晴時多雲

德瑞克說碳金融》第三十七講:巴西50年生質能源之路 ─ 國家酒精計畫

在未來的低碳世界裡,生質燃料是很重要的可再生能源。而巴西在生質燃料上走得很前面。巴西曾經有一個長達數十年的國家發展計畫,利用本身優勢全力發展生質能源,希望成為能源的一方之霸。這個計劃叫做「國家酒精計畫」(Proálcool)。這是世界上最大型的生質能源計畫。從1975年開始,橫跨幾十年。這是一個交織能源與農業的精采故事,當中我們可以看到大國政策的風行草偃,也可以看到「十年河東、十年河西」的興衰,讓我們開始吧。

大家好,我是德瑞克,我對氣候變遷議題下的碳金融有高度興趣,同時也抱著高度質疑。

全世界最大的街頭塗鴉「種族Las Etnias」,位於巴西里約熱內盧。(圖片來源:https://pixabay.com/)

巴西,是世界國土面積第五大的國家(僅次於俄羅斯、加拿大、中國與美國)。

也是全球人口第五多的國家,擁有超過兩億人口。世界最大的熱帶雨林─亞馬遜雨林─有六成位在巴西境內。

巴西是南美洲第一大國,幾乎佔了南美洲一半的面積。(圖片來源:https://www.worldatlas.com/)

巴西,也是最用力發展生質能源的國家。目前巴西是世界第二大生質乙醇生產國(僅次於美國)。在巴西,車輛消耗的生質乙醇比汽油還要多。從國際能源署(IEA)2021年度國家報告顯示,巴西在交通運輸中的生質能源占比超過 25%,除了瑞典稍微接近,其他國家可再生能源的占比則遠遠落後,即使連美國與歐盟也都稍微高於5%而已。

(資料來源:IEA《Countries Report 2021》)

上一講我們提過,在未來的低碳世界裡,生質燃料是很重要的可再生能源。而巴西在生質燃料上走得很前面。巴西曾經有一個長達數十年的國家發展計畫,利用本身優勢全力發展生質能源,希望成為能源的一方之霸。這個計劃叫做「國家酒精計畫」(Proálcool)。

這是世界上最大型的生質能源計畫。從1975年開始,橫跨幾十年。一個交織能源與農業的精采故事,當中我們可以看到大國政策的風行草偃,也可以看到「十年河東、十年河西」的興衰,讓我們開始吧。

農業大國渴望崛起

巴西因為其熱帶氣候與廣大可耕作土地等優勢,是一個農牧業大國。產量為世界第一的作物有:甘蔗、咖啡、柑橘等。其他產品,像是大豆、菸草與牛肉的出口量也位居世界第一。

得天獨厚的環境,甘蔗產量很大,再加上巴西持續研究改良甘蔗品種,巴西也是世界上最重要的糖生產國。不過,甘蔗除了拿來製糖,其實也非常適合拿來做酒精,就像是常聽到的萊姆酒(Rum),就是用甘蔗做原料釀造的。

甘蔗可以拿來製糖或經過發酵成為酒精。(圖片來源:http://futures.jrj.com.cn/)

我們上一講曾經提到,美國的玉米當中有三成被拿來作為生質乙醇(也就是酒精),其實巴西用甘蔗來提煉酒精更厲害。

首先是工序簡單所以成本低:玉米是澱粉,而澱粉要先經過水解轉化成葡萄糖,才容易發酵,水解需要時間與耗能。甘蔗汁裡含的是蔗糖,蔗糖是一種比較簡單的組合,僅由一個葡萄糖與果糖結合,可以直接發酵轉化為酒精。

另外,甘蔗是一種很容易固定太陽能量的作物。研究指出,每公頃種植甘蔗所能產出的能量,大約是相同面積玉米的兩倍到四倍左右。所以相同的面積,以產生能量多寡來看,當然種甘蔗比較划算!

PS. 下圖是每公頃作物能產生的能量,綠色是甘蔗(Sugarcane),橘色是玉米(Maize)。很有趣的是,玉米的面積產量跟緯度有正相關,緯度越高產量越大。

甘蔗與玉米的每公頃作物能量比較。(資料來源:https://www.researchgate.net/)

好了,我們瞭解了巴西盛產甘蔗,而甘蔗非常適合拿來做酒精。這是地理環境與農產品特性的優勢,屬於「地利」。

而巴西在1964年到1985年這二十一年間,屬於軍人獨裁統治時期,我認為這讓「國家酒精計畫」能迅速調動國家資源,讓能源業、農業與汽車業整齊地配合政策,在初期達到高效率的國家級能源政策。這是當時的政治背景,是為「人和」。

另外,你別看巴西現在是產油大國,能徘進全球第八大,與阿聯酋和伊朗在伯仲之間,在1970─80年代其實吃足了進口石油的虧。巴西雖然在1930年代就發現豐富的油氣儲量,但是因為技術跟不上,雖然手握豐富石油儲量,巴西當時還是得重度依賴石油進口。

所以,早在1930年代,巴西就提出了「所有進口汽油中必須混合5%的乙醇」的規定,同時也規定了乙醇的最低價來保障巴西國內乙醇的產業發展,就是為了降低對進口石油的依賴。

而到了1973年,發生第一次石油危機(1973 oil crisis)。當時由於爆發第四次中東戰爭,石油組織OPEC為了打擊以色列以及西方國家,宣佈實施原油禁運,導致油價飆漲。嚴重依賴進口石油的巴西深受其害,是啟動能源自主的契機。所以,「天時」到了。巴西於1975 年以舉國之力開始「國家酒精計畫」。

「國家酒精計畫」(Proálcool) 做了哪些事情?

在1975年,當時還遠遠沒有碳排放的概念,「國家酒精計畫」最重要的兩個目標,就是減少對進口石油的依賴,以及節省外匯(因為買石油要用外匯)。

這是一個國家從上而下,跨產業整合的一個能源戰略,巴西考量了自身豐富的甘蔗農業資源,根據產業發展、能源自主、增加就業等多個角度出發,選擇傾國家之力發展生質乙醇,這是讓自身優勢最大化的國家戰略方向。如同我們在第十七講丹麥選擇發展風力,以及第三十一講智利選擇發展氫能,唯有看清楚自身的長處,傾注資源發展,才有機會成為該領域的佼佼者。

讓我們想想,為了讓乙醇汽油能快速且大量地導入市場,目的是取代石油,必須讓生產端到消費端都願意買單,這其實不是件容易的事。

首先,甘蔗種植者與乙醇蒸餾商要願意增加生產乙醇而不是糖;

其次,汽油配送業者要願意配送與販賣乙醇汽油;

再來,汽車業者要願意配合生產能消費乙醇汽油的車輛;

最後,消費者要有誘因願意購買乙醇燃料汽車。

所以巴西政府下了幾個政策,分別針對上述各個環節給予誘因或規範:

1. 對於甘蔗行業的技術創新給予補貼,對甘蔗種植者和乙醇蒸餾商給予優惠貸款,鼓勵提高甘蔗產量,建構乙醇提煉技術能力。外加國家石油公司Petrobras擔保採購乙醇來刺激產能。

2. 強制乙醇混合使用的比例。從1975年就強制規範E20 (混合20%的生質乙醇與80%的石油)。並且提倡純乙醇(E100)使用,規定全國的加油站都要設置乙醇油槍。

3. 汽車行業技術創新能得到政府補貼,政府通過自願授權鼓勵巴西汽車製造商設計使用更高濃度乙醇的汽車。研發出可使用全乙醇的E100汽車。

4. 對購買乙醇燃料汽車的消費者實行稅收減免,並且利用巴西國家石油公司(Petrobras)控制汽油價格,來維持生質乙醇的價格誘因。當時乙醇的定價約是相同容量汽油的64.5%。

國家機器動員果然風行草偃,自巴西政府於 1975 年推出「國家酒精計畫」,僅六年時間,該國銷售的所有新車中 90% 都可以使用乙醇。轉型速度之快,超乎想像。

在「國家酒精計畫」實行之前,巴西 80% 的石油供應依賴進口。在2009年以後,超過 60% 的汽車燃料需求已經可以由乙醇滿足。從 1975 年到 2000 年,整個「國家酒精計畫」共花費了政府約 300 億美元,但以每桶 50 美元的平均進口油價計算,2年就把300億美元賺回來。這些都是「國家酒精計畫」大成功的地方。但是,計畫並非一帆風順,中間曾大起大落,「成也蕭何、敗也蕭何」,最重要原因都是同一個,那就是國際油價。

「國家酒精計畫」的起與落

70年油價走勢圖。(資料來源:https://www.macrotrends.net/)

上圖示七十年來的油價走勢圖,很重要,因為這與「國家酒精計畫」的興衰息息相關。

1973 年第一次石油危機的刺激,所以「國家酒精計畫」從 1975 年開始;

1979 年第二次石油危機油價高漲,讓「國家酒精計畫」獲得更大前進的動力;

1980 年代,「國家酒精計畫」已經遠遠超出了預設目標(超出了23.3%之多!),在1986─1987年的產季中總共生產123億升(12.3B)的生質乙醇。

但1980年代開始油價下跌,並且國際市場糖價上漲,導致糖比乙醇更有利可圖。再加上巴西民主化帶來經濟自由化,政府取消酒精產業的融資優惠和補貼。於是,1989年「國家酒精計畫」陷入穀底,國內乙醇供應減少,供給量竟然少到得從國外進口乙醇。

1990年代,這是「國家酒精計畫」最黑暗的十年。國際油價維持低檔,民主化帶來的市場放鬆管制,帶來石油與乙醇的自由競爭,因為乙醇價格對比石油喪失競爭力,消費者對於乙醇汽車避而遠之,紛紛轉而購買汽油車,乙醇投資廠商撤資,產業陷入穀底。

然而,危機就是轉機。

這時候,一種叫做彈性燃料汽車(FFV)的車種被研發出來。這種彈性燃料汽車(FFV)搭載了感測裝置,能偵測油箱內的混合比例,自動調整燃料噴射與火花定時器。所以,FFV能夠使用任何比例的燃料,不管是100%乙醇燃料(E100),或是高乙醇燃料(E85),也可以是添加低比例乙醇燃料(E20或E25)。FFV讓選擇權又回到消費者手上,允許消費者根據各種燃料的市場價格來做選擇。

FFV獲得了空前的成功,從2003年導入市場,一年後(2004年) FFV佔國內新車銷量的25%。六年後(2009)年FFV佔當年國內銷售新車的90%。

到了2000年以後,石油價格上漲加上世界開始重視碳排放,使乙醇重新回到政治和經濟議程上,生質乙醇被重新定義為「綠色」能源,是石化能源的可再生替代方案,成為未來低碳路徑規劃上不可少的角色。

下圖是中信建投期貨所整理的巴西乙醇編年表,柱狀圖代表巴西乙醇年產量。可以看到從1975啟動「國家酒精計畫」以後,歷經了成長期(1975~1986),然後是停滯黑暗期(1986~2000),接下來又是另一波的成長期(2000至今),趨勢與國際油價走勢緊密連結。

(資料整理:中信建投期貨,https://www.7hcn.com/)

另外,另一張圖顯示了巴西汽車產業的發展(綠色為純乙醇車,橘色為汽油車,而藍色為彈性燃料汽車FFV):從1975年「國家酒精計畫」開始,因為各項政策補貼與傾斜,純乙醇車(E100)開始佔領市佔率,直到1986年左右達到高峰。然後乙醇的補貼消失,恢復自由市場經濟,國際油價低迷,所以汽油車又全面復活。直到2003年開始的彈性燃料汽車(FFV)的問世,開始稱霸巴西汽車市場。

(圖片來源:https://www.sohu.com/)

這一講,我們從「天時」、「地利」、「人和」的背景,瞭解這一場幾乎橫跨半世紀的「國家酒精計畫」,當中可以看到巴西的大國夢。

印在巴西國旗上的國家格言「Ordem e Progresso」,意為「秩序與進步」

Argoenergy是一個新單字,由農業(Agriculture)與能源(Energy)結合而成,意指來自農業活動的能源,通常來自於生物質的燃燒,本講的甘蔗乙醇就是很重要的一種。

Argoenergy可能帶來新的地緣政治,因為通常農業能源只有在熱帶國家才有競爭力,因為農業取決於太陽。而巴西渴望藉由生質能源,爭取在世界舞臺上有更重要的地位。

只是,農業能源或者生質能源,還是得面臨一個老問題,會不會有車子跟人類搶糧食的一天?農地會不會跟森林爭地? 中國問答網站知乎上的一句回答發人深省:「用糧食生產燃料的口子不能開,否則對窮人會是災難。」真的是如此嗎?

下一講,我們將來談談生質能源的更多面向,包括地緣政治,也包括石油/乙醇/糖的三角習題經濟學,當然還有生質糧食與飢餓的探討。

這些因素都影響生質能源的下一步將走向何方。

不用抽 不用搶 現在用APP看新聞 保證天天中獎  點我下載APP  按我看活動辦法

已經加好友了,謝謝
歡迎加入【自由評論網】
按個讚 心情好
已經按讚了,謝謝。

相關新聞

編輯精選