中国社会科学院经济文化研究中心《调查研究通讯》No.2004-20（2004年12月24日）
--------------------------------------------------------------------------------------------
吉林考察观感
柯 堤
2004年8月8日至21日，课题组邓英淘、薛玉炜、周介文、于景华赴吉林调研，先后到长春市、吉林市、洮南市、向海湿地自然保护区、通榆县等地，驱车行程一千多公里。在调研过程中，课题组与省市县的二十几个单位、企业和大学研究机构的干部、专家、技术人员、管理人员、工人和农户广泛座谈，获益良多。回京后，又查阅了大量相关资料，遂成此文。
一、大农业的发展道路
大农业的概念是八十年代中期提出来的，其初衷是强调农、林、牧、渔全面发展，不能单打一的只抓粮食生产。我们这里所说的大农业，其外延和内涵更进一步扩展，涉及到能源和化工原料等。
草变肉 草变奶
吉林省是全国第一玉米大省，其玉米产量占全国的12%至13%。自九十年代初期以来，由于粮食产业受到需求制约，其比较效益不断降低。因此，目前吉林省已明确提出要把粮食变成肉类，通过发展畜牧业来就地转化吉林的玉米，这个方向无疑是正确的。因为今后中国大农业的主导力量是畜牧业，特别是其中的食草牲畜。从这种角度出发，以玉米作为主要饲料并不经济，无论从水、肥等要素投入看，还是从产出的有效生物量看，都是如此。因此，应在粮变肉奶的基础上，提出一种大饲料的观点，既不仅谷物是饲料，饲草、秸杆也是饲料。下面我们来看一个例子。
由山西省农科院高粱研究所培育出的饲草高粱-晋草1号，是圈养牛羊的好饲料，对于退耕还草、发展畜牧业具有重要意义。已经山西省农作物品种审定委员会审定通过，并准予推广的新型饲草高粱-晋草1号，是由高粱与苏丹草杂交而成。这二者均起源于干旱、炎热、土壤贫瘠的非洲大陆，其抗逆性强，适应范围广，耐旱涝、耐高温，在热带、温带、亚寒带均可种植。因为它是由远缘杂交而成，杂交优势十分显著，其生产速度快，生物产量高。在我国江淮流域一年可刈割4次，在北方地区一年也可刈割2至3次，一般亩产鲜茎叶15000斤至30000斤，是目前生物产量最高的饲草之一。晋草1号的粗蛋白含量为15.3%，与青刈黑麦、串叶松香草相近，仅次于紫花苜蓿。因其物产量高，粗蛋白亩产量可达300公斤，又高于紫花苜蓿、串叶松香草等优良牧草，是最具优势的饲料作物，而亩产吨粮的蛋白含量仅90公斤。
每亩水浇地种植饲草高粱，采用青饲、青贮相结合（不需加精饲料），可喂养10只羊或一头牛，出栏率高于放牧的一倍，年收入可达2000多元，是单纯粮食生产的3至4倍。例如，在山西晋中市榆次区源涡村村民杨二小2002年种了10亩晋草1号，养了60多只羊，当年收入约万元；2003年，他又种了30亩晋草1号，养羊164只，出栏70多只，收入2万多元。这种宜于作圈养牲畜饲料的饲草高粱还有一个优点，即由于它是一年生，生产速度快，60天就可刈割鲜草6000多斤。在一年一季有余、两季不足或两寄有余、三季不足的农作区，粮草复种可实现一年两作或两年三作，可以大大提高土地利用率，增加农民收入。饲草高粱通过加工，可制作成干草、草饼、草粉，实现商品化。目前日韩及东南亚等国家每年从美澳等国进口500万吨干草，而晋草1号优于美国牧草，出口前景看好。
如以亩产20000斤来计算，利用羔羊育肥技术，当年出栏，每只羊出肉40斤，每斤肉6元，每亩可出栏10只羊，收入2400元，吉林省农户户均土地1公顷，总收入可达36000元。如养奶牛的话（300天一头奶牛总产奶量7000公斤，需粗、精饲料5000公斤干物），则15亩土地种植饲草可产奶42吨，以每公斤奶1.6元计，则总收入为67200元。目前，吉林全省奶牛的总头数仅10余万头，如达到黑龙江的水平（110万头），就可增加牧业产值上百亿元；如以纯谷物作为饲料，其代价将要高得多。也就是说，要想加速畜牧业的发展，多种优质高产饲草是一种多快好省的办法。
上述例子说明了几个问题：其一，以饲草代替谷物作为饲料，发展食草动物畜牧业，无论从营养效率、土地利用率和经济效率上都具有很大的优势。其二，大大拓广了耕地的概念，因为从面积上说，我国的草原面积约60亿亩，而耕地不过20亿亩。这样我们就把粮食安全狭隘概念拓展到了食品安全的大概念，并使其安全裕度成倍增加。其三，饲草在同样的水、肥、光照等条件下，具有更高的生物产量，由于现代生化技术的进展日益迅速，这一点具有特别重要的意义。以往的小农业和传统的加工方式，只能利用生物量中人类可直接食用的部分或可机械加工成纤维的部分，而其比重仅及所有植物生物量的百分之几；而现代生化技术可使其利用率近乎百分之九十几，即可作到吃光、喝尽。因此，大农业的产出范围将包括：食品（粮食只是其中的一部分）、纤维、饲料、肥料、燃料、能源和化工原料。
这里还要提及的是，在我国发展畜牧业不仅要有丰富的饲料来源和良种，还要从根本上改变以往小农分户散养的传统的饲养方式，如此才能使畜牧业走上标准化、规范化和产业化的道路。在这方面，吉林的牧业园区可说得上是一大发明，应该大力推广。
种能源 种塑料
吉林省缺能缺水，全省人均地表水404方，仅为全国平均水平的1/5；其煤炭目前年产二千多万吨。如以人均用能3.5吨标煤作为保持现代化生产和生活水平的最低标准，全省以3000万人口计，则需1亿吨标煤（约合1.4亿吨原煤）；如此，在二、三十年后，每年需从外部购入1亿吨以上的原煤，需支出数百亿元（目前价格）。不仅如此，在本地大量燃烧煤炭，排放和碳平衡的问题都将十分突出。
这个问题能否解决？答案是肯定的，这还要从大农业的角度来进行分析。吉林省目前的粮食产量约2500万吨，其秸杆产量约为5000万吨左右（干重），如利用新的加工成型和燃烧技术，5000万吨秸杆大体可折合成4000万吨原煤，其二氧化硫的含量仅为0.2%至0.3%（比原煤要低一个数量级），且其不增加二氧化碳的排放量。
如能利用吉林西部广阔的草原（约1亿亩），开辟出林柴兼用地4000万亩，发展能源林业和能源农业，大体可提供相当于3000万吨原煤的燃料，且其兼具固沙、防风的生态效益。如果对吉林东部森林（面积约1亿亩）按照永续利用的原则（即利用量不大于生长量）进行抚育性间伐，或适当调整其林相结构，每年每亩间伐量0.3方左右，则大体可提供相当于2000万吨原煤的燃料。这里有一点要特别强调，既对森林进行抚育性采伐或间伐，不仅不会降低森林的生产率，反而会提高其生产率；因为过熟林的生产率是很低的。以上三项合计已近9000万吨原煤。这种粗略的框算表明，对于像吉林这样的缺能省份，通过充分利用土地资源和光照资源，发展能源林业和能源农业，便可以利用生物质能来基本解决自己的现代化生产和生活的用能问题。
进一步说，生物质能的利用还有很大的潜力。如以现代化的饮食标准（人均一年消费100公斤粮食、120公斤肉禽蛋、140公斤奶）来衡量，为了120公斤肉禽蛋和140公斤鲜奶的消费水平，所需的牲畜年均重量约在350公斤左右，它所形成的牲畜粪尿全年可产沼气（甲烷）1225m3以上，每立方米沼气可发电1.4度左右，其总发电量为1715度电，如以300克原煤发一度电，则1715度电相当于半吨原煤，乘以全省人口3000万，总量为1500万吨原煤。这个数量与吉林全省煤炭年产量大体相当。而生产出沼气的池中液料还是很好的速效和长效有机肥料，施以这种肥料长成的作物还是无公害的绿色食品，可以卖更高的价钱。
如果在若干年以前，人们一定会说"种塑料"是奇谈怪论，但在今天这已变成了产业化的实际。它就是利用富含淀粉的作物生产出变性淀粉，然后以此为基础生产出各种淀粉基化工原料，其中也包括淀粉塑料。另外，利用植物中的纤维素、半纤维素生产乙醇、甲醇的技术进展也很快，而乙醇、甲醇是很重要的化工原料，以它们为基础也可生产出各种化学纤维和塑料。这方面的内容在下文中还要做进一步的描述。这里要特别指出的是，在不太久的将来，亩均产粮多少的农业效率概念将会被亩均生物产量多少的大农业效率概念所取代。
对于吉林而言，要想充分利用其光照资源丰富的西部草原，引嫩入白是一项关键性的措施，如果能够高效地跨流域配置水资源，那里的能化农业、能化林业、能化牧业将会成为财富不断涌流的源泉。
二、绿色能化 前途无量
众所周知，世界上的植物一年能合成2000亿吨左右的有机物质，其质量相当于全球目前每年所消耗的化石能源质量的二十倍；据粗略估算，我国的植物每年能合成的有机物质量约在50至60亿吨。这就提示我们，一旦生化技术取得突破，则人类高水平的能源和化工原料的消费便可完全建立在可再生资源的基础之上。在吉林调研的过程中，我们已看到了这种突破的现实前景。
淀粉化工 悄然崛起
目前长春大成集团已拥有18家核心企业，年处理玉米能力为180万吨（含锦州加工量），年生产淀粉糖40万吨、赖氨酸4万吨、变性淀粉13万吨，生化饲料40万吨，玉米蛋白粉3万吨、玉米油2万吨，是国内最大的玉米深加工企业集团。长春大成集团玉米深加工装置采用了美、德、荷兰等国家最先进的玉米深加工设备，自动化程度高，工艺技术水平和生产规模均居国内同行业首位，达到了国际先进水平。
其淀粉装置的主要产品玉米淀粉主要供给联建的赖氨酸、淀粉糖、变性淀粉等生产装置和集团联合体作为深加工的原料，转化率达到了75%。副产品蛋白粉、纤维饲料主要出口日、韩、巴基斯坦及东南亚、独联体等国家和地区。深加工产品淀粉糖主要供给国内市场，部分出口菲律宾、马来西亚等国家和地区。赖氨酸主要在国内市场销售，部分出口；变性淀粉在国内销售，市场占有率约20%。
未来几年，大成集团将在长春、德惠、锦州、上海、福州建立五个玉米生物化工生产区，实现年加工玉米总量400万吨（80亿斤）；淀粉糖总产量达到100万吨，变性淀粉达到40万吨，氨基酸年产量达到20万吨，有机多元醇达到50万吨，淀粉纤维和淀粉树脂各20万吨。
如果说赖氨酸、淀粉糖、生化饲料还属于食品和饲料加工业的范畴，那么像有机多元醇（如乙二醇）则是最为典型的基础化工原料。以往这些原料基本都是由石油产业而来，走的是石油基路线；目前在我国煤基路线开始走俏。长春大成集团的产业化实践则表明相当大的一部份化工原料，将可由玉米淀粉基提供，而且其成本要比石油基路线低30%左右（目前的石油价格）。这是一种带有根本性质的转变--以往的生化技术已从实验室进入了工业化生产的阶段。它说明：工业化社会的资源基础--可耗竭的石油、煤炭、天然气，正在向可更新的资源基础--生物质能发生转变。
玉米淀粉基路线，只要再往前推进一步，便是生物基路线。已有的研究表明：从100吨生物秸杆中（干重）能提取出25吨乙醇和13吨糠醛，其他的干物质还可作为燃料、饲料和肥料。而乙醇脱水便是乙烯，它和糠醛都是最为基础、最为重要的化工原料。这些进展表明，生物基的化工原料路线已开始走出了原理性和实验性的层面，正在大踏步地步入产业化的层面，其经济性也越来越明显，在某些方面，它已经完全可以在商业上与石油基的产品相竞争。看来，从石油基路线向生物基路线的全面转变已绝非遥远的未来，而是触手可及的现实了；这在很大程度上，得益于高涨的石油价格这个催产婆。
我国是一个贫油国家，目前年进口石油已超过1亿吨，展望未来若干年，其进口量将更为可观。因此，上述转变对于我国今后的经济社会发展和跃迁，意义非比寻常。
生物能源 前景可观
目前世界上每年消耗的化石能源（石油、煤炭、天然气等）大约在100亿吨标煤；其中用于作化工原料的比重约在20%左右，其余80%基本都作为燃料烧掉了（汽油柴油和火电厂燃煤）。也就是说化石能源的大头是用于发电和作为运输工具的动力。因此，用生物能源替代化石能源，其价值更为巨大。这对于把社会经济发展建立在可更新资源基础上，意义更为重要。
在这方面，从生物质能中提取乙醇作为燃料，可谓首开先河。在国际上，巴西的工作做得最好，其乙醇的生产价格比汽油还有便宜，该国走的是甘蔗基路线。在我国，用大规模工厂化方式从农作物中提取乙醇，有河南的天冠（30万吨），吉林乙醇（60万吨）和安徽的丰原（30万吨）。除河南天冠外，其它两家走的是玉米基路线，这与美国的生产路线相同。吉林的乙醇生产线全都引进的是美国设备，自动化程度和清洁程度均很先进。但在其生产成本上存在着较大的问题。
目前，玉米基乙醇路线以美国最为先进。它从七十年代中期开始，至今已近二十年，但玉米乙醇的生产仍需要国家补贴（每吨乙醇需补近200美元）。玉米乙醇作为汽、柴油的添加剂（10%--20%），能提高燃油品质和排放性能，并降低汽油的用量，在一定程度上，缓解石油进口压力；在这些方面，它的使用具有一定的实际意义。但如若以其大规模的替代汽、柴油，则在经济上还不具有足够的可行性。例如，吉林乙醇每吨需要国家补贴1200元，现在全国汽、柴油的用量约在1亿吨左右，如用乙醇全部替代汽、柴油（先不谈发动机的改造），则每年财政补贴总额将达1200亿元，这显然是无法持续的。
从美国的二十年实践看，玉米乙醇在今后十年内还难与石油燃料相竞争；另外，将玉米作为化工原料更具有明显的比较优势。这就提示我们注意，玉米乙醇燃料不宜在我国过度地扩大。巴西的甘蔗乙醇路线又与我国的实际情况有较大差距，也很难设想大规模地推广。由于在生物基乙醇路线中，原料成本占有70%左右的比重，因此寻求更为廉价的原料便成为大幅度降低乙醇生产成本的关键。就我国的实际看，有两类作物颇具前景，一种是甜高粱，一种是薯类（甘薯、土豆、木薯）和甜菜。下面对此稍做讨论。
本处仅分析甜高粱作为原料的成本情况。根据有关的研究，在东北地区一亩甜高粱套作土豆，可生产出350公斤高粱和500公斤土豆，并产出茎杆3500公斤（鲜重）和叶子1500公斤（鲜重）。其中茎杆3500公斤经榨取含糖汁液可产出225公斤乙醇，叶子可作为蒸馏过程的燃料。350公斤高粱和500公斤土豆作为一亩地的谷物产出，其价值当量与玉米粒相当或稍高于玉米粒（吉林玉米平均亩产约500公斤）；目前当地玉米秸杆每斤约二至三分钱（以二分五计），则可以推算出购买5000公斤甜高粱茎杆和叶子需250元，那么生产一吨乙醇的原料成本约1100元左右。如以乙醇的原料成本占总成本的60%计，则生产一吨乙醇的总成本为1800元，这比玉米乙醇的生产成本要低很多。另外，提取出乙醇的茎杆残渣（占茎杆总重量的80%以上）还可作进一步的利用，如可作为牛羊饲料、造纸原料、纤维板原料和燃料（碳化成型制生物质炭球--火锅用）；如此，其残渣的价值至少可回收原料成本的40%以上，那么上述乙醇的原料成本还可进一步明显降低。
在调研的过程中，我们了解到如果走甜高粱路线乙醇生产可以采用一种分布式的生产体系。即以县乡的中小酒厂生产粗制酒精（度数在50%左右）同时联产饲料或燃料、纸浆等，发展县乡的畜牧业和其它加工业；这样不仅可以提高综合利用程度，而且可以大大降低因改用茎杆生产乙醇所致运量提高及其费用增加的问题，还可以带动县乡其它关联行业（如运输业、相关服务业）的发展，提高农村富裕劳动力的就业水平。然后，中小酒厂把粗制的酒精运到大型乙醇厂进行精制和进一步的综合利用（现在已有成套的设备供应，可用于中小型厂家生产甜高粱乙醇）。
三、秸草灌木 俱成神奇
在以往的工厂化生产中，与用玉米粒提取乙醇相比，用玉米等作物的秸杆提取乙醇的费用还要高一些。但目前生产技术的进展表明，这种状况正在改变。
"白色生物技术"包括寻找天然的有机物和化合物，以替代目前的石油为基础的化学制品来完成许多工作。全球最大的生物酶生产商诺维信公司致力于寻找一种用玉米杆和叶子生产乙醇的关键性混合酶，并取得了三年来的成功，这样可以将生产酶的成本降至原来的一成。这种混合酶被用于生产各种糖类的聚合物，这是为诸如化工和燃料等行业生产清洁的可再生生物材料所需要的。另一家公司杰能科，也独立地进行同样的研究。用这种催化工艺生产糖类，为这一与石油基燃料及化工相竞争的方法，提供了最好的前景。在取得这一突破之前，人们通常认为用酶来实现从纤维素到糖的转化，代价过于高昂。而这些研究团队利用先进的生物化学、基因学和工程技术提高酶的活性。最近，诺维信公司又发布了另一些新型酶，通过该公司许可的所谓"直接进化"技术（引入基因的重新组合，然后筛选出最佳的酶），来适应多种工业应用的要求。
同时，我国中科院生化工程国家重点实验室研究的纤维素全生物量利用绿色工程，运用新型固态发酵生物转化-木质素的物理转化预处理技术-发酵-分离耦合技术新过程，结合生物反应器、工程放大研究的优势，已取得重大进展。以农业秸杆为原料，首次用非化学法生产出纸浆和低聚木糖、生物饲料、生态肥料、液体燃料等多种产品，实现了纤维素生物资源全量利用的绿色过程。
由于用玉米粒生产乙醇成本较高，且耗用了大量粮食。现在，加拿大科学家找到了一种解决办法，他们培育出一种生物工程酶，能将玉米下脚料转化成地成本酒精。加拿大一家生物技术公司2005年将开始建造世界上第一个利用农作物废弃物，如玉米秸杆、玉米棒及玉米叶等大量生产酒精的设施。用这种办法所生产的酒精成本，接近于汽油的成本。加拿大Logen 公司目前已提出在美、加、德建设三座新工厂，预计年产2亿升酒精。据该公司介绍：这三座工厂由壳牌石油公司和加拿大石油公司共同投资5400万美元进行兴建，将于2007年投入运营。如果Logen 公司获得成功，将为利用农作物废弃物大批量生产酒精开辟出一条既经济又实用的全新途径。
看来，坚冰已经打破，航道正在开启，扬帆远行，此其时也。
