生物能源产业探索商业模式

对替代能源的需求使生物质能成为全球热点，中国也不例外。众多企业进行了尝试，但投产之后，原料涨价、政策反复、销售不畅、融资困难、产业环境恶劣等问题很快暴露出来。表面上看生物质取之不尽，其实在现有条件下，能量转化效率低、中间成本高、外部性显著，原料“稀缺”的门槛更是难以逾越。而第二代技术仍存在不确定性，生物质能无疑还是一个幼稚产业。大型国企在资源、技术以及渠道上更具实力，而中小企业目前难以构建有效的商业模式。面对种种困局，政府态度犹豫不决、支持乏力，产业风险很大，短期内，投资者的掘金前景黯淡。从复兴到狂热据政府间气候变化委员会（IPCC）估计，地球上每年新增生物质量约1700亿吨，存储能量3×1021J，相当于目前全球能耗的10倍。中国每年新增有机废弃物约13亿吨，折合3.71亿吨标准煤，另外边际性土地种植能源植物潜力折合4.25亿吨标准煤。毫无疑问，生物质的资源量足够巨大，而更重要的是，生物质是物质型能量源，这一点是其他几种可再生能源所不具备的。因此开发生物质能意义重大，欧盟首脑会议明确提出：生物燃料是唯一可以大规模替代汽油和柴油的可再生能源，也是替代石油化工产品的唯一渠道，在美国、巴西、日本等国也高调倡导生物质能源。中国也陆续出台了一些政策和规划，扶持生物质产业。产业“大发展”俨然就在眼前，社会各界躁动起来。地方政府开始“拓荒”。海南省研究打造生物质能源原料基地；贵州各地抢种麻风树；新疆规划种植近万平方公里甜高粱制乙醇。国有企业积极“圈地”。中粮集团高调收购丰原生化，控制燃料乙醇市场；中海油、中石油和中石化纷纷启动麻风树柴油产业化示范项目；国能生物质先后建成15家生物质直燃电厂，获得政府核准建设的项目达40项，等等。民间资本也不甘落后。2005年5月，从事生物柴油提炼的四川古杉集团在纽约交易所上市（NYSE:GU）；2006年6月，同样从事生物柴油业务的福建卓越通过在BVI的离岸公司ChinaBiodieselInternationalHoldingCo.，Ltd.在英国伦敦证交所二板市场挂牌（AIM:CBI）一个又一个的地方政府和企业“宣布”投资数十亿元甚至上百亿元进军生物质市场。一时间，“21世纪生物能源产业迅猛崛起”迅速成为舆论的主旋律。甚至有人拿奥巴马当选总统大做文章，畅想美国政策如何带动中国生物质产业的发展。窘迫的幼稚产业尽管理论上生物质是可行的替代能源，但实际应用并不尽如人意。2006-2007年，许多欧美生物柴油厂的利润被原料价格的上升侵蚀殆尽，不得不依靠政府补贴维持，2008年经济危机之后经营状况进一步恶化。中国的情况更糟，根据《2008年中国生物柴油行业投资价值研究报告》，现有的300万吨生物柴油产能的利用率仅有10％，而在建项目总规模却有至少300万吨。对生物质的质疑也开始出现，有人提出了生物燃料的“五宗罪”：与人争粮、能效低、环境污染、经济性差、规模不经济。这些并非空穴来风，生物质能开发在原料、技术、政策和商业环境方面都存在问题，额外的能耗和环境污染、乙醇燃料使空气质量恶化、大面积单一作物对生态的破坏等严重的副作用也暴露出来。客观地看，这是一个幼稚产业，大的突破还要假以时日。　　[page]　　 对替代能源的需求使生物质能成为全球热点，中国也不例外。众多企业进行了尝试，但投产之后，原料涨价、政策反复、销售不畅、融资困难、产业环境恶劣等问题很快暴露出来。表面上看生物质取之不尽，其实在现有条件下，能量转化效率低、中间成本高、外部性显著，原料“稀缺”的门槛更是难以逾越。而第二代技术仍存在不确定性，生物质能无疑还是一个幼稚产业。大型国企在资源、技术以及渠道上更具实力，而中小企业目前难以构建有效的商业模式。面对种种困局，政府态度犹豫不决、支持乏力，产业风险很大，短期内，投资者的掘金前景黯淡。从复兴到狂热据政府间气候变化委员会（IPCC）估计，地球上每年新增生物质量约1700亿吨，存储能量3×1021J，相当于目前全球能耗的10倍。中国每年新增有机废弃物约13亿吨，折合3.71亿吨标准煤，另外边际性土地种植能源植物潜力折合4.25亿吨标准煤。毫无疑问，生物质的资源量足够巨大，而更重要的是，生物质是物质型能量源，这一点是其他几种可再生能源所不具备的。因此开发生物质能意义重大，欧盟首脑会议明确提出：生物燃料是唯一可以大规模替代汽油和柴油的可再生能源，也是替代石油化工产品的唯一渠道，在美国、巴西、日本等国也高调倡导生物质能源。中国也陆续出台了一些政策和规划，扶持生物质产业。产业“大发展”俨然就在眼前，社会各界躁动起来。地方政府开始“拓荒”。海南省研究打造生物质能源原料基地；贵州各地抢种麻风树；新疆规划种植近万平方公里甜高粱制乙醇。国有企业积极“圈地”。中粮集团高调收购丰原生化，控制燃料乙醇市场；中海油、中石油和中石化纷纷启动麻风树柴油产业化示范项目；国能生物质先后建成15家生物质直燃电厂，获得政府核准建设的项目达40项，等等。民间资本也不甘落后。2005年5月，从事生物柴油提炼的四川古杉集团在纽约交易所上市（NYSE:GU）；2006年6月，同样从事生物柴油业务的福建卓越通过在BVI的离岸公司ChinaBiodieselInternationalHoldingCo.，Ltd.在英国伦敦证交所二板市场挂牌（AIM:CBI）一个又一个的地方政府和企业“宣布”投资数十亿元甚至上百亿元进军生物质市场。一时间，“21世纪生物能源产业迅猛崛起”迅速成为舆论的主旋律。甚至有人拿奥巴马当选总统大做文章，畅想美国政策如何带动中国生物质产业的发展。窘迫的幼稚产业尽管理论上生物质是可行的替代能源，但实际应用并不尽如人意。2006-2007年，许多欧美生物柴油厂的利润被原料价格的上升侵蚀殆尽，不得不依靠政府补贴维持，2008年经济危机之后经营状况进一步恶化。中国的情况更糟，根据《2008年中国生物柴油行业投资价值研究报告》，现有的300万吨生物柴油产能的利用率仅有10％，而在建项目总规模却有至少300万吨。对生物质的质疑也开始出现，有人提出了生物燃料的“五宗罪”：与人争粮、能效低、环境污染、经济性差、规模不经济。这些并非空穴来风，生物质能开发在原料、技术、政策和商业环境方面都存在问题，额外的能耗和环境污染、乙醇燃料使空气质量恶化、大面积单一作物对生态的破坏等严重的副作用也暴露出来。客观地看，这是一个幼稚产业，大的突破还要假以时日。　　[page]原料之困生物质能与风能、光伏的最大差别，在于其原料更加“稀缺”。尽管生物质资源量巨大，但原料获取和转化过程中需要额外投入，导致原料总成本居高不下。能量密度低，原始成本高与其他非水能的可再生能源相类似，生物质的能量密度低，需要大量的土地。英国皇家化学学会主席RichardPike估计，“英国若用生物燃料替代1％的柴油和汽油，种植原料所需的土地恰好是其国土面积的1％”。中国依靠全球5％的耕地供养全球20％的人口，粮食安全问题一直比较突出，其中谷物和食用植物油脂都是净进口。因此，利用耕地种植生物燃料作物或者将粮食用来制取燃料不现实。为此，国家在批准了4家陈化粮燃料乙醇定点生产企业（黑龙江华润酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽丰原生化以及河南天冠）之后，于2006年全面叫停了其他粮食深加工项目。考虑全生命周期能量转换所计算的生物质能量效率更有说服力。按照中国工程院院士倪维斗的计算，甘蔗的转换效率是8倍（即1份能量输入能得到8份输出），甜菜是1.9倍，玉米按照美国工艺是1.5倍，中国则不到1.2倍。而且，中国没有条件像巴西那样大规模种植甘蔗来发展燃料乙醇，因为把甘蔗制成糖比制成燃料合算得多，而其他的作物能量效率又太低。“与人争粮”成了诟病生物质能源的主题，尽管两院院士石元春等学者极力反对这种提法，倡导种植非粮作物和利用边际性土地的“非粮”、“非耕地”路线。但这一路线下，产量和能量密度都低于普通粮食，原料成本还是很高。近两年，甜高粱、木薯燃料乙醇项目不断上马，但普遍亏损，第一个试点的广西中粮20万吨木薯乙醇项目不得不申请补贴。2008年4月获得国家发改委批复的湖北、河北、江苏、江西、重庆等5省市的非粮燃料乙醇专项规划面临同样的尴尬。事实上，国家从未间断向4家陈化粮燃料乙醇定点企业发放补贴，而且随着粮价上涨，原定补贴额度已不足以弥补亏损，财政部又通过颁发《生物燃料乙醇弹性补贴财政管理办法》加大补贴力度。我们认为，不管是否与民争粮还是与粮争地，目前的生物燃料的原料成本都很难控制，无法摆脱对补贴的依赖。物流不经济，中间成本高此外，生物质物流也很不经济，需要耗费大量的人力、物力进行收集、储存、运输，在生产出洁净能源的同时也要消耗大量的能源，甚至污染环境，很难形成闭合的能量循环系统。以秸秆发电为例，考虑到收购过程中车损、燃油及人力消耗，即使宽松估计，经济收购半径不宜超过50公里，生物柴油所需的地沟油收购半径也只有300公里左右。而木本植物制油的路线则更显昂贵，它涉及到育苗、栽培、基建、维护、采集、运输等许多环节，是一个庞大的系统工程，成本到底多高迄今没有准确的估计。替代用途多，机会成本高秸秆可用于造纸、建材、制沼，同样是当作废物处理，燃烧发电所支付的价格明显偏低，何况很多秸秆还被用于还田或生活用。因此，与这些成熟产业争夺资源，秸秆发电当然没有优势，盈利难是必然的。地沟油也有类似的问题，近年其价格随油价一起飙升。2005年，福建等地的地沟油还有过每吨800元的价格，2007年初已升至2000元/吨，2008年又涨到5000元/吨。众多案例表明，企业上项目时缺乏动态的眼光，盲目上马。在以往没有商业需求的时候，秸秆、地沟油都被当作废弃物，但成为一种资源后，供应者就会更多地从机会成本的角度考虑，在讨价还价中，企业没有议价能力，日子很不好过。　　[page]商业环境不成熟同时，中国生物质产业的大环境还很不成熟。政策裹足不前大国国策的层面讲，中国政府在生物质能开发上的动作仍显缓慢。虽然在发电和沼气领域提出了较高目标，但在国家石油安全方面却缺乏前瞻性。其他大国对生物质开发更为重视。2007年3月，欧盟首脑会议提出了生物燃料不少于运输燃料10％的目标；同年底美国颁布《能源自主与安全法》，提出2020年生物燃料替代20％运输燃料的目标及逐年计划；印度计划于2017年汽油中乙醇的掺混比例达到20％；而巴西在2007年已实现了用甘蔗乙醇替代50％的汽油。对纤维素乙醇、微藻生物柴油等战略性技术，美国均给予高额补贴，以吸引投资和人才，加快市场培育和技术进步。中国的石油远比欧美紧张，且生物质原料相对充裕，但2020年的规划中生物燃料替代率却仅有2％。而且，政策的可操作性低，“雷声大、雨点小”。尽管出台了鼓励政策，但缺乏配套的计划或指导
意见，规模化和商业化也没有明确的时间表，令主管部门和企业无所适从。此外，政策缺乏公正性。中国的油品流通主要被中石油、中石化所垄断，一些先期进入生物燃料领域的企业缺乏产品入市渠道。国家每年向4家陈化粮燃料乙醇定点企业发放补贴，但走非粮路线的企业还须“一事一议”地审批，不利于形成公开公平的市场。缺乏系统的产业链生物质能的开发还需要高效率的商业生态链条。首先种植环节就是一个复杂的系统工程，之后还需在收购、调配、销售、技术服务等方面进一步整合。生物柴油的原料问题突出，废弃油脂的收集、运输等环节缺乏有效的组织，“地沟油”等废弃油资源的利用率仍然较低。培育高含油量和高生态适应性品种是生物柴油的关键。遗憾的是，中国的生物柴油产业在初期没有打好基础，各地盲目种植油料树木，品种单一，形成“南方只有麻风树、北方只有黄连木”的局面。而大面积单一树种增加了虫害等问题。而且，按照现有的信贷标准，树木种植不能抵押，难以获得银行贷款。而木本植物种植周期长，投入大，若没有商业银行贷款支持，企业很难独立承担。由于缺乏标准和系统支持，石油企业（中石油、中石化）担心低质量产品影响自己的声誉，对采购生物柴油持“暂不支持”态度。垃圾发电推广困难也是缘于缺乏社会系统支持。中国目前还没有实施严格的垃圾分类，垃圾成分复杂、含水量高，导致热值低和难烧透，能量产出很低，且伴随着严重的二次污染。因此，生物质能开发是一个庞大的系统工程，需要政府的统筹和配套支持。目前看，政府的作为还远远不够。没有进入良性循环2008年3季度，有人对四川古杉的盈利真实性提出质疑，引起其股价暴跌，从约10美元大幅跌到约2美元，跌幅高达80％。我们在调研中发现，以商业化盈利为初衷的生物质企业有限，很多企业目的“不纯”，圈地者有之、贪图政策性资金者有之、造假融资者有之、造势者有之、讨好地方政府者有之，“包装”、“化妆”甚至“伪装”现象严重。由于大企业参与不多，现有企业大多实力不强，缺乏信誉，加上时常暴露的丑闻，市场信心很难建立，整个产业也很难走入良性循环。　　[page]短期内投资者掘金难从目前的资源状况、技术水平和商业环境看，生物质能很难形成大规模的商业化，相比之下，大型国有企业比民营资本更具优势。财务投资的机会非常有限，也许第二代生物能技术的突破会带来大的转机。商业模式难建立，中小企业无优势目前，技术略为成熟的主要是糖淀粉制燃料乙醇、植物油或地沟油制生物柴油、农林废弃物制固体颗粒燃料、沼气利用等，但其中真正具备市场竞争力（成本优势）的并不多。我们看好能依靠自身力量实现盈利的企业，而不是依靠政府补贴和减税来获得利润的企业。原料控制能力、技术水平、销售渠道是有效商业模式的必要条件。然而很少有中小企业能够同时具备这些条件。按照倪维斗院士等人的主张，采取分布式的能源利用方式更为现实，但分布式运作规模小、管理难，容易导致整体运营效率低下。北京德清源的鸡粪沼气发电项目就是一个例子，2008年8月正式发电后得到专家的高度评价，但年发电很少，只有1460万千瓦时。这些循环经济项目可以作为企业的有益补充，却无法脱离主业变成独立的业态。大型企业，特别是大型国有企业更有优势，因其具备研发实力和市场渠道，也更容易得到政府的支持进而控制区域资源，如陈化粮、秸秆（新疆的甜高粱、东北的玉米秸秆、内蒙古河套地区的向日葵）和稻壳（黑龙江、新疆的农垦系统）等。中粮集团通过一系列资本运作掌控了除河南天冠以外的3家陈化粮燃料乙醇定点企业，随后开始拓展木薯、红薯、甜高粱等非粮作物项目，并提出2010年生产燃料乙醇310万吨、占全国60％市场份额的目标。从其产能规划中可以看出董事长宁高宁志在成为中国燃料乙醇领导者的企图。国能生物发电集团（由国家电网公司、龙基电力集团投资）获得政府核准项目40项。截至2008年底，已有生物质发电厂15家投入运营，累计发电26亿千瓦时，消耗秸秆300万吨，节约标准煤120万吨，减少二氧化碳排放250万吨，占国内生物质发电市场70％的份额。技术有待突破生物质的转化主要采用热化学和生物学技术（表4）。为了解决能效低的问题，学术界开始了诸如细菌光合制氢等新的尝试。“第二代生物质能技术”进展也比较乐观，比如依靠基因技术培育更具效率的物种；或者寻求工艺突破以提高转换效率。很多专家对培育微细藻类和纤维素发酵寄予厚望。相对于大豆和麻风树等常规作物，富油微藻含油量（或蛋白质）可达干重的40-70％，生长速度却高出几十倍（根据日本能源学会对大阪等地的养殖试验，植株数每50天增长100倍甚至更多），单位土地面积产油率是麻风树的10倍以上，可用边际性土地和各种水域大规模培植。目前美国在微藻生物柴油领域处于领先水平，已有壳牌石油、雪佛龙（Chevron）、PetroSunDrilling等公司提出了积极的微藻生物柴油计划，荷兰AlgaeLink公司则开发出新型微藻光生物反应器系统。纤维素乙醇的能源效率高且不会与粮食直接竞争，可能是燃料乙醇的优选路线。以往俄罗斯是唯一发展木材酸分解工业的国家，现在美、日等国的开
发力度更大，在美国由DOE（能源部）和NREL（国家可再生能源实验室）主导，目标是2015年将纤维素乙醇的价格降至0.16美元/升以下。以上两类技术路线的目的都是从根本上解决粮食安全、能效低和减排不力的问题，但技术上都不成熟。目前微藻培养方式、提油技术均存在能耗大、投入高的问题；纤维素乙醇的主要技术瓶颈在于高效转化菌种和纤维素酶（酶制剂约占成本的80％）以及前处理过程的改进，现有项目多停留在中试阶段。“第二代技术”吸引了欧美风险投资和大企业的关注，杜邦（Dupont）等公司已经启动研究计划。中石化、中粮也与丹麦酶制剂商novozymes进行合作，共同开发玉米秸秆制乙醇技术，但中国起步晚，基础薄弱，力度不大，又缺乏良好的宏观环境，短期内很难有大的突破。老资源的新用途尽管是新名词，但“生物质”（Biomass）的本质无非是通过生物体（主要是光合作用）固化的太阳能，不仅是最古老的能源形式，也是各种化石能源的最初来源。不过当下流行的“生物质能”也并非完全是新瓶装老酒，其借助热化学、生物化学等手段，将低能量密度的生物质转换成固、液、气等形态的高效能源来代替油气和煤炭。生物质能的开发主要是对粮食和非粮植物、农林废弃物、禽畜粪便、生活和工业垃圾等物质的转换利用，主要产品有生物燃料（燃料乙醇和生物柴油）、生物质发电、固体成型燃料和甲烷等（图）。普遍认为，生物质能具有产量大、可再生、可储存、碳中和等优点。