李十中｜生物经济发展趋向：构建生物食源产业与生物能源产业体系

2022-09-24 14:18:09 明星新闻 1048℃

生物经济是由生命科学和生物技术的科研与创新驱动，建立在工程、计算机和信息科学技术进步基础上的经济活动。生物经济发展迅猛，被认为与前三次工业革命中发明蒸汽机、科技和规模化生产、数字技术兴起一样，是第四次工业革命的关键。生物经济已根植于当前能源、运输和工业的深远转型之中，国家《“十四五”生物经济发展规划》把生物农业和生物质替代应用列为优先重点发展领域。清华大学核能与新能源技术研究院教授李十中认为推动2060年前实现碳中和目标，促进生物经济高质量发展，要树立“大食物观”，利用我国可开发边际土地资源和调整种植结构，重点建设生物食源和生物能源“双源”产业，是高质量发展生物经济的关键。为落实好《“十四五”生物经济发展规划》，我国应采取在国家层面设立“生物食源与生物能源产业办公室”，协调各部门制定扶持政策，落实资金支持、市场准入等激励措施；设立国家科技专项，重点突破关键核心技术，建立生物“双源”产业化技术体系等综合性措施。

重要观点

我们应在继续发展种植业的同时，加快林业和畜牧水产业发展，更加集约地利用各种农业资源。同时，发展新型能源作物，拓展农业发展新空间，构建生物食源与生物能源“双源”产业体系。
我国通过调整种植结构以及在7.2亿亩可开发边际土地上种植甜高粱，发展生物“双源”产业，能很好地平衡发展生物能源、控制气候变化与粮食安全之间的关系，从而促进生物经济高质量发展，为实现2030年全球可持续发展目标和21世纪中叶碳中和目标作出示范。
生物“双源”产业是适合农村发展的普适性产业，其产业体系涵盖育种、种植、养殖、农机、乙醇生产、机电装备等十几个行业，拉动相关产业4.6亿元产值，可创造1400个就业机会。
输出生物“双源”产业体系，既可破解我国海外企业面临的难题，又能把“一带一路”沿线不同信仰、不同文化、不同经济发展阶段的国家连接起来，使其和睦共处、合作共赢，最终有望在欧洲大陆汇合，用中国的技术、装备助力全球生物经济转型并实现碳中和目标。
推进我国生物经济高质量发展，可在国家层面设立“生物食源与生物能源产业办公室”，协调各部门制定扶持政策，落实资金支持、市场准入等激励措施；设立国家科技专项，重点突破关键核心技术，建立生物“双源”产业化技术体系；全方位支持从甜高粱种植、改造盐碱、沙荒地、生产乙醇、饲料、牛羊养殖，到乙醇和后续的制氢、生产航煤，以及氢动力车船的全产业体系示范工程；规划实现产业集群式快速发展。

更多精彩观点

生物经济是由生命科学和生物技术的科研与创新驱动，建立在工程、计算机和信息科学技术进步基础上的经济活动，包括将可再生生物资源生产和加工为食品、饲料、生物基产品和生物能源等商品。生物经济发展迅猛，被认为与前三次工业革命中发明蒸汽机、科技和规模化生产、数字技术兴起一样，是第四次工业革命的关键。生物经济已根植于当前能源、运输和工业的深远转型之中，《巴黎协定》缔约以来，生物经济从起步时的生物医药到现在更聚焦于可持续利用生物资源生产能源和生物基产品的全球工业转型，促进了经济增长、能源安全和环境改善，推动2030年全球可持续发展目标和《巴黎协定》气候目标的实现。美国已把发展生物经济上升到与中国竞争，保持国家全球领导地位的高度，生物经济对美国GDP的贡献为5.1%，其中一多半来自生物医药以外的农业和工业生物技术领域。2021年7月，美国农业部发布《美国生物基产品行业的经济影响分析（2019年）》，该报告显示：美国生物基产品行业创造经济增加值4700亿美元，提供460万个工作岗位，每个生物基工作岗位可在其他经济部门创造2.79个工作岗位。欧盟27国的生物经济占GDP的4.7%，提供了1750万个就业机会。俄乌冲突导致全球粮食、油气市场供应紧张和价格上涨，发展生物农业和用生物质替代化石燃料已成当务之急、重中之重。2022年6月21日，李克强总理在河北考察时强调，扛稳保障粮食和能源安全责任。

2022年5月，国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》（以下简称《规划》）明确提出面向农业现代化的生物农业、面向绿色低碳的生物质替代应用等4大优先重点发展领域。粮食和能源是支撑国民经济健康有序运行的最基础生产生活资料。2021年，我国进口石油5.13亿吨，占石油消费的72%，支出2573.31亿美元；进口肉类产品938万吨，占国内产量的12.28%，折合粮食3737万吨，支出321.58亿美元。《规划》提出培育壮大生物农业和生物能源支柱产业，不仅关乎经济转型，而且关乎守住国家发展生命线。

生物农业就是贯彻习近平总书记的“大食物观”，即“向植物动物微生物要热量、要蛋白”，“全方位、多途径开发食物资源，开发丰富多样的食物品种，实现各类食物供求平衡，更好满足人民群众日益多元化的食物消费需求”的生物食源产业；同时，依托生物农业提供的原料，通过自主技术创新把作物生产成食物后的其他组分或能源作物加工转化为替代石油的燃料、化学品和材料等商品能源载体，又可发展生物能源产业。笔者认为，利用我国可开发边际土地资源和调整种植结构，重点建设生物食源和生物能源“双源”产业，把“绿色饭碗”和“绿色油枪”都端在自己手里，是高质量发展生物经济的关键。

生物食源产业：面向农业现代化的

生物农业重要发展路径

农业是国家之根本，是国民经济的命脉。随着我国经济发展与人民生活水平的提高，国民的膳食结构更加趋于合理，全国人均粮食消费量从1978年的248公斤下降到目前的130公斤左右。即便如此，我国人均肉奶消费水平也只有发达国家的1／3，甚至与同是发展中国家的印度相比也有很大差距，其根本原因就是耕地资源紧缺，无法满足畜牧业发展的饲料需求。

2022年3月全国两会期间，习近平总书记参加全国政协十三届五次会议的农业界、社会福利和社会保障界委员联组会时指出：“要树立大食物观，从更好满足人民美好生活需要出发，掌握人民群众食物结构变化趋势，在确保粮食供给的同时，保障肉类、蔬菜、水果、水产品等各类食物有效供给，缺了哪样也不行。”因此，顺应“解决温饱”转向“营养多元”的新趋势，发展面向农业现代化的生物农业，就是建立大食物观下的生物食源产业，向植物动物微生物要热量、要蛋白。

我国饲料粮消费已超过谷物总消费量的40%，保障粮食安全，主要压力在饲料粮。我国进口高粱以替代玉米作为饲料粮，2021年进口了942万吨，支出30.26亿美元；进口干草199.24万吨，支出7.53亿美元。早在2014年，中国工程院院士任继周就担忧我国饲料缺乏会影响肉蛋奶供应，指出饲料需求已是口粮需求的2.5倍。而且，牛羊消化纤维素获得的能量远多于淀粉。因此，国家实施“粮改饲”方案，调整部分耕地以种植全株青贮玉米、甜高粱、苜蓿、饲用燕麦等饲草作物。2015年以来的“粮改饲”实践表明，发展优质饲草产业，不但可以提高牛羊生产性能和养殖效率，还可以减少牛羊养殖过程中玉米和豆粕等精饲料用量，实现“化草为粮”“以草代粮”。

饲料粮压力大、饲料短缺问题可通过提高耕地使用效率来解决。在营养价值不变的前提下，种植更高效的饲料——新型饲用甜高粱，亩产干物质最高可达3吨，是全株青贮玉米的2～3倍；干物质消化率为71.8%，比青贮玉米高15.2%。甜高粱青贮饲料的适口性、消化率均优于青贮玉米，饲喂中国荷斯坦奶牛，比饲喂青贮玉米产奶量提高13.19%、12.16%、9.8%，或日均产奶量略高于饲喂青贮玉米对照组，但差异不显著（P＞0.05）；同时，可以降低牛奶中体细胞数目，对预防泌乳奶牛乳房炎起到一定积极作用；奶牛日粮中添加甜高粱还能增加牛奶中亚麻酸的含量，这表明青贮甜高粱可以代替青贮玉米安全高效地饲喂奶牛。饲喂青贮甜高粱比饲喂全株青贮玉米的肉牛日增重提高8.82%、1.68%，或比全株青贮玉米对照组牛日增重低0.09公斤，但无显著性差异（P＞0.05），这表明饲喂青贮甜高粱后肉牛的增重效果与饲喂全株青贮玉米相当。因此，青贮甜高粱能替代全株玉米饲喂肉牛，并因生物产量大而满足肉奶牛对优质饲草料的需求，降低畜牧业饲料成本，提高经济效益。此外，甜高粱茎秆中富含糖，可通过固体发酵工艺转化为乙醇，蒸馏分离乙醇后的酒糟最适宜作为粗饲料使用，直接喂养肉牛日可增重1.26公斤。研究人员还利用酒糟与其它饲料复配，开发出适口性好、价格低廉、具有一定饲用价值的复合饲料。

甜高粱是高粱的变种，耐盐碱、抗旱、耐涝，不仅产高粱米，而且茎秆生物量大、含糖丰富，是优质反刍动物饲料来源，其茎秆中的糖还能用来生产替代石油的能源、材料与化学品，因此，种植甜高粱一种作物就能同时满足粮食、饲料、能源需求，从而减少争粮争地的矛盾。美国种子公司Nex Steppe总裁兼首席执行官Anna Rath高度评价甜高粱，认为其和玉米一样具有相对明了的遗传学、相对较短的育种和产品开发周期等可成为成功农作物的特性，并且在水肥投入和在更恶劣环境或边际土地上生长的能力更胜一筹，在生物经济对大规模、可靠、可持续、稳定和具有成本效益的原料日益增长的需求中可发挥重要作用。由于农业生物技术的进步，美国的玉米亩产在1980年到2010年的30年间提高了1倍。甜高粱在提高产量、含糖量等生物过程中的调控相对更容易实现，调整现有饲料地种植结构，改种甜高粱，可以增加饲料供应，将我国人均肉奶消费量提高1倍，达到发达国家2／3的水平。

2021年10月，习近平总书记在考察黄河入海口并主持召开深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会时指出：“18亿亩耕地红线要守住，5亿亩盐碱地也要充分开发利用。如果耐盐碱作物发展起来，对保障中国粮仓、中国饭碗将起到重要作用。”甜高粱耐盐浓度高达0.9%，在pH值5.0～8.5的土壤上均能正常生长。澳亚牧场在山东省东营市盐碱地上种植甜高粱以作奶牛的青贮饲料。这里的盐碱地没有灌溉条件，完全靠天然降雨，土壤pH值大于9，含盐量为0.35%～0.5%，土壤的有机质含量几乎为零，曾经种过玉米，但颗粒无收。2015年以来，该地连续种植甜高粱，产量已从刚开始时的4吨／亩，提高到现在的5吨／亩，种植面积也从10000亩增加到16000亩。甜高粱固体发酵生产乙醇后的酒糟亦是优异的盐碱地改良剂，将其施用于盐碱地1年后，土壤含盐量下降36%，pH值降低13.6%，孔隙度上升20%，有机质和氮含量分别增加75%和56%，微生物含量提高2～17倍，改良后土壤可以种植高粱、玉米等作物。

通过在中轻度盐碱地上种植甜高粱，用生产乙醇后的部分酒糟改良重度盐碱地，可以逐步利用11416万亩可开发盐碱地，提供饲料和乙醇，满足食源和能源需求。中国近一半国土的降水量在400毫米以下，没有灌溉就没有树，只有草；还有一些沙漠和草原，连草都不长。如果种植耐盐耐旱植物，植被一旦覆盖上这些土地，沙尘暴的问题就解决了。高粱是少数能够应对气候变暖和随之而来的水资源短缺问题的作物之一，对盐更有抵抗力。美国能源部已资助丹佛斯植物科学中心，研究将高粱改良为生物能源作物。我国依托生物育种技术和节水技术，开发可用于非牧业农用土地，但未利用的可改造沙漠的8％，以及部分干旱低效利用草原，分别形成47318万亩和13263万亩可利用耕地和园地，再加上可改造的11416万亩盐碱地，当前可以改造利用的土地共计约7.2亿亩。种植甜高粱发展生物食源产业，既可使我国人均肉奶消费达到发达国家水平，又能为生物能源产业提供原料，生产2亿吨乙醇，替代3亿吨进口原油。使“四只蹄子”（牛羊）与“四个轮子”（汽车）并驾齐驱，相得益彰地保持我国经济发展速度。

农业已不仅是供应粮食、蔬果和肉蛋奶，以及提供轻工业原料的产业，而且要成为替代化石燃料生产能源和化工产品的重要原料来源。我们应在继续发展种植业的同时，加快林业和畜牧水产业发展，更加集约地利用各种农业资源。同时，发展新型能源作物，拓展农业发展新空间，构建生物食源与生物能源“双源”产业体系。

02 生物能源产业：面向绿色低碳的

生物质替代应用

生物质不仅能吸碳聚能，还可通过现代技术转化为可再生清洁能源，替代化石能源以减排二氧化碳。燧人氏钻木取火，人类最早使用的能源就是生物能源，随着社会进步和经济发展，煤炭、石油、天然气成为能源主体，也导致气候变暖和大气污染。生物能源结合碳捕集与封存被认为是控制全球平均升温在1.5℃之内（21世纪末控制在2℃之内）的主要负排放技术。到2050年，生物能源具有年替代68.25亿吨标煤到102.37亿吨标煤的潜力，最高可减排230亿吨CO2／年。俄乌冲突暴露了欧洲对化石燃料进口的严重依赖，针对欧洲如何摆脱对化石燃料进口的严重依赖和扭转气候变化趋势，国际能源署生物质能执行委员会主席Paul Bennett指出：“生物能源是能源转型中被忽视的巨人。没有生物能源，迈向无化石能源、提高能源安全和碳中和的步骤将不会成功。”

生物能源是世界上使用最广泛的可再生能源，约占全球能源供应的10%，约占欧洲可再生能源约60%。生物能源既是欧洲能源安全的重要组成部分，也是全球能源安全的重要组成部分。生物能源与其他可再生能源相比，最大的优势是其物质属性，生物能源能以燃料、材料（塑料、橡胶、纤维）等形式替代石油和天然气；价格比化石燃料稳定；资源生产、供应稳定，没有风能、太阳能那样的昼夜及季节性波动；还与现有基础设施兼容，可满足当前替代石油天然气的迫切需求。

一个常见的关于清洁能源转型的响亮口号是“把一切都电动化”，但并非所有交通工具都能电动化。如在难以实现电动化和降低碳密度的商用车、海运和航空领域，就只能依靠生物燃料。2021年7月，欧盟委员会发布的欧盟绿色新政的核心政策“Fitfor55”减排一揽子方案承诺，欧盟在2030年比1999年减排55%的温室气体，在交通领域主要还是依靠基于作物的生物燃料来实现。有类似政策取向的还有印度，该国已开始用乙醇做农机和建筑设备的替代燃料。

生物燃料是目前唯一大规模取代石油的可再生燃料，包括燃料乙醇和生物柴油，全球年产量约1.2亿吨。其中燃料乙醇9143万吨。全球64个国家和地区使用乙醇汽油，掺混比例从5%（E5）到85%（E85）不等。2019年，美国的玉米乙醇产量为4740万吨，占汽油消耗的10.11%，创造430亿美元GDP、35万个就业岗位，增加居民收入230亿美元，替代5亿桶原油。为应对俄乌冲突所造成的高油价，美国环保署于2022年4月发布了一项紧急燃料豁免令，暂时取消对E15汽油——含有15％乙醇的汽油的季节性销售限制，允许其在夏季销售。此外，美国国会众议院于2022年6月通过了《降低食品和燃料成本法》，该法案包括为生物燃料基础设施提供资金以及允许全年销售E15乙醇汽油条款，授权2022～2023财年2亿美元用于支持生物燃料基础设施升级，以适应乙醇含量15%的汽油销售和分销。巴西的甘蔗乙醇产量为2586万吨，超过汽油消耗的46%，同时带动了汽车产业发展；目前巴西全国销售的汽车全部是既可使用乙醇又能以汽油为燃料的“灵活燃料”汽车，已占汽车保有量的75%。同样在生物燃料领域发展迅速的还有印度。印度总理辛格在2022年世界环境日之际宣布印度提前5个月实现全国汽油掺混10%乙醇的目标，并用甘蔗和糖蜜生产148万吨乙醇，节省11.6亿美元外汇，辛格称这是印度的一项重大成就，因为在2013～2014财年，印度汽油中的乙醇掺混比例不到1.5%，在2019～2020财年也仅约5%。2022年5月，印度联邦内阁通过《2018年国家生物燃料政策》修订案，把汽油掺混20%乙醇的时间从2030年提前到2025年。

然而，用玉米和甘蔗大规模生产生物能源可能会对全球饥饿和食物供应产生负面影响，在非洲萨哈拉沙漠以南和南亚等粮食安全敏感地区更甚，而利用秸秆等木质纤维素生产的第2代生物燃料——纤维素乙醇生产成本又太高。杜邦、Poet-DSM和Abengoa等公司在2010年代中期均建成了商业规模的纤维素乙醇工厂，由美国能源部分摊资金和贷款担保，但现在没有一个工厂正常运行，其中1个被封存，另外2个被出售并转为生产沼气。现在的情况正如美国大湖环境研究实验室Bruce Dale教授在杂志Biofuels Bioproducts & Biorefining编者按中所述：纤维素生物燃料的船已经起航，但尚未出港。甜高粱作为既不会引起粮食与燃料矛盾，

又能满足食物、燃料和饲料需求的多功能作物，被国际公认为是新时代生物燃料的主要原料之一。我国自主创新的“连续固体发酵生产甜高粱秆乙醇技术”日臻成熟，已示范成功。甜高粱秆乙醇发酵时间仅不到24小时（玉米乙醇发酵时间为50小时），乙醇收率达91%；生产过程无发酵废水排放；分离乙醇后的酒糟营养成分与青贮玉米相同，替代全株青贮玉米喂牛，牛日增重1.08公斤。生产乙醇后的酒糟除了做牛羊饲料外，还可用于机械法造纸，能耗比机械磨浆法低31%；或可生产纳米纤维素，分离出的木质素可用来生产生物沥青、沙漠改良剂；或可用于改造盐碱地，实验结果显示重度盐碱地每亩年施用4吨酒糟，三年后其上种植玉米产量与普通耕地相同；亦可利用其生产沼气、纤维素乙醇、发电等，从而形成从种植甜高粱到饲料、能源、材料产品的内循环产业体系，满足乙醇的巨大市场需求，并具有与60美元／桶油价竞争的优势。乙醇不仅能直接与汽油混合作为清洁替代燃料，实现全国使用E10乙醇汽油的目标，而且可以生产生物航煤、氢，以及高分子聚合物，替代石油、天然气。

乙醇不仅能直接与汽油混合作为清洁替代燃料，实现全国使用E10乙醇汽油的目标，而且可以生产生物航煤、氢、以及高分子聚合物，替代石油、天然气。欧盟确定了2050年实现航空碳中和的目标。美国国家公务航空协会及80个相关公司致函美国国会，呼吁尽快通过《可持续天空法案》，该法案对生物航煤予以每加仑1.5美元的税收减免，到2030年占航煤消耗的10%。事实上，世界主要航空公司正在竞相通过支持和使用生物航煤来实现脱碳。例如，美联航购买3亿加仑（90万吨）生物航煤作为其实施零碳战略的一部分；道达尔、壳牌、英国石油等石油巨头纷纷开始生产生物航煤，生物航煤市场价格从每吨2000美元到3000美元不等，甚至更高；壳牌、埃森哲和美国运通全球商务旅行公司还共同推出了基于区块链的数字生物航煤商务旅行预订和索赔解决方案。

目前，生物航煤主要是以脂肪酸甲酯加氢脱氧得到的氢化生物柴油为主，但生物柴油以油脂为原料，生产规模受到资源制约。目前，欧洲生物柴油的原料34%来自中国的地沟油、19%是东南亚的棕榈油，其余是欧洲自产的菜籽油或葵花籽油。因此，以生物乙醇为原料生产的生物航煤EtJ被业界认为最有可能大规模替代化石航煤。2018年，EtJ技术已被列入美国实验材料协会标准ASTMD7566Annex15。用乙醇生产生物航煤有乙醇脱水／齐聚、加氢的两步法和乙醇脱水／齐聚的一步法两条技术路线。前者技术成熟，产品收率为95%，与化石航煤掺混比例为50%，加工成本为0.11～0.26美元／升；后者是新技术，产品收率为90%，与化石航煤掺混比例为10%，加工成本为0.065美元／升。美国乙醇巨头ADM公司计划从2025年起，用34亿升乙醇生产19亿升航煤。

氢能被认为是未来能源系统的重要组成部分。然而，其发展面临两个瓶颈：一是加氢站成本高，我国还须进口高压加氢站装备；二是氢主要来自化石能源。在低成本的甜高粱乙醇基础上，用46%乙醇水溶液在线重整制氢解决了“绿氢”来源和加氢基础设施问题。利用现有加油站，仅把汽油、柴油换成46%乙醇水溶液，车载重整反应器即可在线制氢为燃料电池或氢发动机提供燃料，无需像现在某些日本车那样背负着低温、700kg／cm2高压氢气罐行驶，更不需建设昂贵、复杂的加氢站和贮运设施。乙醇重整制氢收率达90%，作为氢能源车燃料，其成本显著低于汽油、柴油，再与氢发动机或燃料电池结合，就可使交通能源和汽车产业实现低成本转型。巴西的乙醇行业与汽车工业合作，开发乙醇氢燃料电池汽车，应对电动车的挑战,原型乙醇制氢燃料电池汽车用30升乙醇可以行驶700公里。

乙烯是基础化工原料，也是衡量石化行业水平的标志。用生物乙醇可以生产乙烯、聚乙烯、顺丁橡胶等高分子材料。例如，巴西Braskem公司用甘蔗乙醇生产乙烯，还在世界上首次推出可再生聚乙烯石蜡，用乙醇生产可再生乙烯比传统石油基乙烯节能80%，构建了从甘蔗种植到超市货架产品的整个生产过程和人们日常生活的可持续性链条。我国安徽丰原集团、中石化等公司亦在生产生物基乙烯。雀巢公司推出主要由甘蔗乙醇制成的生物聚乙烯盖子和勺子，用于婴儿和儿童营养产品系列，旨在减少对化石基塑料的使用。其新包装使用的盖子和勺子分别由66%和95%的甘蔗制成，已于2020年在香港推出，2021年在全球其他市场上市。

我国通过调整种植结构以及在7.2亿亩可开发边际土地上种植甜高粱，发展生物“双源”产业，能很好地平衡发展生物能源、控制气候变化与粮食安全之间的关系，从而促进生物经济高质量发展，为实现2030年全球可持续发展目标和21世纪中叶碳中和目标作出示范。

03 生物“双源”产业的意义与优势

面对百年未有之大变局，在抗疫和为实现“双碳”目标进行产业结构调整的大背景下，我国的就业形势更加复杂、严峻。受疫情影响，一些农民工选择留乡返乡，农村就业问题关涉社会安全稳定大局；2022年应届大学毕业生首次突破1000万人，其中许多人面临择业困难。

发展生物经济，特别是生物“双源”产业，能创造更多工作岗位。在英国脱欧后的欧盟27国，生物经济贡献了1750万个就业岗位，其中农业占53%、食品和生物能源及生物基产品合计约27%，与生物“双源”产业相关的岗位共约1400万个。美国发展燃料乙醇产业的初衷就是为了解决农村发展问题，就地创造工作机会，防止农村社区崩溃。2019年，美国玉米年产量3.7亿吨，其中1.43亿吨玉米生产了4740万吨燃料乙醇，既维持了玉米价格稳定，又减少了10.11%的汽油消耗，创造了35万个就业岗位。2022年6月，印度总理辛格宣布，印度提前5个月实现全国使用E10乙醇汽油计划，减少了270万吨的碳排放，更重要的是在2013到2021年推广乙醇汽油的8年间，该产业为农民增加收入51.4亿美元。

多年来，我国粮食一直存在既“多”又“少”的现象，未能从根本上解决农产品的价格和市场波动问题。经济学家周天勇对农民外出打工和种粮收入进行了对比。2021年外出农民工月均收入4868元，假定外出农民工年工作11个月，则年收入为53548元；而按15亿亩种植粮食用地计算，乐观估计农民平均净收入为每亩500元左右，假定平均每人种植5亩地，年收入仅为2500元，每位农民需种植107亩耕地才能达到外出务工的收入水平。农业（特别是粮食种植）收益低，农民增收难，留住青壮年工作机会少，兴村富农任务艰巨。相对于种植玉米，种植甜高粱的水肥用量、人工投入都较少，种植成本较低；而产出包括高粱米、饲料和乙醇，农民每亩净收入比种植玉米、小麦、水稻、棉花等作物高1倍以上。因此，在重要农作物种植面积要保持相对稳定，重点农产品要保持一定价位且要满足基本供应量的前提下，其余耕地及可开发边际土地，可针对肉奶（消费水平低）和进口石油（比例高）这两个巨大的市场，种植耐盐碱、耐干旱的多功能作物甜高粱，进而发展生物“双源”产业，给农村、农业和农民进入二产，包括相关的三产服务，创造机会，提供更多工作岗位、提高农民收入，防止返贫，实现乡村振兴。

生物“双源”产业是适合农村发展的普适性产业，其产业体系涵盖育种、种植、养殖、农机、乙醇生产、机电装备、汽车制造、化工、能源、工程设计与建设、物流等十几个行业，每3万亩甜高粱可生产1万头牛所需饲料和1万吨乙醇，拉动相关产业4.6亿元产值，可创造1400个就业机会。利用7.2亿亩边际土地种植甜高粱可生产饲养2.4亿头牛的青贮饲料、2亿吨乙醇，创造2800万个就业岗位，可谓“一石三鸟”。

04 生物“双源”产业的国际影响

俄乌冲突对大宗商品市场造成重大冲击，2022年5月，世界原油平均价格和硬质红色冬小麦HRW价格比年初分别上涨13.6%、25.3%。世界银行在2022年4月底发布的当期《大宗商品市场展望》报告预测，2022年世界能源价格涨幅将超过50%，小麦价格涨幅将超过40%。俄乌冲突触发欧洲能源危机，也会引爆非洲饥荒。我国向“一带一路”沿线国家输出技术、装备，发展生物“双源”产业，可使相关的“能源”“饥饿”两个难题迎刃而解；亦可从容应对美国主导的“全球基础设施与投资伙伴关系”（PGII）倡议。

欧盟特别峰会于2022年5月就石油问题达成一致，将于2022年年底前削减石油进口总量的至少90%。这表明欧盟下决心结束对俄罗斯的能源依赖，不再从俄罗斯进口煤炭、石油、天然气。这也是欧洲能源转型的机遇。欧盟有6500万公顷未利用农地，并在“欧洲地平线”工作计划中专门资助研究如何利用其种植工业作物，生产替代石油的燃料和化学品，现已从68种作物中筛选出37个适宜品种，其中高粱排名第4。甜高粱生物量大且茎秆含糖，作为能源作物比高粱的优势更显著，而且我国已有近20年的技术积累。作为政策选择之一，我国可以出口技术、装备，帮助欧盟开发其边际农地，种植甜高粱生产乙醇和生物天然气（沼气），可替代5亿吨石油、2000亿立方米天然气，实现其能源自主目标。

“丝绸之路经济带”上的中亚国家油气储量充裕、矿产资源丰富，但过度开采导致其生态退化和气候变化，并且这些国家普通民众收益有限，社会隐患重重，因而对我国的油气资源供应并不稳定。中亚各国与新疆气候土壤条件相似，适合种植甜高粱发展生物经济，例如，甜高粱在塔里木盆地一年能收获两季，亩产含糖13%的茎秆18吨、高粱米598公斤。中亚各国可通过种植甜高粱生产乙醇、肉奶，改变经济发展模式，合理利用水资源和现有土地资源，同时治理和修复盐碱化、沙漠化耕地以恢复生态，解决生态和经济发展问题。向中亚输出生物“双源”产业所需的技术、装备，可帮助中亚国家发展生物经济、改善民生，转移我国高能耗产业并出口大型机械设施，掌控能源动脉，实现海外囤油、囤气。

“海上丝绸之路”沿线国家基本上为发展中国家，缺乏能源，也缺少粮食和饲料。高粱原产于非洲，根据联合国粮农组织的报告《生物能源与粮食安全》，坦桑尼亚可种植甜高粱的土地面积有6949万公顷，而适合种甘蔗的土地仅为90万公顷。非洲国家迫切需要建立生物“双源”产业解决能源和民生问题。埃塞俄比亚总统和总理，津巴布韦总统分别邀请中国专家到访洽谈。甜高粱在东南亚一年能种三季，印度尼西亚政府希望引进中国技术，在离散岛屿上种植甜高粱，建立“1万吨乙醇／3兆瓦电厂”分布式能源模式，以解决能源问题。我国向“海上丝绸之路”沿线国家输出生物“双源”技术和产业，帮助其发展生物经济，有利于实现海外屯田、屯矿。

我国过往在海外以对外援助换取能源、矿产资源的合作模式现面临巨大困难，深入其中的企业也入不敷出、难以为继；当前，完全可以通过技术和资本达成合作。输出生物“双源”产业体系，既可破解我国海外企业面临的难题，又能把“一带一路”沿线不同信仰、不同文化、不同经济发展阶段的国家连接起来，使其和睦共处、合作共赢，最终有望在欧洲大陆汇合，用中国的技术、装备助力全球生物经济转型并实现碳中和目标。

05 对推进我国生物经济

高质量发展的几点建议

发展生物“双源”产业，高质量发展生物经济是一个事关全局的系统性工程，产品种类多，且附加值高，涉及部门多、协调任务重，为落实好《“十四五”生物经济发展规划》，我国应采取综合性措施加以谋划和推进，简要建议如下。

可在国家层面设立“生物食源与生物能源产业办公室”，协调各部门制定扶持政策，落实资金支持、市场准入等激励措施；设立国家科技专项，重点突破关键核心技术，建立生物“双源”产业化技术体系；全方位支持从甜高粱种植、改造盐碱、沙荒地、生产乙醇、饲料、牛羊养殖，到乙醇和后续的制氢、生产航煤，以及氢动力车船的全产业体系示范工程；规划实现产业集群式快速发展。

鉴于生物食源与生物能源产业横跨农业、能源等领域，涉及育种、种植、养殖、发酵、分离、燃料、动力等诸多创新内容，生物“双源”国家科技专项应重点支持从采用全基因组设计育种、合成育种等策略，开发更加耐旱、耐盐碱、含糖量高和高生物量的甜高粱等多功能作物新品种，到加工转化为乙醇和饲料，再到后续采用甜高粱饲料的牛羊养殖、乙醇制备氢和生产航煤、绿色动力系统的研发，实现工程技术突破。

科技成果转化为生产力需先有示范；种植甜高粱改造盐碱地、沙荒地，需所在地区广大农民的配合，国家农业和农村主管部门可选择合适的区域，投入充足资金组织实施“甜高粱改造盐碱、沙荒地生产饲料、乙醇、优质肉奶，以及基于乙醇的绿色动力农机”示范项目，为大面积开展盐碱地和沙荒地改造利用奠定基础。

甜高粱适合在“一带一路”沿线国家种植。我国拥有生物“双源”产业技术自主知识产权并在全球推动可持续发展的优势。相关部门可优先考虑将发展生物“双源”产业列入中非“十大合作计划”和“八大行动”方案；在中欧投资协定谈判中加入生物“双源”技术、装备、工程进入欧洲市场的内容；与上合组织国家加强发展生物“双源”产业和生态建设方面的务实合作；并予以政策、资金支持。