉米的價格大大高于歷史上曾經出現過的最高價格。另一點也意味著乙醇生產廠愿意為玉米支付比其他玉米用戶更高的價格。

　　農業市場和乙醇產能擴大帶來的影響

　　美國農業部在二月份曾經發表了一份乙醇產能擴張對農業影響的遠景報告。

　　那個時候，農業部預計到2012-2013　年度，玉米乙醇的產量會達到75　億加侖，將會有27.5　億蒲式耳的玉米被用作加工乙醇，相比2006-2006　年度21.5　億蒲式耳的玉米用量，這個數據明顯過于保守。由于對乙醇持續的需求增加，現在的預計是：

　　到2012　年，玉米的播種面積將會達到8500　英畝，2005　和2006　年的數字則分別只是8180　萬英畝和7940　萬英畝。玉米價格將會從2005／06　年度的1.99　美元／蒲式耳和預計2006／07　年度的2.35　美元／蒲式耳上漲到2.6　美元／蒲式耳.而到那個時　候，美國玉米的飼料用量將會輕微下降，出口則會輕微上升到22　億蒲式耳。同樣，美國玉米的單產也有望從2005　年的148　蒲式耳／英畝上升到2012-2013　年度的158.5　蒲式耳／英畝，這樣，玉米的產量就能剛好滿足乙醇加工和出口的需求。隨著部分土地轉向播種玉米，大豆的播種面積則會從目前的水平下降，豆粕也同樣　面臨著玉米乙醇加工副產品的競爭，加上南美巴西大豆和阿根廷大豆的競爭，美國大豆的出口會有所下降。在這些因素的共同作用下，又加上對豆油的需求擴大，大豆的價格到2012-2013　年一直會輕微上漲。養殖肉牛的收益則會由于玉米飼料成本的上升而下降，但牛肉的價格一直會保持下跌態勢，因為從目前來看，肉牛養殖進入了一個擴張周期。生豬和豬肉的價格總體上來看會保持最近幾年的水平。

　　美國農業部的分析描繪了這樣一個局面：農業種植部門會非常樂意接受玉米需求持續增長而帶來的玉米價格上漲，它們會將更多的土地用于種植玉米。而肉牛的養殖部門在面對玉米價格高企的條件下，會經歷一個比較容易處理和適宜的調整。

　　這些分析看上去是令人鼓舞的，但目前已經過時了，因為乙醇產能的擴張速度已經超過了美國農業部在去年冬天所做出的長期預測。美國農業部將在今年冬天重新做出評估報告。不過，趁現在，我們可以就乙醇產能擴張這一問題進行一系列更為深入的探討：

　　1)乙醇的產能已經超過大部份分析師的預測，包括美國農業部所做出的預測。

　　大部分預測都只認為2012-2013　年乙醇產能會擴到75　億加侖，但隨著目前市場所發生的變化，乙醇產能可能未來一兩年之內就會達到這一數字，而到2010-2011年，乙醇產能可能就會超過100　億加侖。

　　2)汽油和乙醇的價格會在目前的水平上停留多久以維持乙醇產能的擴張。未來石油的價格是非常不確定的，但世界經濟的持續增長和石油產能的限制可能會在未來數年內將石油價格維持在一個很高的水平。而持續的高油價也就帶來的汽油價格的高企，乙醇的價格自然也會保持在高位。但就長期來看，乙醇價格與汽油價格之間的比價關系仍然有不確定性，當乙醇產能持續擴大，生產乙醇帶來的超額利潤就會逐漸下降。

　　3)生產玉米乙醇是如此有利可圖，導致乙醇生產廠可以支付一個很高的玉米價格。而且就算是玉米價格上漲，只要石油和乙醇的價格仍然保持在高位，生產乙醇就有利可圖。

　　4)玉米價格會在今后5-6　年之內創出新的高點記錄。隨著玉米乙醇的需求增長，玉米大量的被乙醇生產商買走，而且乙醇的產能還在不斷的擴大，玉米的價格在未來數年內都會持續上漲，甚至創造新的歷史高點，特別是受到惡劣的天氣出現之后。

　　5)即使玉米價格超過歷史最高，乙醇生產廠仍然會繼續生產。相對于玉米的其他用戶，乙醇生產廠有能力支付一個更高的價格。在短期內，出口需求的價格激勵可能會超過國內的飼料需求，但隨著乙醇生產廠的持續增加，以及愿意承擔更高的價格，很多出口商可能愿意將玉米轉向國內銷售，這樣，會導致玉米的出口的下降。

　　6)美國必須持續擴大玉米的種植面積以防止出口下滑和肉牛養殖業利潤下降。我們可以通過下面的一個例子來看一下玉米種植面積擴大帶來的影響：如果到2010　年，乙醇的產能擴大到100　億加侖，玉米的單產增加到155　蒲式耳／英畝，根據美國農業部的預測報告看，每蒲式耳玉米可以生產出2.8　加侖的乙醇，而乙醇用玉米產生的副產品DDGS　可以替代原先15%的飼料用玉米。那么，如果要保持玉米出口量和飼料用玉米量不變，玉米的種植面積就必須提高到9000　萬英畝。也就相當于比2005-2006　年要多出1000　萬英畝，比美國農業部二月份的預測多出550　萬英畝。從計量經濟學角度來看，為了吸引1000　萬英畝的新增種植面積，到那時，玉米的價格要上漲到3.1-3.2　美元／蒲式耳，差不多已經接近歷史最高點的水平。而由于價格的高企，玉米的出口量和飼料用量還是會受到影響，這樣玉米的價格會達到一個新的動態平衡，而更高的單產也用助于滿足乙醇產能擴張帶來的需求。

　　7)農作物物資儲備計劃(CRP)可以調節玉米種植面積。在CRP　計劃中，有3600萬英畝的土地用來種植各種農作物，以滿足不時之需，通過CRP　計劃，就可以一部分玉米的新增播種土地問題。當CRP　合同即將履約，可能還有一部份土地沒有生產者來登記加入種植，這樣就可以把這部分空閑下來的土地用于種植玉米。CRP計劃是2007　年Bill　農場進程的一個組成部分。而CRP 的合同條款有利于減小由于乙醇產能快速擴張對玉米價格帶來的影響。原先在CRP　計劃中已經有25%的土地用于種植非灌溉玉米和大豆，但我們預計CRP　計劃還可以為玉米或大豆帶來430　萬-720　萬英畝的潛在種植面積。

　　8)事實上，世界上還有其他的出口國(如巴西和阿根廷)可以提供更多的玉米。　如果美國的乙醇產能擴張，高企的世界玉米價格就會激勵巴西和阿根廷種植更多的玉米。

　　9)玉米價格的上漲，加之玉米庫存的持續減少，會導致玉米的種植部門難以應對可能產生的減產風險。乙醇產能的持續擴張會消耗大量的玉米庫存，玉米的庫存將會保持在一個很低的水平，風險不僅僅存在于這個市場脆弱的供應之上，同樣存在自然界，存在于中國這個巨大的能源需求者身上。在未來的市場需求條件和庫存水平下，一次嚴重的自然災害，比如干旱，就可以使玉米的價格飛上天。

　　10)光靠玉米乙醇是無法有效減小美國對石油進口的依賴。美國目前有大約58%的石油消費是依賴進口的。在2006　年，乙醇產能達到50　億加侖，只相當于美國原油進口量的1.5%。

　　11)纖維質乙醇產品成為最新的降低原油消耗的替代品。由于還沒有實現產業化，纖維質乙醇產品就未來一段時期之內還無法與玉米乙醇競爭。但如果今后玉米供應變得愈發緊張，那么纖維質乙醇就有可能代替玉米乙醇。

　　12)不論如何，乙醇生產的增長在最近的一段時期之內是容易做到的。真正的市場情況要通過長期的運行才能得到反映，但市場的價格配置功能隨時會在幾個部門發生作用，我們必須對乙醇產業進行密切的檢測和跟蹤。關鍵因素是如何通過增加玉米產量和利用CRP　計劃的閑置土地來減輕玉米價格上漲對市場的影響。

　　玉米產量自2004　年開始就超出了基于1980-2003　年產量的長期波動區間。如果這次產量突增的主要原因是采用了改良型的雜交種子的話，那么按照這個趨勢，到2010　年，玉米的單產將會達到155　蒲式耳／英畝。在目前的水平上，單產每提高5蒲式耳就相當于多收獲了250　萬英畝的玉米，足夠生產額外的10　億加侖的乙醇。

　　生物柴油的生產和大豆油的使用

　　生物柴油，一種可以替代柴油的生物燃料，大部分是由大豆油加工而成(大概超過90%)，但一些生產者也用其它一些油料作物，如棕櫚油，動物脂肪和回收再生油來制造生物柴油。經過微小的改進之后，大多數的柴油引擎都可以使用混合生物柴油。由于生物柴油的成份與柴油相當類似，所以生物柴油可以以任何比例與柴油混合，最常用的是摻入20%生物柴油的混合柴油(稱之為B20)。今天大部分政府車輛，公共汽車和校車已經用上了B20。另外，農用機械和船用發動機也可以使用生物柴油，包括鍋爐也可以用生物柴油代替取曖油。貨車運輸業最近也展示了使用生物柴油和B20的好處，目前已經開始有

　　在美國農業部2000　財年公布商品信托公司生物能源計劃之前美國生物柴油產量一直非常小。之后，生物柴油產品補貼通過現金方式支付給生產企業。這大大激勵了生物柴油的生產熱情，生物柴油的產量自1999　年的50　萬加侖跳升至2004　年的2800　萬加侖。在2005　年，有9100　萬加侖生物柴油被制造出來，而其中的6500　萬加侖都依靠這個能源計劃的支持。這個計劃將在2006　財年結束，即使這樣，在高柴油價格和新稅制的激勵下，美國農業部預測生物柴油產量將會在2006年達到2.45　億加侖，比去年增長近170%，比1999　年增長了490　倍。

　　2006　年4　月起，國家生物柴油委員會報告指出目前有65　家生物柴油生產廠。

　　這些工廠每年的生產能力從20　萬加侖至3000　萬加侖不等，而總的年生產能力大約是4　億加侖。大部份工廠的年生產能力在600　萬加侖以下。只有7　家工廠的年生產能力在1500　萬加侖以上，不過，還有新的工廠正在建設之中，產能在未來還會繼續擴大。生物柴油委員會估計還有50　家新的工廠正在建設之中，它們建成之后，總產能就可以擴大到7　億加侖。這些新建工廠的產能介于1.5　萬至8500　加侖加侖之間。有14　家工廠的年產能超過了1500　萬加侖。雖然目前，大豆油是生物柴油最大的生產原料，但在建的最大的生物柴油生產廠(預計年產能8500　萬加侖)卻計劃采用油菜油做為原料。而采用回收食用油為原料的工廠的產能就要小很多，介于1.5　萬-100　萬加侖每年。

　　生物柴油的生產成本

　　建設一個生物柴油工廠要考慮很多因素：包括工廠的生產能力，位置，生產工藝和設備成本，還有采用何種油類作物作為原料。根據經驗性的成本估計，一個小型生物柴油生產廠的建設成本為每加侖產能1　美元，也就是說500　萬產能的工廠，它的建設成本就是500　萬美元。當然，隨著工廠規模的擴大，規模經濟的效用也就會顯現出來，當工廠的年產能超過500　萬加侖時，它的建設成本會逐漸下降。當考慮到工廠的生產工藝時，其實使用大豆油的成本要高于使用黃油和牛油的成本，但使用后者需要經過更多的處理環節。生產生物柴油的成本包括原材料的成本，人工費用，消耗的能源和設備折舊，最終一個年產能500　萬加侖的加工廠每加侖的利潤是0.5　美元。在所有的成本中原材料的成本最高的，例如，就目前的大豆油價格水平，生產每加侖生物柴油，原材料的成本就達到1.95　美元，再加上其他成本(包括資金成本)，總成本在2.45　美元左右。如果再考慮投資回報，運輸，混合和

　　營銷費用，純生物柴油也就是含量為100%的生物柴油(B100)，其零售價格超過了每加侖3　美元。直到現在，由于生物柴油的高成本，使得生物柴油在與普通柴油在市場競爭中力不從心。不過，考慮到目前的高油價，柴油的價格也上升到了歷史高點，這使得生物柴油可能會越發具有競爭優勢。此外，最近的立法減免了生物柴油每加侖1　美元的消費稅和每加侖0.1　美元的小生產者稅。政府在高油價的情況下，只能對生物柴油采取激勵措施，這使得生物柴油行業擴張迅速，就像乙醇行業一樣。

　　生物柴油的產能在未來數年都會快速擴張，到2007　年底將會有超過100　家工廠上線。生物柴油的擴張之路與高昂的原油和柴油價格密切相關。

　　生物柴油的長期預測與對美國農業的影響

　　生物柴油產業是一個年輕并且幼小的產業，它規模的擴大還有賴于整個產業結構基礎的發展，隨著整個產業規模的擴大，生產才會更為經濟，生產成本才會下降。節省成本的新技術會幫助生產者更有效的利用能源，提高轉換的效率和將低成本的油料原料轉變為高質量的生物柴油。不管如何，在未來很長一段時期之內，生物柴油行業最大的挑戰來自于油料作物的供給是否能夠滿足不斷增長的需求。

　　大豆和油料作物的供給受制于它們的其他用途和土地的約束。在2005-2006　年度，生物柴油產業消耗了大約5%的大豆油，而到了2006-2007　年度，生物柴油產業將會消耗超過26　億磅大豆油，相當于大豆油年消費量的13%。26　億磅大豆油需要用　2.29　億蒲式耳大豆來榨取，也就是美國2006　年大豆產量的8%。這樣的話，生物柴油對油料作物快速增長的需求會推高油料作物的價格，導致生產成本的增加。

　　結論

　　到2006　年，乙醇和生物柴油的產量加起來可能會達到53　億加侖，這是對美國農業的新增的需求。生物燃料產業會增加農場收入，也可以活躍農業經濟。但是，與美國龐大的石油需求相比，玉米的供應量顯得很小，所以必須開發其它更新的和可替代性的能源，以替代石油，減少美國對石油進口的依賴。生物柴油，一個最近幾年發展速度遠遠超過乙醇的產業，可以增加美國柴油的供應量，但若要與整個柴油市場相比，油料作物，動物脂肪和其他生物柴油原料的供給量是遠遠不夠的。

　　不過，仍然有好消息，最近的技術突破為乙醇的生產帶來了質的飛躍，通過新技術，農作物的桿莖和一些低價值的材料可以經濟的轉化為纖維質乙醇。就目前的技術而言，玉米乙醇仍然有其優勢。提高纖維質乙醇的單產仍然需要更長時間的持續研究。另外，還需要有新技術來提高農產物的單產和降低轉換乙醇的成本。

　　能源部正在投資于基因技術的研究：GTL　計劃。研究活動也得到農業部的指導。此外，能源部和農業部最近聯合建立了一個基金用于發展高能農作物。確保生物燃　料統一的質量標準以滿足消費者和市場的需求。

　　主席先生，我的發言到此結束！

經易期貨 張文博 譯