国家统计局 大力发展生物质产业 助力松原跨越"库兹涅茨拐点"

大力发展生物质产业 助力松原跨越“库兹涅茨拐点”

——关于推进松原绿色发展课题研究

摘要：本次调研从生物质产业国内外发展趋势入手，通过对生物质资源禀赋的计算以及对产业发展现状的了解，初步证明松原市具备大力发展生物质产业的基础及潜力；运用多方采集数据，构建能源库兹涅茨曲线模型对经济增长与化石能源消耗的动态关系进行研究，得出松原市的经济增长是靠消耗大量的化石能源为代价的，建模结果再次证明大力发展生物质产业是松原加快建设绿色产业城市和生态宜居城市的战略选择；结合实地考察结果，运用SWOT战略分析方法，对在松原市大力发展生物质产业的优势、劣势、机遇及威胁因素进行深入研究；根据松原市实际情况提出具体对策建议，为松原市大力发展生物质产业提供参考性建议。

关键词：生物质产业、能源库兹涅茨曲线模型、SWOT分析、对策建议

一、选题目的及意义

“能源危机”与“环境污染”已成为当今世界发展所面临的两大难题。目前，世界能源结构以煤炭、石油和天然气等化石能源为主体。根据世界能源权威机构分析，世界已探明的煤炭剩余可采年限230年，天然气剩余可采年限61.9年，石油剩余可采年限仅有41年。因化石能源为不可再生的能源，随着大量消耗终有枯竭的一天。同时，化石能源在生产和消费的过程中伴随大量污染物排放，破坏生态与环境。为保证人类稳定、持久的能源供应，保护人类赖以生存的地球生态环境，寻求快速轮回的可再生能源，最大限度利用绿色能源、降低不可再生能源的损耗已成为世界发展大势。

生物质产业是指利用农林废弃物、畜禽粪便、城市和工业有机废弃物、能源植物等可再生或循环的有机质为原料，以高密度转化为基础，以生态技术创新为支撑，以工业化生产为主要方式，制造生物能源和生物基产品的现代绿色产业[1]。生物质产业横跨现代农业、工业和服务业三次产业，可满足生产、生活对清洁能源和生物基产品日益增长的需要。在松原市大力发展生物质产业，不仅满足国家政策要求，而且有利于推进经济整体转型和发展方式转变，培育新的经济增长点；有利于推进生态文明建设，实现绿色发展；有利于解决“三农”问题，推进绿色城镇化建设，促进城乡协调发展。

二、国内外发展现状与趋势

根据BP 的世界能源统计年鉴，2015年全球一次能源消费仅增长1%，远低于过去10年的1.9%的平均增长速度。近年来，各国已逐渐意识到国际能源供需矛盾、缓解全球气候变暖等问题，因此，越来越多的国家将发展生物质能源作为替代化石能源、保障能源安全的重要战略措施。

(一)国外现状与趋势

1.生物能源

上世纪80年代以来，世界各国已十分重视生物质能源的技术研究与开发利用。目前，世界上技术较为成熟、实现规模化开发利用的生物质能源利用方式主要包括生物质固体成型燃料、生物质发电、生物质燃气和生物液体燃料等。

（1）生物质固体成型燃料

生物质固体成型燃料指在一定温度与压力作用下，将原来分散、没有一定形状的秸秆，经过干燥和粉碎后压制成具有一定形状、密度较大的成型颗粒，可为农村居民和城镇用户提供优质清洁能源，是生物质能开发利用技术的发展方向之一。生物质固体成型颗粒较秸秆体积缩小6-8倍，密度约为1.1-1.4 吨/立方米，能源密度相当于中质烟煤，使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧特性得到明显改善。目前，全世界生物质成型燃料产量超过1500万吨，规模化利用主要集中在欧洲和北美地区，主要用作供热燃料。其中，瑞典的供热能源中，生物质成型燃料占比达70%左右[2]。从目前生物质能资源状况和技术发展水平看，生物质成型燃料的技术已基本成熟，其作为供热燃料将是未来的发展趋势。

（2）生物质发电

生物质发电包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。欧洲的生物质热电联产已很普遍，能源利用效率高，秸秆直接燃烧发电技术、生物质与煤混燃发电技术已十分成熟。美国建有约350座生物质发电站，主要分布在制浆造纸及其他林木加工厂，总装机容量超过1万兆瓦，占美国可再生能源发电装机的40%以上。丹麦、西班牙、瑞典、芬兰、英国等欧洲国家相继建设并投产多个秸秆焚烧发电厂。其中，英国卡贝斯的生物质发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量达38 兆瓦。除此之外，以泰国、印度等为代表的东南亚，以巴西为代表的南美发展中国家也积极引进技术或研发开展生物质发电项目。未来，生物质热电联产、生物质与煤混燃发电仍是今后一段时期生物质能规模化利用的主要方式。

（3）生物质燃气

生物质燃气指利用农物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、禽畜粪便及一切可燃性物质为原料转换的可燃性能源，主要包括沼气和以生物质为原料，采用热解技术生产的燃气。规模化生产和利用沼气是当今国际发展趋势，也是降低成本、提高经济效益的出路之一。沼气经提纯压缩后可进入天然气管道，也可作为车用燃料。近年来，欧洲沼气产业发展迅速，始终处在世界前列。德国对沼气发电给予电价补贴，已建成大型沼气工程6000多处[2]。在瑞典，沼气作为车用燃料已形成一定规模。目前，大型沼气发电技术正日趋成熟，替代天然气和车用燃料也将成为新的使用方式。

（4）生物液体燃料

生物液体燃料指利用生物质原料生产燃料乙醇和生物柴油等。受国际石油市场供应紧张影响，生物燃料乙醇和生物柴油等生物液体燃料已成为替代石油燃料的重要方向。目前全球至少有60多个国家开始推行生物液体燃料，其中巴西、美国、欧盟贡献了全球消费量的84%。亚太地区使用生物液体燃料相对滞后，泰国在2011年正式出台国家强制性标准，是亚太地区最早推广燃料乙醇的国家；印度基于能源供应多样化和能源安全考虑，于2012年出台5%的强制性燃料乙醇混合标准；马来西亚为保护本国农民利益，出台5%的强制性生物柴油混合标准；日本为减少污染物和碳排放，发展战略性新兴产业，于2013年颁布新的生物液体燃料发展计划。

以纤维素（如秸秆、甘蔗渣、农林废弃物等）代替粮食作为原料生产纤维素燃料乙醇是目前国际上公认的最具吸引力的二代生物质液体燃料，并已经处于商业化前期阶段。目前，全球已建和计划建设的纤维素乙醇试验、示范装置有数十套。美国POET、荷兰DSM、意大利M&G等公司已纷纷建成投产。未来，低成本纤维素乙醇、生物柴油等先进非粮生物质液体燃料生产技术一旦实现突破，将推动生物质液体燃料更大规模发展，以替代石油为目标实现生物质能梯级综合利用将是生物液体燃料发展的主要方向。

2.生物化工

随着石油资源的日益减少，生物化工产业已成为最具发展潜力和竞争力的产业之一。全球各大公司相继调整发展战略，开展以可再生生物质资源为原料的生物化工研究。德国巴斯夫股份公司2003年开始发展以可再生资源作为化学品生产的主要原料；杜邦公司剥离石油资产，购买了生物技术公司，并投资近1亿美元开发生物质资源生产生物化工产品；日本丰田公司利用白薯淀粉基塑料制成了汽车配件，富士通公司用玉米淀粉基塑料替代了计算机的传统塑料外壳。生物化工产业作为当今世界经济发展的一个新增长点，在生命科学研究、生物技术及化工技术重大创新突破的带动和市场需求的拉动下，呈现出越来越广阔的市场前景。

3.生物基材料

生物基材料是利用可再生的生物质资源加工生产的有机高分子材料，主要包括生物基合成材料和生物基再生纤维两大类。其关键技术包括可再生高分子聚合物或其关键单体的微生物合成、生物质原料的绿色生物加工工艺。近年来，国际生物基材料产业快速发展，世界各主要国家都积极推动和鼓励生物基材料替代不可再生的化学材料，扩大生物基材料在生产和生活领域的应用。目前，美国拥有世界上最大的生物塑料生产基地，以Nature Works为龙头企业，在全球生物塑料领域的市场占有率达到90%以上。德国以吉玛、巴斯夫、朗盛等为骨干企业的产业集群，打造了“淀粉基材料—生物塑料”等产业示范线，带动了生物基材料产业的发展。在全球石油资源供给日趋紧张，石油为原料的合成塑料所引发的环保问题日益突出，消费者环保意识不断增强的刺激下，利用生物质资源通过工业生物技术过程生产生物基材料替代三大合成高分子有机碳材料，既显得迫切又具有广阔的市场前景。

(二)国内发展现状与趋势

我国推动生物质资源开发利用技术研发和产业发展已有30多年的历史，为推动生物质产业健康、快速发展，我国相继出台了一系列鼓励生物质产业发展的政策法规，使我国生物质资源利用产业得到快速发展，开发利用规模不断扩大，部分领域已实现产业化，在替代化石能源、促进环境保护、带动农民增收等方面发挥了积极作用。

1.生物能源

我国生物质资源丰富，能源化利用潜力很大。“十一五”以来，我国生物质能多元化利用取得较大进展，生物质成型燃料、生物质发电、生物质液体燃料和生物质燃气等多种利用方式并举，技术不断进步，已呈现出规模化发展的良好势头。

（1）生物质固体成型燃料

为满足农村基本能源需求，改进农村用能方式，我国生物质固体成型燃料得到迅猛发展。据不完全统计，2015年我国生物质成型燃料产量约1000万吨，形成了吉林宏日新能源、广州迪森、北京奥克瑞丰、辽宁森能等生物质成型燃料领域龙头企业，主要为农村居民炊事取暖、工业锅炉和发电厂提供燃料，建设秸秆固化成型燃料应用示范点数百处。我国生物质成型燃料生产和供热产业链较为完备，研制的成型燃料专用锅炉等关键设备技术成熟，热效率达到85%以上；颁布《生物质固体成型燃料术语》NY/T1915-2000等20余项国家和行业标准，形成了生物质固体成型燃料标准体系。目前，在经济比较发达、化石能源比较缺乏的广东、江苏等地区，生物质成型燃料锅炉供热已初具规模，形成了市场化、专业化的投资建设和运营管理服务商业模式。

（2）生物质发电

为推动生物质发电技术的发展，自2003年来，我国先后批准河北晋州、山东单县、湖南岳阳和江苏如东等多个秸秆发电示范项目。2006年，我国颁布《可再生能源法》，并实施生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，生物质发电，尤其是秸秆发电迅速发展。华能、国能、武汉凯迪等企业在生物质发电领域取得积极进展，建成了一批利用秸秆、林业三剩物、垃圾等生物质发电项目。根据《2015年度全国可再生能源电力发展监测评估报告》显示，到2015年底，我国可再生能源发电装机容量达4.8亿千瓦，占全部电力装机容量比例超过20%。其中，生物质发电并网装机1031万千瓦时，并网发电量527亿千瓦，占全部发电量的0.9%。目前，我国已取代美国成为世界最大的的可再生能源发电国。

（3）生物液体燃料

“九五”期间，为解决我国粮食相对过剩，农民增产不增收等问题，我国提出发展粮食燃料乙醇。“十五”初期，我国启动生物燃料乙醇的试点，批准建设了黑龙江、吉林、河南、安徽4个粮食燃料乙醇生产试点项目。在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽全省以及河北、山东、江苏、湖北的27个地市实现封闭推广车用乙醇汽油，试点地区乙醇汽油市场平均覆盖率达到90％以上，乙醇汽油的消费量占全国汽油消费量的20%。十一五”期间以来，我国开始实施非粮替代战略，以木薯、甜高粱等淀粉质或糖质以及纤维资源为原料，开展非粮燃料乙醇试点。广西木薯燃料乙醇示范工程、中兴能源甜高粱茎秆燃料乙醇等项目相继建成投产，纤维素乙醇也日益受到业界关注和推动。

（4）生物质燃气

目前，我国生物质燃气正处于“积极发展”向“飞跃发展”的过渡阶段。据北京化工大学教授李秀金说，截至2015年底，我国已建或者在建的城市废物沼气（含填埋气）工程1261个，其中混合垃圾13个，可年处理废物0.06亿吨，生产生物质燃气0.8亿立方米；厨余垃圾48个，可年处理废物0.05亿吨，生产生物质燃气2.8亿立方米；市政污泥200个，可年处理废物0.067亿吨，生产生物质燃气2.76亿立方米；填埋场1000个，可年处理废物1.35亿吨，生产生物质燃气25.9亿立方米。许多地方建立了物业化管理沼气服务体系，包括农民沼气协会、沼气物业服务站、沼气物业服务公司和沼气专业合作社。甘肃、四川、河南、湖南、河北、山西等地均受到良好的效果。

2.生物化工

“十二五”期间，我国生物化工产业集中度提升趋势明显，涌现出一批快速发展的企业，呈现集聚化发展态势。中粮集团、中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司等大企业集团纷纷投身于生物产业发展。安徽丰原集团（柠檬酸、乳酸、赖氨酸、生物乙烯等）、河南天冠集团（燃料酒精等）、长春大成生化工程有限公司（赖氨酸、化工醇等）、浙江海正药业（乳酸、聚乳酸等）等许多企业的产品在国内外市场上均占有重要地位。在国家政策的支持下，国内非粮生物质资源开发利用的基础研究和应用研究基本与世界同步，有些领域上还处于世界领先地位。如，我国是世界上利用半纤维素水解生产糠醛和木糖产量最大的国家，秸秆制糖、秸秆制纤维素乙醇等已进入产业化阶段，长春大成、中粮集团、河南天冠等国内生物化工龙头企业相继进入玉米秸秆非粮生物炼制领域，已建立起千吨级、万吨级工业化示范装置。

3.生物基材料

目前，我国生物基材料正朝着以绿色资源化利用为特征的高效、高附加值、定向转化、功能化、综合利用、环境友好化、标准化等方向发展。初步形成了三大集群：以山东兰典生物科技股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司为核心的环渤海产业集群；以浙江海正生物材料股份有限公司、宁波天安生物材料有限公司为核心的长三角产业集群；以深圳意可曼生物科技有限公司、广州金发科技股份有限公司为核心的珠三角产业集群。与国际先进水平相比，我国在产品性能、制造成本、关键技术、技术集成与产业化规模等方面还存在差距，必须加快突破生物基材料制造过程的生物合成、化学合成改性及树脂化、复合成型等关键技术，促进重要生物基材料低成本规模化生产与示范，构建生物基材料研发平台，提升生物基材料企业科技创新能力，实现化石资源的有效替代，为生物基材料产业培育提供科技支撑。

(三)吉林省产业现状及特点

吉林省是农业大省，在农业的生产过程中产生大量农业剩余物、有机废弃物以及生活垃圾和固体废弃物，生物质资源非常丰富。近年来，在国家政策引导和扶持下，吉林省生物质产业已渐成规模。

1.资源概况

据统计，2015年，吉林省粮食作物播种面积7600万亩，粮食总产量3647万吨[3]。年可收集、秸秆、稻壳、林业剩余物、畜禽粪便、生活垃圾等生物质资源约9700万吨。其中，秸秆达4500万吨，玉米秸秆达3100万吨，且70%左右集中在长春、四平和松原市，资源密度位居全国第一[1]。

2.产业现状

吉林省自启动实施生物质经济方案以来，生物质产业作为一个“无中生有”的全新空白产业呈快速发展态势。短短几年间，生物能源、生物化工取得实质性进展，生物基材料等产业链条将得到进一步延伸。

吉林省生物质成型燃料加工利用领域，已形成国内领先的核心专利技术。其中，吉林宏日新能源有限责任公司（辉南）在国内率先构建了生物质成型燃料生产及供热服务的产业链，分布式供热用户分布于吉林、北京、山东、陕西四省区，其最新一代专用锅炉实测热效率高达85%，与瑞典合作的农林生物质生物质多联产工艺技术能源转化效率可达90%以上，处于国家领先水平；延边天桥岭颗粒燃料/热/电多联产（CHPP）示范项目建成后可达到国际先进水平[1]。

吉林省生物质秸杆直燃发电已建成国能（辽源、梅河口、德惠、公主岭、长岭）、华能（农安、双阳、镇赉）和众合（吉林、前郭）等生物质发电厂，总装机容量合计为40.3万千瓦时，2015年，规模以上工业企业生物质发电量达21.19亿千瓦时[4]。

吉林省已建或者在建的城市废物沼气（含填埋气）工程59个，其中大型沼气工程41个，年产气量511万立方米，供气户数达0.10万户；中型沼气工程5个，年产气量30万立方米，供气户数达0.03万户；小型沼气工程13个，年产气量4.65万立方米，供气户数达0.01万户[5]。

近年来，吉林省以玉米深加工为代表的生物化工和生物质能源产业发展迅速，涌现出长春大成、中粮生化、吉林燃料乙醇、吉林酒精集团等一批龙头企业。全省现已形成年深加工转化玉米量1200多万吨的能力，以玉米为原料，年产80万吨氨基酸、20万吨化工醇、60万吨燃料乙醇的生产规模居国内首位。长春大成的玉米秸秆制糖已建成万吨级试验装置，年产5万吨秸秆制糖项目获得国家战略性新产业专项资金支持，已开工建设。松原来禾建成了世界上第一条秸秆制丁醇生产线；中粮生化万吨级聚乳酸示范线项目开工建设，糖化车间已投料试车；吉林燃料乙醇、四平新天龙、辽源巨峰纤维素乙醇项目已启动前期工作[1]。

目前，吉林省生物质资源开发利用已初步实现了农业与工业、生物技术与化学合成技术、玉米加工企业与化工企业融合发展，呈现出原料多元化、产品精深化和产业集约化的发展态势。

三、松原市产业现状及特点

松原市具有非常丰富的生物质资源，主要包括玉米秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆等农作物秸秆；玉米芯、花生壳、稻壳等农产品加工副产物；造林抚育和采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物等林业剩余物；厨余垃圾等城市有机固体废弃物，以及畜禽粪便等。

(一)资源估算

1.农作物秸秆

目前，我国关于秸秆资源量的统计值一般是秸秆资源的理论总量。秸秆资源理论总量是在不考虑品种和地区差异的情况下，按照理论谷草比乘上农作物实际年产量计算得到[6]。但是，在一定的区域和正常年景内，一个地区可以得到的秸秆资源总量与主要与当地农作物种植的品种、现行的收获方式等有关。

秸秆资源总量：当地某种农作物实际年产量乘以当地该种农作物实测谷草比之积。

松原市地处松嫩平原，种植制度为一年一熟，主要农作物为玉米、水稻、花生等，且玉米占绝对优势。除在个别乡镇外，高粱、大豆、春小麦也有少量种植。

玉米秸秆。玉米在松原市全市各县区都有种植，2015年播种面积82.38万公顷，超过粮食作物播种总面积的79%，年总产量达585万吨左右，按谷草比1:1算，秸秆产量为585万吨。主要分布在扶余市、长岭县和前郭县。

水稻秸秆。稻谷是松原市播种面积仅次于玉米的第二大作物，年播种面积达11万公顷，超过粮食作物播种面积的10%。总产量达到106万吨。水稻的谷草比，矮秆品种为1:1，高秆品种为1:2，按平均1:1.5算，秸秆产出量为159万吨，水稻秸秆含硅量高，不适合作动物饲料。主要分布在宁江区、前郭县和扶余市。

高粱秸秆。高粱种植面积近4万公顷，占粮食作物播种面积近4%，大部分集中在长岭县、乾安县和前郭县，总产量近19万吨。高粱的谷草比为1：1，秸秆产出量为19万吨。主要分布在长岭县、乾安县、前郭县和扶余市。

小麦秸秆。小麦只在松原市宁江区、乾安县和扶余县有少量种植，秸秆产量超过1千吨的只有宁江区，总产量为2846吨。

综上，松原作物秸秆总产量约为763万吨（干重）。

2.农产品加工副产物

松原市的农产品加工副产物主要有玉米芯、花生壳和稻壳。

玉米芯。玉米芯重量约为玉米秸秆总重的12-15%，根据玉米秸秆产出量估算年玉米芯产出量约为 79万吨。

花生壳。花生是松原市第三大作物，占经济播种面积近59%，产量近37万吨，花生壳可占果实重量的27％，总产出量约为10万吨。

稻壳。稻壳占籽粒产量20％，稻谷产量为106万吨，可产出稻壳21万吨。

经初步测算，松原市农产品加工副产物年资源总量为110万吨。

3.林业剩余物

林业剩余物也称林业“三剩物”，是指是造林抚育和采伐剩余物(指枝丫、树梢、树皮、树叶、树根及藤条、灌木等)、造材剩余物(指造材截头)和加工剩余物(指板皮、板材、木竹截头、锯沫、碎单板、木芯、刨花、木块、边角余料)。松原市有林地面积20.2万公顷，但多为中幼龄林，且是为防风固沙，水土保持而种植的生态林，产出功能低，每年林业剩余物产出量约为2.5万吨。

4.城市有机固体废弃物

根据世界银行报告，中国等中低收入国家城市固体废弃物产生量为0.95 kg/人/天，350 kg/人/年，并且随着生活水平提高还在增长，产生量增速甚至超过城镇化速度。据相关部门估算，城市固体废弃物产出量为每年27万吨左右。

城市固体废弃物中有机部分（包括厨余垃圾、园林废弃物、木材食品加工废弃物但不包括可回收的纸张、纸板包装材料等）用于生产沼气，每吨干物质可产生沼气约300 立方米(产气量相当于牛粪)，有机部分占城市固体废弃物的比例约为60%，松原市每年城市有机固体废弃物总量约为16万吨。

5.畜禽粪便

畜禽粪便含水量高，干物质含量及热值低，收集和运输特别是长途运输成本高，再加上畜禽粪便还田可以提高土壤有机质和养分含量，在畜禽粪便的生物能源高端利用中，应立足规模化养殖场。

初步测算，松原市规模化养殖场年产畜禽粪便总计1331万吨，其中牛粪便每年398万吨，猪粪便467万吨，羊粪138万吨，禽粪328万吨。按可挥发性干物质平均为鲜重的8%，生物质资源量为106万吨。

据初步估算，松原市生物质资源总量约为897.5万吨，其中农作物秸秆资源量为763万吨，农产品加工副产物为110万吨，林业剩余物2.5万吨，城市有机固体废弃物16万吨，畜禽粪便（干重）106万吨。

(二)产业现状

近年来，松原市积极开展以农作物秸秆为代表的生物质资源综合利用，生物质固体成型燃料、生物质发电、沼气综合利用和生物质液体燃料等生物能源产业已处于起步发展阶段，为进一步推进规模化发展奠定了一定的基础。

1.生物质固体成型燃料

据统计，松原市现有10余家利用生物质制作成型燃料企业，进入规模以上工业企业库的共有3户[7]。其中，一些生产企业同时还致力于民用炊、暖炉及生物质锅炉研发及生产、推广应用，进行工业、民用供热，探索生物质固体成型燃料锅炉供热应用方式及商业模式，打造新型可再生能源热力产业。如长岭县八十八乡大伟生物质燃料开发有限公司2万吨秸秆颗粒燃料项目为长春市热力公司提供燃料，用于城市居民供热，供热面积可达20万平方米。

2.沼气综合利用

据相关部门统计，松原市目前已建成扶余市农业综合开发管理服务中心农村户用沼气项目，年利用畜禽粪便4000万吨，主要分布在扶余市蔡家沟镇、陶赖昭镇和五家站镇，建设规模为年产沼气45万立方米，为8000户农民提供炊事用燃料。前郭县鑫泰养殖场沼气综合利用项目目前正在建设，建设规模为年产沼气18.25万立方米。

3.生物质发电

松原市规模以上工业企业库中现有3家生物质发电企业，分别是国能长岭生物发电有限公司、前郭众合生物质能热电有限公司和乾安县聚太生物发电有限公司[7]。还有1个在建的位于扶余工业园区内的扶余顺泰生物质发电项目。上述4个项目全部建成投产后，松原市生物质发电总装机容量可达到12万千瓦，年利用稻壳、秸秆等生物质资源量将达到100余万吨。

4.生物质液体燃料

松原来禾化学有限公司通过租用原吉安生化有限公司的玉米丁醇生产线进行改造和升级，于2014年4月建成1条以玉米秸秆、玉米芯等农业废弃物为原料，可年产2万吨纤维素乙醇、4万吨木质素和8万吨木糖母液的工业化试验线。

2016年8月20日，松原市与凯迪生态环境科技股份有限公司签订20万吨/年生物质合成油项目。该项目全面建成达产后，将成为全国规模最大的生物质合成油基地。

5.生物化工

松原市规模以上工业企业库中共有2户玉米深加工企业[7]，一是嘉吉生化有限公司，年玉米深加工能力60万吨，主要产品为玉米淀粉、结晶葡萄糖、麦芽糊精、麦芽糖浆；二是长岭吉隆玉米开发有限公司，年玉米加工能力40万吨，主要产品为玉米淀粉。

通过上述对松原市生物质资源禀赋的估算及产业发展现状的调研，可以证明松原市具备大力发展生物质产业的基础及潜力。

四、松原市库兹涅茨曲线模型分析

经济增长与能源消费之间的关系是当今世界各国面临的主要问题之一，如果说环境污染问题是经济发展的“软约束”，那么能源则是经济发展的“硬约束”。可以说，能源是当前经济发展的先决条件。为了破解松原经济发展资源环境制约瓶颈、实现低碳经济与工业可持续发展，本次调研引入库兹涅茨曲线模型论证大力发展生物质产业是松原在全国创建有重要影响力的绿色产业城市和生态宜居城市的战略选择。

(一)库兹涅茨曲线简介

库兹涅茨曲线是上世纪50年代诺贝尔奖获得者、经济学家库兹涅茨用来分析人均收入水平与分配公平程度之间关系的一种学说。后来，随着理论探讨的不断深入，1991年美国经济学家Grossman和Krueger首次实证研究了环境质量与人均收入之间的关系，指出了污染与人均收入间的关系为“污染在低收入水平上随人均GDP增加而上升，高收入水平上随GDP增长而下降”。即当一个国家经济发展水平较低的时候，环境污染的程度较轻，但是随着人均收入的增加，环境污染由低趋高，环境恶化程度随经济的增长而加剧；当经济发展达到一定水平后，也就是说，到达某个临界点或称“拐点”以后，随着人均收入的进一步增加，环境污染又由高趋低，其环境污染的程度逐渐减缓，环境质量逐渐得到改善，这种现象被称为“环境库兹涅茨曲线（EKC）” [8]。库兹涅茨曲线在经济发展与环境中的应用已经十分成熟，并且在各个领域得到验证。

目前，由于能源消费与环境污染有直接的因果关系，因此学者们对于能源消费与经济增长变动的研究主要是从二者相互变动关系角度进行的，对于从能源的角度分析能源消费与经济增长的EKC的研究并不多见。

T.Luzzati和M.Orsini（2009）基于1971-2004年对113个国家的能源消费与人均GDP的关系进行了研究，研究表明很多国家并不呈现倒U行，而且如果把世界作为一个整体来看，两者关系单调正相关，并不能支持能源库兹涅茨假说[9]。刘扬、陈劭锋等（2008）通过对28个发达国家1970-2004年间的人均能源消费、能源消费总量和人均GDP数据进行了回归分析，研究发现28个发达国家中有17个国家出现人均GDP与人均能源消费以及人均GDP与能源消费总量之间的倒U型，其中有10个国家出现拐点，但是美国、日本等世界重要的发达国家并未呈现倒U型，能源消费还存在着其他的影响因素[10]。王虹（2011）采用1980-2009年52个国家数据进行了分析，通过将52个国家分别划分为高收入、中等收入以及低收入国家进行了研究，结果表明：随着收入水平的提高，各国能源库兹涅茨曲线（Energy Kuznets Curve，简称EyKC）由倒U型左半部分上升通道逐步向顶部趋近，直至进入EyKC的下降通道，我国属于中等收入行列并于2016年能源消费达到拐点（55.43亿吨标准煤）[11]。

由于能源消费与环境污染有直接的因果关系，很多学者也应用库兹涅茨曲线模型反映经济增长对能源的依赖程度变化，一般的模型形式为：y=α0+α1x+α2x2+μ

式中y为能源指标，x为经济发展指标，μ为随机干扰项，α0、α1和α2为待估参数。

其中模型参数α0、α1和α2具有重要意义，根据其取值的不同可以反映能源指标与经济发展之间的关系。

1.当α1≠0，α2=0时，y和x为线性关系，表示能源消耗随着经济的发展增加或者减少；

2.当α1＞0，α2＜0时，y和x呈现“倒U”型二次曲线关系，表示在经济发展较低时，随着经济的发展能源消耗会增加，但当经济发展到较高阶段时，能源消耗随着经济的发展而改善，其中，拐点位于X*=exp[-α1/(2α2)]；

3.当α1＜0，α2＞0时，y和x呈“U”型二次曲线关系，表示在经济发展较低阶段，能源消耗随着经济的发展而减少，经济发展到水平较高阶段时，能源消耗随着经济发展而增加；

4.当α1=0，α2=0时，表示能源消耗不受经济水平影响，两者之间没有关系。

(二)松原市指标选取

通过对库兹涅茨曲线分析的研读及对松原实际情况的分析，本文选用2005-2015年松原市化石能源消费量[12]和人均GDP[13]的时间序列数据。

(三)松原市模型确定

为了验证化石能源消费量与人均GDP之间是否存在“倒U”型关系与拐点，经过分析，采用二次方程进行回归，关系式如下：

y=α0+α1x+α2x2+μ---------------------------------------------------（1）

式中y为化石能源消费量取对数指标（简称lnE），x为人均GDP取对数指标（简称lnG），μ为随机干扰项，α0是常数项，α1是一次项系数，α2是二次项系数。

(四)松原市实证分析

1.平稳性检验

在进行协整检验之前，需要验证变量是否是平稳的。这里采用Eviews6.0中的单位根进行ADF检验， 结果如下表所示。

表1 松原市经济增长与化石能源消费的单位根检

变量

ADF值

显著水平

P值

检验结果

1%

5%

10%

lnG

-3.71846

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.0235

平 稳

lnE

-5.23355

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.0028

平 稳

注： lnG检验在5%的水平下显著；lnE检验在1%的水平下显著

由表1可知，时间序列经济增长lnG和化石能源消耗lnE是平稳的。所以，原序列存在单位根，满足检验的前提。

2.协整检验

本文采用的是两个变量， 所以采用Engle和Granger的EG检验对2005-2015年化石能源消费量与人均GDP进行了协整检验，检验结果如下表2所示。

表2 松原市经济增长与化石能源消费的协整检

变量

系数

F统计量

P值

R2

调整的R2

C

3.79105

123.0423

0.0000

0.932

0.924

D

0.24664

0.0000

注：上述检验在5%的水平下显著

协整方程为：Y=3.79105+0.24664X----------------------------------（2）

其中，Y表示lnE，X表示lnG。这说明， 化石能源消费量与人均GDP呈正相关的关系， 化石能源消费量每增长1单位， 人均GDP增加24.664%， 自发的能源消费为3.79105， 符合实际。

(五)松原市模型建立

对方程（1）运用曲线估计， 得出关于方程（1）的关系式为：

Y=-10.148+2.963X-0.132X2+μ （R2=0.977）----------------------（3）

上述表明松原市经济增长与化石能源消费间存在库茨涅茨曲线， 且呈“倒U型”，由方程（3）可进一步计算出该曲线的拐点X*=exp[-α1/(2α2)]在人均GDP为74868元的临界处。即松原市人均GDP在74868元以下时，化石能源消费量随着人均GDP的增加而加大，只有当人均GDP在74868元以上时，化石能源消费量才有可能出现下降的趋势。根据《松原市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》“人均GDP年增长6.2%”估算，松原市2019年可达到“库茨涅茨拐点”。

(六)吉林省、长春市模型建立

为了从地域角度分析松原发展生物质产业的优劣情况，本文特按照建立松原市库兹涅茨曲线模型方法，选用2005-2015年吉林省及长春市化石能源消费量[14-15]和人均GDP[16-17]的时间序列数据，得出吉林省及长春市的库兹涅茨曲线模型方程（4）及方程（5）：

Y=-10.894+3.488X-0.153X2 R2=0.929----------------------------（4）

Y=-47.590+9.802X-0.435X2 R2=0.950----------------------------（5）

同时计算得出吉林省及长春市的库兹涅茨曲线的拐点在人均GDP为89205元及78172元的临界处。

平稳性检验及协整检验数据列表如下：

表3 吉林省与长春市经济增长与化石能源消费的单位根检

地区

变量

ADF值

显著水平

P值

检验结果

1%

5%

10%

吉林省

lnG

-3.44086

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.0356

平 稳

lnE

-2.90322

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.0793

平 稳

长春市

lnG

-2.76269

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.0978

平 稳

△lnG

-0.45670

-4.42060

-3.25981

-2.77113

0.8577

不平稳

△2 lnG

-3.37675

-4.80349

-3.40331

-2.84182

0.0516

平 稳

lnE

-2.73817

-4.29707

-3.21270

-2.74768

0.1014

不平稳

△lnE

-0.75716

-4.42060

-3.25981

-2.77113

0.7813

不平稳

△2 lnE

-3.63447

-4.80349

-3.40331

-2.84182

0.0379

平 稳

注：吉林省lnG的检验在5%的水平下显著，lnE的检验在10%的水平下显著；长春市lnG的检验在10%及二阶差分10%的水平下显著，lnE的检验在二阶差分5%的水平下显著；△代表差分算子。

表4 吉林省与长春市经济增长与化石能源消费的协整检验

地区

变量

系数

F统计量

P值

R2

调整的R2

吉林省

C

5.00202

94.8847

0.0000

0.913

0.904

D

0.36922

0.0000

长春市

C

1.72726

97.5303

0.0145

0.916

0.906

D

0.52982

0.0000

注：吉林省的协整检验在10%的水平下显著；长春市的协整检验在5%的水平下显著。

吉林省与长春市的协整方程分别为：Y=5.00202+0.36922X，Y=1.72726+0.52982X。

通过上述构建的松原市能源库兹涅茨曲线模型，得出松原市的经济增长是靠消耗大量的化石能源为代价的（该模型为先上升后下降的“倒U形”曲线，且未到达拐点）。同时，同方法构建所在省份（吉林省）及周边临近竞争地区（长春市）的能源库兹涅茨曲线模型，计算出二者的“库兹涅茨拐点”。通过估算长春市与吉林省的“十三五”期间的“人均GDP”，可以得出长春市将于2017年初左右跨越“库兹涅茨拐点”，吉林省在“十三五”期间无法跨越“库兹涅茨拐点”。

为了缩短跨越“库兹涅茨拐点”时间，松原市应该大力发展生物质产业，运用非化石能源（可再生能源）逐渐替代化石能源（非可再生能源），促进产业结构调整和经济发展方式转变，为进一步推进松原加快建设绿色产业城市和生态宜居城市做出贡献。

五、松原市发展生物质产业的SWOT分析

SWOT分析法[18]是由旧金山大学的管理学教授于20世纪80年代初提出来的。本次调研运用这种方法，可以用于评价松原市大力发展生物质产业的优势(Strengths)、劣势(Weaknesses)、机遇(Opportunities)和威胁(Threats)。通过全面、系统、准确的研究，有利于领导者和管理者做出较正确的决策和规划。

(一)优势

1.生物质资源较为丰富，开发潜力巨大

松原市是吉林省三大生物质资源基地之一，资源优势显著。据测算，玉米秸秆、玉米芯、稻秆、林业剩余物以及畜禽粪便等资源总量约897.5万吨，当前条件下可收集利用量在400万吨以上。其中秸秆（包括玉米秸秆、玉米芯、高粱秸秆、稻秆）资源量最为丰富，总产量可达763万吨，开发利用潜力巨大。充分开发和利用生物质资源，科学谋划生物质产业发展，逐步延伸生物质产业链条，进而形成科学发展的生物质产业体系，是松原市进一步加快转型发展、拓展新型支柱产业的长远发展战略。

2.生物质产业基础良好，发展空间广阔

经过多年的发展，松原市已初步形成以生物能源和玉米深加工为主的生物质产业。现有利用生物质制作成型燃料企业10余户，进入规模以上工业企业库的共有3户；利用生物质发电企业4户，进入规模以上工业企业库中现有3家生物质发电企业，分别是国能长岭生物发电有限公司、前郭众合生物质能热电有限公司和乾安县聚太生物发电有限公司[7]；规模以上工业企业库中玉米深加工企业共有2户[7]，分别为年玉米深加工能力60万吨的嘉吉生化有限公司、年玉米加工能力40万吨的长岭吉隆玉米开发有限公司。盘活和利用玉米深加工能力通过产业链延伸发展生物化工和生物基新材料具有较大的发展空间。

3.经济优势相对明显，基础设施良好

松原市经济总量位居吉林省第三位，发展生物质产业有较强的经济支撑能力。据松原市2015年国民经济和社会发展统计公报显示，松原市实现地区生产总值1680.3亿元，按可比价格计算，比上年增长6.3%。其中，第一产业增加值285.0亿元，增长5.1%；第二产业增加值745.1亿元，增长5.6%；第三产业增加值650.2亿元，增长8.0%。松原市人均GDP达到60385元，比上年增长7.3%。固定资产投资累计完成1311.0亿元（不含农户投资），比上年增长12.2%。全年社会消费品零售总额610.0亿元，比上年增长9.6%。同时，农村的基础设施及物质条件相对较好，为生物质能规模化利用提供必要条件。

(二)劣势

1.企业经营面临困难，后续能力有待开发

松原市现有的大部分生物质资源利用企业规模小，经营中存在原料收集成本较高、技术存在瓶颈、副产品闲置、日常维护费用较大等各种问题，不具备市场竞争优势。生物质固体成型燃料市场尚未完全开发，现有生物质产品经济性普遍较差，难与常规化石能源和化工产品在市场上形成竞争；生物质发电企业过分依靠政策补贴，后续发展能力不足。

2.原料收储深陷泥沼，健康体系尚未形成

松原市最主要的生物质资源——农作物秸秆和其他农业废弃物具有分散、体积蓬松、密度低、成分复杂、季节性强、原料供应稳定性差等特点。目前原料收集主要依靠人工和小型机械，运输主要依靠传统运输工具。受传统生产生活方式以及工业化生产等因素影响，尚未形成统筹兼顾农民、经纪人、收储运企业和生产用户多方利益的专业化原料收集、运输、储存及供应体系，资源收集效率低，难以满足生物质资源规模化利用的需要。

3.综合利用程度较低，产业链条仍不成熟

目前，松原市生物质资源利用仍处于低水平、简单加工或未加工的直接利用阶段。实现较大规模利用的生物质资源主要为农作物秸秆，主要利用方式为能源化利用，并且以直接用作农户炊事和冬季取暖用燃料为主。由于利用方式原始，产品科技含量低，秸秆资源转化产品的附加值相对较低。并且因为缺少较大规模的综合利用项目，没有形成成熟的产业链条，产业带动作用弱，资源优势尚未转变为产业优势和经济优势。

(三)机遇

1.各级政策扶持力度明显，政府给予契机

近年来，国家为扶持资源型城市可持续发展已出台一系列优惠政策。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号）明确提出，要因地制宜开发利用生物质能，加快推进生物制造关键技术开发、示范与应用。2015年12月30日中共中央政治局审议通过的《关于全面振兴东北地区等老工业基地的若干意见》中提出，要着力推进结构调整，下大气力改变传统产业占大头、“原”字号“初”字号产品居多的单一产品结构。同时，吉林省业已出台一系列扶持生物质产业发展的政策，印发了《关于鼓励生产和推广使用聚乳酸等生物基材料及制品指导意见》（吉政办明电［2013］63号），《吉林发展生物质经济实施方案》（吉政发〔2014〕2号），并增设了每年约1亿元的生物质产业发展专项资金。目前，松原市已列入《全国资源型城市可持续发展规划》“生物质能源产业集群城市”，这些都将为松原市发展生物质产业带来有利契机。

2.温室气体排放硬性要求，制约赋予使命

如今，应对气候变化问题已经成为一个重要的全球性议题。2015年的巴黎气候大会上，中国作为最大的发展中国家，承诺“二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰，并计划到2030年，非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右”。中国的承诺和主动发力无疑向全球释放了一个积极的信号，中国这一经济体已经在发展低碳型经济的问题上不再有犹豫。

近年来，松原市的雾霾天气呈愈演愈烈之势，空气污染已成为松原人居环境的一大诟病。露天焚烧秸秆是城市雾霾天气重要成因之一。根据大气环境质量检测分析，松原市空气中主要污染物为PM2.5和PM10，空气质量指数（AQI）三级（轻度污染）以上天气主要集中在每年的2月底至4月初，10月中旬至12月中旬两个时间段，与松原市秸秆燃烧的主要时段基本吻合。因此，在松原市大力发展生物质产业，可满足大气污染防治和温室气体排放控制要求。

3.经济转型刚性需求迫切，变革赐予动力

松原市作为吉林省重要的经济体，在推动吉林省国民经济发展过程中做出了重大贡献。近年来，随着资源的日渐萎缩和采油成本的上升，单纯倚靠石油资源优势发展区域经济的模式已难以为继。松原作为典型的资源型城市，“一油独大”的产业格局还没有实现根本转变。随着油气资源红利递减，资源占有和转化空间受限，经济发展上行因素与资源硬约束相对冲；非油经济和地方工业增长乏力，新的经济增长点不多，经济增长内生动力不足；接续产业成长不够，优势行业和新兴产业发展缓慢。松原市经济社会发展已步入结构调整的阵痛期及加快转变经济发展方式和资源转型城市的攻坚期，亟需培育新的经济增长点。

(四)威胁因素

1.周边地区产业竞争激烈，市场开拓困难

当前，吉林省大力推进生物质产业发展，长春市、吉林市等地高度重视，生物质产业发展迅速，涌现了长春大成、中粮生化、吉林燃料乙醇等一批龙头企业。长春经济技术开发区生物产业园区是吉林省目前唯一的生物化工产业园区，围绕大成集团、吉林中粮生化等企业，初步形成了生物化工产业集群。生物质发电方面，国能辽源、梅河口、公主岭和华能双阳、农安、德惠、镇赉等生物质发电厂已在辽源、公主岭等地布局。因此，松原市要发展生物质产业，必然会面临着与长春市、吉林市等地的竞争。

2.产业产品市场竞争力弱，推广存在难度

目前，全世界范围内生物质资源利用企业规模普遍较小，产品生产成本较高，市场竞争力不足。一是从农业废弃物收集、处理到加工成终端产品产业链长，环节多；二是产业发展尚处于起步阶段，与传统的大石油、大化工产业相比，生产要素投入大、产业链构建资源要素投入大、前期研发成本分摊期长，由于产品经济性较差，加大了市场推广难度。

3.原材料受季节影响巨大，成本难以控制

生物质产业发展较好的省份均位于我国东南部，四季气温变化不大。松原市地处北温带，属中温带大陆性季风气候区，气候变化明显，四季分明。受季节性影响，存在一定因素制约。以玉米为例，东北区域玉米收获一般在10月份，新鲜玉米经晾晒后，到11月下旬可加工，而12月份东北进入霜雪天气至翌年3月积雪融化，在田间秸秆直接加工的时间仅为11月至次年5月，多集中在4月。受生物质收集半径和有限规模问题影响，原材料成本难以控制，运行难度和运营风险巨大。

六、松原市生物质产业发展对策

运用SWOT战略分析方法研究松原市发展生物质产业的优势、劣势、机遇及威胁因素的基础上，以可持续发展为目标，坚持以市场为导向、资源为基础、科技为支撑、制度为保障，进一步提出具体对策建议，为逐步将松原打造成规模领先、特色突出的生物质产业集群提供有效参考。

(一)坚持科学规划，推进产业发展合力

建立健全推动松原市生物质产业发展的领导体制、管理体制和工作机制，统筹组织实施相关政策的制定与执行，科学规划，合理布局，有序推进，为产业发展提供有力的组织保障。充分发挥政府在营造产业政策环境、完善投融资体制、引导市场消费及实施产业化示范等方面的引导作用和推动力度，营造有利于产业发展的良好环境，尽快促进项目开工建设、试车及生产，加速推动产业发展。建立良好的政企互动机制，根据企业需求，全方位提供投资融资、协调配套等政策支持和服务。

(二)坚持政策扶持，营造良好发展环境

积极争取中央预算内投资、吉林省预算内投资和相关专项资金对松原市生物质产业发展的重大项目和示范工程建设项目予以支持。在现有政策措施基础上，进一步研究制定支持生物质产业发展的地方扶持政策，包括税收、财政、企业发展外部条件等方面的地方优惠政策，完善技术引进、产业链延伸、基础设施和软环境建设等。在生物质产业发展领域积极探索PPP模式，充分发挥财政资金引导作用，争取多方参与投入，开拓民间、社会、外资等融资渠道，形成以企业投入为主体、金融为支撑和社会融资相结合的投资新体系。

(三)坚持市场导向，努力扩大市场消费

坚持以市场为导向，充分发挥市场机制对生物质产业的调节和推动作用，强化企业的市场主体和投资主体地位，实现资源的合理配置。积极探索生物能源的开发利用模式，积极开拓生物基化工新材料应用领域，采取有效的政策措施引导，逐步扩大消费市场。在市政用车领域优先推广使用生物质液体燃料；围绕《松原市落实大气污染防治行动计划实施方案》—“实施燃煤污染控制工程”要求，在市政供暖和工业用热领域，加大生物质成型燃料对中小燃煤锅炉燃料的替代，培育生物质成型燃料市场需求，提高生物质固体成型燃料的市场占有率。

(四)坚持宣传引导，加大招商引资力度

充分利用广播、电视、报纸、网络等媒体，广泛宣传开发利用可再生资源生产生物质能源和生物可降解材料制品的现实意义和深远影响，增强各级政府和广大消费者利用生物质能源和生物可降解材料制品的积极性和主动性，树立人人有责任、有义务使用绿色环保生物基材料制品和可再生能源的市场氛围。加大招商引资力度，积极组织、承办、参与国内外生物质产业展示会和发展论坛等，扩大对外影响和交流。针对松原市发展优势进行广泛宣传，重点宣传推介松原市区位、资源优势和相关产业政策，吸引更多的企业来松原投资。

(五)坚持绿色低碳，走可持续发展之路

积极推进将替代石油为目标的生物质资源的梯级综合利用，推动生物质能利用从单一原料和产品模式转向原料多元化、产品多样化的循环经济梯级综合利用模式，使生物质资源利用获得更好的综合效益。注重产业发展与资源容量、生态环境承载能力的匹配，重视清洁生产技术应用，统筹生态环境保护与农民增收，兼顾生态效益、经济效益和社会效益，将生物质能资源的可持续供给作为生物质规模化发展的基础，走出一条具有松原特色的生物质产业绿色可持续发展之路。

参考文献

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