生物氫能發(fā)展的意義、戰(zhàn)略和對(duì)策思考

周天勇 侯啟緣

當(dāng)前中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)正處于高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型期，傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)紅利不斷消弭，同時(shí)所面臨的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)壓力巨大。這些壓力很大程度來(lái)自農(nóng)產(chǎn)品和能源缺口與進(jìn)口依賴、碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的約束，以及農(nóng)業(yè)利潤(rùn)微薄和農(nóng)村社會(huì)衰敗等三大難題。在這一背景下，積極探索“農(nóng)業(yè)—?dú)淠堋奔夹g(shù)路線具有重要的戰(zhàn)略意義。

一、中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的三大難題

難題一：農(nóng)產(chǎn)品和能源進(jìn)口規(guī)模龐大，外匯比例和發(fā)展代價(jià)過(guò)高

能源與農(nóng)產(chǎn)品的進(jìn)口依賴，不僅導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品占外匯比例過(guò)高，同時(shí)大規(guī)模的采購(gòu)將導(dǎo)致相應(yīng)產(chǎn)品的價(jià)格波動(dòng)，增加了發(fā)展代價(jià)。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2021年，我國(guó)糧食進(jìn)口總量達(dá)16554萬(wàn)噸，是國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)量的24.10%；肉類(lèi)產(chǎn)品936萬(wàn)噸（折合糧食3737萬(wàn)噸，則糧食進(jìn)口總規(guī)模占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量的比例為29.57%），占國(guó)內(nèi)肉類(lèi)生產(chǎn)量的12.28%；石油和天然氣進(jìn)口量分別為19899萬(wàn)噸和14770萬(wàn)噸。三項(xiàng)的合計(jì)金額為4201.09億美元，占當(dāng)年外匯支出的比例達(dá)到7.39%。而如此大規(guī)模地從國(guó)際市場(chǎng)采購(gòu)農(nóng)產(chǎn)品和能源，將引發(fā)價(jià)格上漲，這對(duì)于中國(guó)這一處于消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)、大宗商品需求不斷增加的發(fā)展中國(guó)家而言，將增加額外的發(fā)展代價(jià)。事實(shí)上，自2018年至2021年以來(lái)，中國(guó)就為能源和農(nóng)產(chǎn)品的進(jìn)口而多支付了596.82億美元，合人民幣3849.49億人民幣。

難題二：生態(tài)環(huán)境緊張與零碳目標(biāo)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)空間的約束

若維持現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消耗系數(shù)，則將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速造成嚴(yán)重制約。據(jù)測(cè)算，如果經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)消耗水平不能降低，未來(lái)只有將GDP年平均增長(zhǎng)速度降低到2.22%的水平上，才能將碳排放控制在2030年110億噸達(dá)峰的水平上。中國(guó)2020年二氧化碳排放99億噸，占全球碳排放的30.7%。按中國(guó)2011—2020年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)能源消費(fèi)需求平均彈性0.501計(jì)算，如果未來(lái)10年GDP平均增長(zhǎng)5.5%，并且石化能源結(jié)構(gòu)保持不變，碳排放將年平均增長(zhǎng)2.76%，2030年將達(dá)到126億噸，比碳達(dá)峰所需要的目標(biāo)規(guī)模多出16億噸。

農(nóng)產(chǎn)品和能源的進(jìn)口依賴不僅減少了我國(guó)相關(guān)行業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì)，同時(shí)也壓縮了我國(guó)依托農(nóng)業(yè)“吸碳”的空間。按照農(nóng)民外出務(wù)工收入水平，如果在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)進(jìn)口的16454萬(wàn)噸糧食可創(chuàng)造274萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，而生產(chǎn)進(jìn)口的938萬(wàn)噸肉類(lèi)可創(chuàng)造130萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。進(jìn)口肉類(lèi)所用糧食飼料折合3737萬(wàn)噸，加上進(jìn)口糧食部分總計(jì)為20191萬(wàn)噸，按照中國(guó)平均畝產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算需要44869萬(wàn)畝土地種植，糧食生產(chǎn)周期以平均值130天計(jì)，每天每畝地吸收二氧化碳平均50公斤，則可吸收二氧化碳22434萬(wàn)噸。2021年中國(guó)進(jìn)口51298萬(wàn)噸石油，如果其中80%最終變成動(dòng)能，則出口國(guó)轉(zhuǎn)移并在中國(guó)形成121884萬(wàn)噸二氧化碳排放；由于我國(guó)還進(jìn)口了12136萬(wàn)噸天然氣和液化氣，出口國(guó)轉(zhuǎn)移并在中國(guó)形成36165萬(wàn)噸二氧化碳排放。因此，油氣進(jìn)口使得出口國(guó)共轉(zhuǎn)移并在中國(guó)形成158049萬(wàn)噸二氧化碳排放。

難題三：農(nóng)業(yè)的虧損或微利與農(nóng)村社會(huì)的衰敗。

由于農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力堆積、農(nóng)業(yè)技術(shù)模式落后、物質(zhì)投入不經(jīng)濟(jì)和土地流轉(zhuǎn)費(fèi)用高昂等原因，中國(guó)農(nóng)村農(nóng)民存在糧食種植虧損和非糧農(nóng)業(yè)利潤(rùn)較低的情況。從農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域勞動(dòng)力占總勞動(dòng)的比重為23.6%，而農(nóng)業(yè)產(chǎn)值僅為7.7%，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率為44047.93元/人，第二和第三產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率分別為其4.04和3.50倍；從城鄉(xiāng)居民收入情況來(lái)看，城市戶籍居民、城市非戶籍常住居民和農(nóng)村常住居民的人均可支配收入分別為51458元、25113元和17137元；按照完全要素成本對(duì)中國(guó)糧食種植進(jìn)行評(píng)估，且按照近年來(lái)國(guó)家政策支持下形成的平均價(jià)格1元/斤銷(xiāo)售6億噸糧食計(jì)算，則虧損規(guī)模將達(dá)到0.8萬(wàn)億元以上，而這些虧損尚未包含國(guó)家對(duì)種糧的農(nóng)機(jī)、肥料等相關(guān)補(bǔ)貼所產(chǎn)生的隱形成本。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，非糧作物和養(yǎng)殖業(yè)的利潤(rùn)空間也相對(duì)較小，而相比于糧食種植，非糧作物和養(yǎng)殖業(yè)的利潤(rùn)受自然條件和突發(fā)性的影響更為明顯。

融合現(xiàn)代二三產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的缺失，使得農(nóng)村社會(huì)深陷“人口老化·收入較低·財(cái)富微薄·社區(qū)空心化”的困境。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和從業(yè)收益率極低，青壯年勞動(dòng)力往往選擇外出務(wù)工，留在農(nóng)村的是過(guò)了城市化窗口期或因年齡原因難以繼續(xù)留在城市的老年人，使得農(nóng)村成為老齡人口和低收入人口的聚集地，尤其是農(nóng)村土地價(jià)值的隱匿使得農(nóng)民無(wú)法獲得財(cái)產(chǎn)收入。長(zhǎng)此以往，整個(gè)農(nóng)村社會(huì)將出現(xiàn)人口和財(cái)富塌陷的空心化趨勢(shì)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)的困境在于“耕地規(guī)?！?jiǎng)趧?dòng)力成本（農(nóng)民收入）—國(guó)內(nèi)糧食價(jià)格—政府補(bǔ)貼—國(guó)際糧價(jià)競(jìng)爭(zhēng)”無(wú)法正常循環(huán)。實(shí)際上每個(gè)環(huán)節(jié)都是影響農(nóng)業(yè)的關(guān)聯(lián)變量。假定以農(nóng)民外出務(wù)工收入與耕種糧食收入差距是影響農(nóng)業(yè)的根本問(wèn)題進(jìn)行分析，根據(jù)2021年數(shù)據(jù)，解決問(wèn)題的數(shù)量方法為：（1）或者將每斤糧食平均價(jià)格從目前的1.38元提高到4.84元；（2）或者將目前每畝種糧補(bǔ)貼從100元左右提高到2355元，國(guó)家財(cái)政支付將增加42853億元的種糧補(bǔ)貼；（3）或者強(qiáng)行集中土地規(guī)模每戶為215畝，強(qiáng)制減少11600萬(wàn)的種植糧食勞動(dòng)力；（4）國(guó)際糧食平均進(jìn)口價(jià)每斤只有1.08元，因此還要禁止糧食進(jìn)口對(duì)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)并要嚴(yán)厲打擊糧食走私。

二、“植物—制氫”技術(shù)的土地勞動(dòng)密集型氫能源的重大戰(zhàn)略

“植物—制氫”技術(shù)能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與能源生產(chǎn)直接關(guān)聯(lián)，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與工業(yè)、服務(wù)業(yè)的產(chǎn)業(yè)融合提供了一種選擇。從當(dāng)前我國(guó)的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略推進(jìn)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)資本下鄉(xiāng)和農(nóng)業(yè)與二三產(chǎn)業(yè)的融合是一大難點(diǎn)，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略推進(jìn)順利的農(nóng)村往往都充分實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)與文旅產(chǎn)業(yè)、加工業(yè)等的融合，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村基本建設(shè)的改善。但從現(xiàn)有的農(nóng)村產(chǎn)業(yè)融合主流項(xiàng)目來(lái)看，比如文旅項(xiàng)目、設(shè)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，往往對(duì)鄉(xiāng)村資源稟賦要求較高，可推廣性較低。而“植物—制氫”技術(shù)提供了一種低門(mén)檻的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與能源生產(chǎn)的技術(shù)路線，可以在全國(guó)絕大多數(shù)農(nóng)村落實(shí)和推廣。

可以把大額的農(nóng)產(chǎn)品和石油進(jìn)口支出轉(zhuǎn)化為農(nóng)民收入和農(nóng)村建設(shè)資金，在一定程度上推進(jìn)了城鄉(xiāng)均衡發(fā)展并保障糧食安全。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)谷物進(jìn)口1294.82億元，畜產(chǎn)品進(jìn)口3376.72億美元，主要用于飼料的大豆進(jìn)口金額為3462.7億元，而原油進(jìn)口金額為163695.91億元，合計(jì)171830.15億元。若通過(guò)“植物—制氫”技術(shù)將該部分進(jìn)口資金的50%導(dǎo)入到農(nóng)村產(chǎn)業(yè)總值，則農(nóng)村就業(yè)人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率將提升29838.87元/人；若全部導(dǎo)入到農(nóng)村產(chǎn)業(yè)總值，則農(nóng)村就業(yè)人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率將提升59677.75元/人。這在國(guó)際局勢(shì)相對(duì)復(fù)雜的背景下，保障我國(guó)的糧食安全，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和共同富裕具有重要意義。

“植物—制氫”技術(shù)的投入將推動(dòng)化石農(nóng)業(yè)向生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。化石農(nóng)業(yè)是指重度依賴石油礦產(chǎn)資源，大量投入農(nóng)藥、化肥，對(duì)土壤和環(huán)境都不友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，雖然能夠短期提升農(nóng)作物產(chǎn)量，但一方面無(wú)法保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全，另一方面可能導(dǎo)致土壤板結(jié)、面源污染等一系列長(zhǎng)期問(wèn)題。“植物—制氫”技術(shù)的投入，不僅可以對(duì)現(xiàn)有的鹽堿地、旱地進(jìn)行土壤改造和改良，同時(shí)，其秸稈發(fā)酵提醇可產(chǎn)生較多的生態(tài)有機(jī)肥，可有效替代傳統(tǒng)的化肥，而經(jīng)過(guò)清華大學(xué)的相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“植物—制氫”所產(chǎn)生的生態(tài)肥料培育的農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量都要遠(yuǎn)優(yōu)于化石農(nóng)業(yè)。

農(nóng)村應(yīng)增加就業(yè)留住青壯年，同時(shí)農(nóng)民增加土地分紅和工作收入以提振農(nóng)村居民消費(fèi)能力，振興和繁榮農(nóng)村社區(qū)?！爸参铩茪洹奔夹g(shù)進(jìn)入農(nóng)村可使得農(nóng)民手中閑置的土地得到有效利用并就地創(chuàng)造二三產(chǎn)業(yè)就業(yè)崗位。就業(yè)的增加可留住青壯年，并為農(nóng)民提供土地入股分紅的財(cái)產(chǎn)收入和工作所帶來(lái)的勞動(dòng)收入，從而保障農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)來(lái)源的持續(xù)性和穩(wěn)定性，大大提升其消費(fèi)能力。以甜高粱種植為例，甜高粱既產(chǎn)糧食又產(chǎn)糖，耐干旱，適應(yīng)性強(qiáng)，在我國(guó)南北方都可以種植，在南方還可以一種三收，種子成本是玉米的一半；同等水肥條件下，青儲(chǔ)玉米的生物量是甜高粱的一半。隨著甜高粱稈中的糖轉(zhuǎn)為乙醇的技術(shù)不斷創(chuàng)新，農(nóng)民種植甜高粱的收入將顯著提高。在部分省份已經(jīng)進(jìn)行了試驗(yàn)，如果形成了甜高粱種植、青貯、連續(xù)固體蒸餾乙醇、車(chē)用燃料等內(nèi)循環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈，可大幅度增加農(nóng)民收入，從根本上解決農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)出路問(wèn)題。農(nóng)民一方面可以通過(guò)將土地入股合作社和產(chǎn)業(yè)公司獲得雙份分紅收入，另一方面還可以進(jìn)入產(chǎn)業(yè)公司就業(yè)并獲得工資酬勞。這充分保障了農(nóng)民家庭收入來(lái)源的多樣性，從而提升其抗風(fēng)險(xiǎn)能力，收入的增加和穩(wěn)定的來(lái)源都將顯著提升農(nóng)民的消費(fèi)能力，從而改變農(nóng)村工業(yè)耐用品消費(fèi)嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀。

通過(guò)擺脫農(nóng)產(chǎn)品、石油、煤炭等大宗商品對(duì)國(guó)際進(jìn)口的依賴，可在國(guó)內(nèi)形成強(qiáng)大的生產(chǎn)、收入、分配、交換和消費(fèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)。當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)循環(huán)體系尚不健全的兩大羈絆主要在于：農(nóng)產(chǎn)品、石油和煤炭過(guò)分依賴國(guó)際進(jìn)口；城鄉(xiāng)收入差距過(guò)大導(dǎo)致農(nóng)村居民工業(yè)耐用消費(fèi)品需求不足，消費(fèi)需求端存在內(nèi)需短板?！爸参铩茪洹碑a(chǎn)業(yè)鏈中包含青儲(chǔ)飼料、乙醇、氫能、糧食作物等產(chǎn)品可有效擺脫當(dāng)前的進(jìn)口依賴，而農(nóng)民消費(fèi)能力的提升也將提振我國(guó)內(nèi)循環(huán)的消費(fèi)需求，從而形成以國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)大循環(huán)為主的新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)能。

低成本和可量產(chǎn)的綠氫動(dòng)力系統(tǒng)能夠有效保障我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為進(jìn)入零碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代提供了可能。傳統(tǒng)氫能技術(shù)要么是以煤（生產(chǎn)“褐氫”）和天然氣（生產(chǎn)“灰氫”）為原料，其制造過(guò)程中并不減少碳排放，而藍(lán)氫的獲得也是以石化燃料制氫，同時(shí)還存在CCS（碳捕集與封存）的高成本問(wèn)題。而“植物—制氫”則是直接以乙醇為原料制造氫能，為典型的綠氫系統(tǒng)，這在“雙減”壓力巨大的背景下，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)零碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了一種低成本和易推廣的選擇。

乙醇的低成本生產(chǎn)和便攜性乙醇制氫設(shè)備的研發(fā)，保障了我國(guó)能夠低成本地完成從高碳社會(huì)向零碳社會(huì)的轉(zhuǎn)型。從高碳社會(huì)向零碳社會(huì)轉(zhuǎn)型需要保障零碳能源的低成本量產(chǎn)和新型燃料動(dòng)力設(shè)備的研發(fā)。植物的大面積種植和提醇發(fā)酵技術(shù)能夠充分供給乙醇，而目前清華大學(xué)研發(fā)的“乙醇在線制氫車(chē)”，可通過(guò)將乙醇制氫設(shè)備便攜化，將40%乙醇水溶液作為汽油和柴油的替代品，而便攜設(shè)備的改裝十分簡(jiǎn)便，避免了對(duì)現(xiàn)有車(chē)輛的大規(guī)模淘汰，提供了一種從高碳社會(huì)向零碳社會(huì)轉(zhuǎn)型的低成本方案。

三、關(guān)于實(shí)現(xiàn)土地勞動(dòng)密集型能源戰(zhàn)略的對(duì)策建議

基于習(xí)近平總書(shū)記對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)難題的關(guān)鍵判斷和重要指示，土地勞動(dòng)密集型能源戰(zhàn)略有著重大的現(xiàn)實(shí)意義，因此，需要大力支持該技術(shù)路線的產(chǎn)業(yè)化落地，具體建議及措施如下：

第一，抓緊論證低成本、純綠氫和低排放的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈路線。產(chǎn)業(yè)路線的設(shè)計(jì)與論證需要涵蓋生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝卸、儲(chǔ)備和市場(chǎng)等每個(gè)單一環(huán)節(jié)及其匹配組合，如生產(chǎn)端的機(jī)械化作業(yè)、集儲(chǔ)運(yùn)的低成本模式和基礎(chǔ)設(shè)施完備等，并根據(jù)產(chǎn)業(yè)路線的承載能力逐步提升氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模。在具體操作和運(yùn)營(yíng)上，應(yīng)當(dāng)允許技術(shù)、生產(chǎn)、投入、物流和裝備等模式平等參與、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，保證低成本、低代價(jià)地實(shí)現(xiàn)“原料生產(chǎn)—轉(zhuǎn)制氫能—儲(chǔ)裝運(yùn)卸—加注使用”的能源轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)鏈。

第二，將“農(nóng)業(yè)—?dú)淠堋鼻度豚l(xiāng)村振興的發(fā)展大局，統(tǒng)籌保障糧食安全與能源安全。應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)氫能發(fā)展中的資本密集型技術(shù)路線，以“甜高粱—制氫”等技術(shù)路線為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)土地密集型的技術(shù)路線布局，將氫能發(fā)展所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益導(dǎo)入農(nóng)村、農(nóng)民和農(nóng)業(yè)板塊，助力一二三產(chǎn)業(yè)融合與農(nóng)民共同富裕。

第三，各地在氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中應(yīng)當(dāng)理性認(rèn)識(shí)自身的比較優(yōu)勢(shì)，注重事前謀劃和戰(zhàn)略布局，避免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和資源浪費(fèi)。隨著《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》發(fā)布后，各地均開(kāi)始抓緊布局氫能產(chǎn)業(yè)，這有利于能源轉(zhuǎn)型的快速推進(jìn)和市場(chǎng)活力的提升，但也應(yīng)當(dāng)防止盲目投資、一擁而上、建設(shè)爛尾等導(dǎo)致的同質(zhì)化趨勢(shì)和資源浪費(fèi)。因此，各地在發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)時(shí)應(yīng)注重事前的謀劃與布局，在理性認(rèn)識(shí)自身比較優(yōu)勢(shì)的情況下，合理控制產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)算設(shè)計(jì)和科學(xué)論證，在充分研究的基礎(chǔ)上立項(xiàng)、投資和布局，從而保障氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

第四，為了能夠降低能源轉(zhuǎn)型的代價(jià)和成本，“農(nóng)業(yè)—?dú)淠堋碑a(chǎn)業(yè)的布局應(yīng)當(dāng)分梯度進(jìn)行。在短期內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)10%～15%乙醇汽油的普及，并以“甜高粱—制醇”產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)向周邊小半徑加油站供醇，同時(shí)，可引進(jìn)或自主研發(fā)乙醇替代航空煤油技術(shù)，在重要城市的機(jī)場(chǎng)率先進(jìn)行技術(shù)試點(diǎn)和乙醇供應(yīng)；在中長(zhǎng)期內(nèi)，則要對(duì)汽車(chē)等運(yùn)輸工具如何進(jìn)行氫能轉(zhuǎn)型加以論證，包括直燃機(jī)還是電池組的路線選擇研究等，同時(shí)，將加油站逐步替代為加醇站或加氫站，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)能源的全面替代。