巴西是全球最早开发和利用生物燃料的国家之一,如今巴西已成为全球第二大生物燃料生产和消费国。作为一个发展中国家,巴西的可再生能源占能源消费总量的比例已经高达45.3%,这无疑是一个绿色奇迹。但这一“种植”出来的可再生能源在巴西发展仍是几经波澜,且存在着“与粮争地”“破坏热带雨林”等方面的争议。尽管如此,在全球能源结构转型的大环境中,生物燃料仍被巴西视为绿色能源来源多元化的主要抓手。
是什么契机促使巴西开启了生物燃料发展之路?巴西在鼓励生物燃料发展方面出台了哪些政策和机制?新冠肺炎疫情爆发给该国生物燃料行业带来哪些影响?生物燃料整体成本效益如何,在推广方面存在哪些挑战?了解这些问题,也许就能窥见巴西对生物燃料另眼相待的关键。
发展生物燃料源于“贫油”
巴西敲开生物燃料大门最早可以追溯到20世纪70年代。在此之前,巴西已探明原油储量严重不足。由于能源需求基本依赖原油进口,在经历了1973年和1975年两次石油危机之后,巴西政府开始积极探索替代燃料的开发和利用。
巴西甘蔗产业联盟(UNICA)总裁兼首席执行官伊万德罗·古斯(Evandro Gussi)对此予以了肯定答案,称1970年代的石油危机是促因,彼时巴西国内81%的原油消费依赖进口,而地缘政治紧张局势导致国际油价猛涨,巴西政府为降低对外国原油的依赖,启动了“巴西国家乙醇计划”项目。
由于巴西气候和地理环境非常适合种植甘蔗,巴西政府于1975年发布并实施了“提高乙醇混合比例”的相关政策和刺激措施,鼓励利用甘蔗生产生物乙醇以替代石油。“生物乙醇的序幕由此拉开。”古斯表示,“此前巴西种植的甘蔗几乎全用来生产食糖,但仅仅过了10年左右,巴西的生物乙醇产量就达到了原来的3倍。”
事实上,生物燃料在巴西的发展并非一帆风顺。从1970年代起,巴西经历了一轮从崛起到高潮再到低谷又复兴的跌宕历程。1973—1985年间,两次石油危机让巴西开始意识到强化能源安全的重要性,生物燃料生产设施投建事宜随即提上日程,推广以甘蔗制生物乙醇为首的生物燃料,上升至巴西国家战略产业层面。
期间,巴西出台了国家乙醇计划,实施增加生物乙醇产量、强制在汽油中添加无水乙醇等一系列方案。截至1985年底,该国生物乙醇产量已经由1975年的7.4亿升增至105亿升,占当时全球总量的80%。随后,巴西政府开始强制推行乙醇汽车,要求所有加油站都提供乙醇泵,从免税等鼓励政策以及财政拨款等方面为生物乙醇发展铺路。
但从1986年开始,生物燃料在巴西的“光环”开始减弱,原因是政权变更导致新政府削弱了对生物燃料发展的干预,取消补贴、免除拨款、停止免税等措施让巴西生物燃料从业者步履维艰。巴西在1991年出台自由定价政策,1996年引入市场竞争机制,与此同时还经历了国际糖价暴涨、油价大跌等挑战,加上探明海上丰富油气储量,能源政策开始向石油工业倾斜,生物燃料迎来了发展阵痛。
2003年开始,巴西生物燃料行业浴火重生。气候变化危机和国家能源安全问题,成为国际社会的新焦点,生物燃料在巴西终于进入了大规模商业化阶段。该国大力推行任意比例混合生物乙醇和汽油的混合型燃料汽车,而且开始进行二代、三代生物燃料研发,原材料不再限于甘蔗、大豆等粮食作物,工农业废渣、城乡有机垃圾等也成为首选。
当前,新冠肺炎疫情加上气候变化导致的干旱,为巴西生物燃料发展增添了一定阻力,但该行业仍被巴西视为低碳减排和能源转型的关键一环。UNICA数据显示,巴西是全球最大甘蔗乙醇生产国,2020—2021年度产量达到325亿升。
高效种植破解“与粮争地”
一直以来,生物燃料都存在“与粮争地”的争议,认为其虽然“清洁”了末端,却“污染”了源头,从本质上来说并不是一种可持续的能源。对此,古斯表示,在巴西,与其它作物相比,甘蔗种植效率颇高。“巴西只有0.8%的领土被用于生产生物乙醇,但2020年生物乙醇却已经能够取代47%的汽油需求,这从一定程度上减少了化石燃料的排放。”根据巴西甘蔗产业联合会数据,1975—2020年间,巴西共有32亿桶汽油被生物燃料替代。
“近年来,在退化牧场上扩大甘蔗生产,同时增加粮食作物产量和牲畜集约化,减少了粮食和甘蔗之间的土地竞争。”古斯称,“甘蔗乙醇是一种清洁低碳的可再生燃料,与汽油相比可避免高达90%的二氧化碳排放。气候变化才是粮食生产的真正威胁。”他强调,气温升高、极端气候、缺水和大气中二氧化碳浓度增加等问题,严重影响粮食作物生产。
UNICA指出,在轻质燃料领域,生物乙醇目前的市场份额为6%。在全球范围内推行乙醇燃料混合比例20%的汽车,大约需要增加2000亿升的生物乙醇,以当前技术水平产生的数据计算,相当于增加3200万公顷的甘蔗种植面积,约占全球耕种面积2%。
UNICA由巴西国内多家领先的食糖、生物乙醇以及生物燃料发电企业组成,其会员企业种植和加工了巴西全国60%的甘蔗,每年生产全球25%的生物乙醇,出口量占全球总贸易量的37%。生物乙醇在促进就业和增加营收方面给巴西经济带来了一定程度的提振。
UNICA数据显示,巴西目前有376家甘蔗加工和乙醇加工企业,约有7万名甘蔗种植者,甘蔗行业为巴西的1200个城市提供了230万个直接或间接相关工作岗位,产业产值约400亿美元。相较于石油行业,生物燃料行业的优势集中体现在调节收入分配方面。巴西的城市每建立一家甘蔗加工企业,人均年收入就提高1000美元。在城市附近种植甘蔗的地区,其人均年收入可提高400美元。
古斯介绍称,2020年蔗糖和乙醇出口为巴西外汇创收103亿美元,“食糖-能源”是紧随巴西肉类、大豆和林产品之后的第四大农业出口行业。尽管2021年收获季发生的干旱导致巴西甘蔗和玉米大幅减产,但生物乙醇全年生产和供应并未受到较大影响。
“事实上,作为可持续交通解决方案的一部分,生物燃料存在巨大商机。目前,全球大约有100个国家已经种植了甘蔗,另外还有几十个国家种植了玉米和甜菜。未来几年,利用废弃物的第二代乙醇也将进入商业化生产阶段。”他称。
鼓励政策助力生产可持续
为确保以更加可持续的方式生产生物燃料,巴西出台了鼓励政策和相关法案,其中,国家生物燃料政策法案(RenovaBio)是该国生物燃料行业的重要里程碑,甚至得到了国际能源署(IEA)的肯定,并作为成功典范进行推广。该法案是目前全球最大的交通系统脱碳项目,旨在持续提升生物燃料这一绿色产业的环境与社会经济效益。
古斯是RenovaBio的起草者。据他介绍,RenovaBio是一个认证体系,一旦加入,工厂的生产过程必须进行审核,包括其生物质的来源必须遵守零砍伐政策等。根据审计结果和产品生命周期,生成能源环境效率评分(NEEA),生产效率和可持续性越高,NEEA越高。
根据巴西国家石油、天然气和生物燃料管理局(ANP)验证的NEEA,允许生产单位生成脱碳信用额度(CBIOs),任何代理人即个人或法人实体都可以在证券交易所购买CBIOs。RenovaBio责成燃料分销商购买这些额度,以敦促他们必须完成自己的减排目标。
古斯指出,RenovaBio于2017年制定,2020年正式实施,制定了通过提高生物燃料在能源结构中的比例以降低碳密度并通过CBIOs减排的年度目标,是减少温室气体排放和帮助巴西实现其对于巴黎气候协定承诺的关键工具。
RenovaBio旨在通过鼓励使用生物燃料,实现《巴黎协定》减排目标。RenovaBio的目标是未来10年减少7亿吨二氧化碳排放,从而帮助巴西兑现环境承诺。
RenovaBio相当于建立了一个良性循环的模式,即化石燃料销售企业通过购买生物燃料生产企业发行的脱碳信用证为其二氧化碳排放买单,每一单位脱碳信用证相当于减少1吨二氧化碳排放。随着政策的实施,生物燃料生产企业将脱碳信用证带来的额外收入投资到提高生产效率和改进环境效率上,从而扩大可再生燃料的供应。
在这一循环中,农业生产如甘蔗、大豆和玉米等农作物将在巴西经济低碳化进程中扮演关键角色。随着国内生物燃料需求持续增加,巴西国家燃料能源结构也将更加清洁。
低碳社会需要所有燃料选择
作为全球最大生物燃料生产国和消费国之一,巴西最早实现车用乙醇汽油全覆盖。对于是大力发展电动汽车还是继续推广乙醇燃油汽车的问题,古斯强调,这不应该是一道选择题,因为低碳社会需要所有组合,包括高碳燃料、电力、氢燃料、生物燃料等。
UNICA分析指出,“高碳燃料+生物燃料”的组合虽延续了化石燃料的使用,但从一定程度上降低了温室气体排放量;“高碳燃料+电力”的组合直接减少了化石燃料消费;“电力+氢燃料”的组合可以缩小电池尺寸从而减少汽车碳足迹;“电力+氢燃料+生物燃料”的组合带来了可再生、高效率、低排放的解决方案。
“交通运输造成了全球大约1/4的温室气体排放。减少排放没有单一的解决方案,生物乙醇作为一种脱碳工具,已经在50多个国家推广使用。”古斯说,“生物乙醇是一种经济可行的选择,容易获得且易于实施,同时还能提高汽车性能,鉴于其高辛烷值特性,可以在更高压缩比的发动机中产生更大功率。”
巴西政府认为,为推动可持续交通,需要继续投资于更加高效的交通工具、新技术和低碳燃料。乙醇与汽油混合可以减少燃料的碳足迹,在考虑产品的整个生命周期时结合更高效的交通工具,可以带来额外好处。
由于巴西持续性的监管框架促进使用灵活燃料,并为化石燃料设定了强制性的最低混合生物燃料比例,巴西已经能够用乙醇取代47%的化石燃料消费。巴西国家汽车制造商协会(ANFAVEA)指出,在巴西销售的新汽车中,90%以上具备灵活燃料技术,灵活燃料汽车和摩托车可以使用任何比例的乙醇混合,甚至使用100%的乙醇。
据了解,巴西于2003年推出了第一款灵活燃料汽车,这项技术允许汽车使用100%生物乙醇、化石燃料或这两种燃料的混合物。如今,巴西80%的汽车采用灵活燃料,98%的新车采用这种技术,UNICA估计,该方式至少减少了5.52亿吨二氧化碳排放量。