生物燃料发展对农产品市场及农业发展的影响研究综述

高峰,赵礼恩,王学真

(山东理工大学经济学院,山东淄博255049)

生物能源作为一种可再生能源,在能源日益稀缺的背景下,其发展受到了市场需求的强力拉动和各国政府的大力支持,成为替代能源中发展最快的领域。由于技术和经济上的可行性,目前生物能源的主要发展方向集中在液体生物燃料(以下简称生物燃料)的发展。生物燃料的发展为很多国家节省了资源,同时也给国家的经济增长带来了很大的机遇。但由于生物燃料的原料主要是粮食和油料作物,因此,它的发展必然会对粮食的安全问题造成一定的影响。

随着生物燃料产业的发展,当今全球粮食价格一路走高,对粮食安全的影响日益凸显,引起了各国的广泛重视,国外很多学者作了大量的研究工作。本文从生物燃料发展对农产品市场、农民收入、农业发展以及家庭福利状况的影响等方面对这些研究进行述评,以便为我国对生物燃料产业与粮食安全协调发展问题的进一步研究提供基础,为我国生物燃料产业发展政策的调整提供相应的参考。

一、生物燃料发展对农产品市场的影响

尽管生物燃料对于整个能源市场来说所占的替代比例还比较小,但是目前它的发展已经对农产品市场产生了很大的影响。一般来说,生物燃料的发展对农产品市场产生影响的方面有两个:一是对农产品的生产和消费结构产生影响;二是对农产品的价格产生影响。

(一)生物燃料的发展对农产品的生产和消费结构的影响

生物燃料的发展直接地影响农产品的生产和消费结构。Birur、Hertel and Tyner[1](2007)认为,如果要达到欧盟和美国强制使用的规定和目标,那么对用于生产生物燃料的境内原料作物如粮食、油菜籽、甘蔗等农产品的需求就会大幅度增加,使更多的土地用来种植这些农作物,促使农产品的生产结构发生改变。他们预计,到2010年加拿大和美国的粗粮生产面积将扩大11～12%,巴西、加拿大和欧盟的油菜籽生产面积也将增加12～21%。Banse等人[2](2008)也预言,加拿大、欧盟、日本、南非和美国的强制性化石燃料混合政策将会导致种植粗粮及甘蔗的农田面积大幅上升(特别是在非洲和拉丁美洲),从而减少了其他粮食作物的种植面积,改变农产品的生产结构。

另外一些研究分析了生物燃料发展对农产品消费结构的影响。K.Cassman等人[3](2006)指出能源产业(乙醇)的扩张将消费更多的玉米。他根据美国的数据,发现在2006～2007作物年中19.6%的玉米产量用于乙醇的生产,并预计这一比例在2010～2011年将升至29.6%。他认为该产业将继续扩张,因为在目前的汽油、乙醇以及玉米的价格下,生产乙醇具有较大的利润空间。邓心安[4](2008)首次提出了能源农业的概念,将它定义为以生产生物质能源为目的的农业。生物燃料产业的发展吸收了农产品用于生产可替代能源,从而引起农产品消费结构的改变。李超民、刘芳[5](2008)的研究指出,美国大量建设乙醇企业使粮食的消费结构发生了深刻的变化,进而对世界市场的粮食供给产生了重大的影响,导致了粮食价格体系和进出口地区结构的改变。

(二)生物燃料的发展对农产品价格的影响

生物燃料的发展在一定程度上对农产品的价格产生了影响,但对于这种影响的程度,学者们的观点并不一致。D.Mitchell[6](2008)最近提交的一份报告表明,由于美国和欧盟生物燃料产业的迅速扩张,全球的小麦和大米的库存量有了明显的下降,同时农产品的价格也大幅度增长。据统计在农产品价格上涨的幅度中65%是由于生物燃料以及其原料作物需求的迅速增长所导致的。IFPR I[7](2008)公布的一份报告也表明,为应对油价上涨生物燃料作为一种能源替代产品,其产量的扩大不仅成为粮食价格上涨的主要因素,对世界粮食形势的变化也产生了深刻的影响。拥有类似观点的还有Johnston and Simon[8](2007),他认为生物燃料政策引起的生物燃料生产的增加构成了商品价格上涨的主要因素。 IMF(2007)也指出,近来全球食品价格上涨近一半的原因可以归咎为农作物从食品业转向了生物燃料的生产。根据其测算,2008年3月份之前的12个月内全球食品价格上涨了43%。其中玉米价格上涨的70%来自于生物乙醇对玉米需求的增长,大豆价格上涨的40%来自于生物柴油对大豆需求的增长。除此之外,Schmidhuber[9](2005)的一项模拟研究结果显示:如果全球每增加1000万吨的玉米和甘蔗用于乙醇的生产,将导致糖类和玉米的价格分别上涨11.3%和3.4%。由此可以看出,很多学者都认为生物燃料的发展极大地刺激了农产品价格的提高。

与以上的研究结果不同,Tjasa Bole and Marc Londo[10](2008)则认为目前全球生物燃料发展对全球粮食价格的影响是比较小的。他们在分析中采用了自下而上的研究方法,该方法考虑了农产品市场价格的变动以及这些变动对于生物燃料产量产生的一些更为现实的影响,同时利用相对生产成本(生产之初原材料成本较低)和保本点肯定了生物燃料的产量是能够被估计的,以此说明生物燃料对农产品的需求不是无限增长的,加之市场具有一定的周期性,因此,他们认为生物燃料在长期内不会引起农产品价格的过度上涨。此外,研究还发现,目前食物价格结构中农产品等原材料成本所占的比重较低,通常发达国家食物零售价格中只有10%左右属于谷物成本,由此他们认为现阶段国际市场农产品价格的上涨很大程度上是受到了食物消费弹性和零售成本的影响。国际农业生产者联合会(IFAP)也表示世界上生物燃料生产用地占农业用地的比重很小(巴西1%,欧洲1%,美国4%),生物燃料的生产只是粮食价格上涨的边际因素,对实际价格上涨的影响很小。Dawe[11](2008)从国际价格对国内价格的传导方面研究,表明生物燃料的发展并不会对一国粮食价格造成很大的影响。他选取了7个亚洲主要稻米消费国作为研究的对象,并计算了其稻米价格的平均值,结果发现只有三分之一的国际市场价格被转移到国内市场中。Gunjal[12](2008)也得出了与以上同样的结论,所不同的是他选取的是南非2007～2008年白玉米价格的数据,分析显示在美国玉米因生物燃料需求旺盛而不断提价的同时国内价格却一直保持平稳状态。此外,支持该观点的还有粮农组织(2008a),研究表明一国粮食价格的高低还要受到本国汇率走势的影响,因此国际的粮食高价并没有在国内价格中得到完全的反映。

还一些学者也研究生物燃料发展对农产品价格影响的机制问题。Schmidhuber[13](2006)认为能源价格的上涨、生物燃料技术的逐步成熟,产生了对农产品的能源需求,从而使得能源价格同农产品价格之间具有了同步性。Rosamond L.Naylor[14](2007)的研究表明生物燃料的扩大生产对于农产品价格会产生直接和间接两方面的影响。生物燃料对于玉米需求的上升不仅促使玉米本身的价格上升,同时还会引起短期内玉米种植面积的扩大从而挤占其他农作物的种植面积,造成农产品国际市场价格的普遍上涨。此外,A.Elobeid等人[15](2006)研究了以玉米为基础的乙醇燃料生产对谷物、油料及其它农产品价格的影响,但并没有得出定量的结论。他在研究中考虑了几个关键性的决定因素,包括原油价格、副产品DDG价格、工厂固定成本、保护土地的利用、玉米及油料作物的产量以及公共政策等,并假定乙醇生产商在边际收益为零的情况下将停止对玉米乙醇的生产,同时还利用经济学的相关理论分析了目前生物燃料的发展条件。P.Conforti.(2004)对国际价格增长的传递机制进行了研究,认为生物燃料的发展确实对农产品的价格具有一定的传递作用。他选取了较有代表性的16个国家作为研究样本,对粮农组织收集的日常食物商品的价格数据库(数据库收集的价格包括出口价、批发价及零售价)作了相关的实证检验。结果发现,样本中的非洲国家的粮食市场价格并不像亚洲和拉丁美洲那样经历了完全的国际价格传递。

二、生物燃料发展对农业发展的影响

近年来,生物燃料发展对于农产品价格的上涨产生了一定的影响,尽管这种影响程度到目前尚无定论,但是生物燃料发展带来的价格上涨确实对农民的收入、就业、家庭福利状况以及农业的发展产生了影响。

(一)生物燃料发展对农民收入及家庭福利的影响

大多数学者在研究生物燃料发展对一国粮食安全状况的影响上侧重于分析一国粮食和能源的生产和消费情况。如TynerW.E.and Taheripour F(2008)的研究表明,对于低产粮国来讲,如果粮食价格的上涨可以很大程度上转移到能源的出口当中,则该国的整体粮食消费状况不会受到很大影响。但是根据粮农组织2005年的统计数据,全球82个低收入国家中大多数同时是粮食和能源的净进口国。国际市场的粮食价格上涨将导致一国在食物消费中要付出巨大的进口成本。因此,粮食价格的上涨对一国的福利水平会造成严重的影响。C.Ford Runge(2007)的研究发现,即便是墨西哥这样出口石油进口粮食的国家也同样受到了影响。墨西哥80%的黄玉米来源于进口,而由于黄玉米国际市场价格的上涨,国内的工业用粮生产商也趋向使用国内的甜玉米,因此,国内甜玉米价格出现了大幅上涨。而诸如撒哈拉以南非洲国家因众多家庭都是没有土地的劳动者,而这些劳动者收入的50%到80%都是用于日常食物支出。因此,价格的上涨会对其福利产生很大影响。研究表明全球主要粮食作物实际价格每上涨1%,全球饥饿人群数量就会增加1600万人。而根据估算到2025年全球的饥饿人口数量将达到1.2亿。

其他学者从家庭层面研究粮食价格的上涨对粮食安全的影响,认为在短期内农产品价格上涨对家庭的影响主要取决于家庭在主要粮食方面的市场地位,即家庭在农产食品市场上的地位是净购买者还是净出售者。Aksoy and Isik-Dikmelik(2008)从净出售者角度进行了研究,他们选取了三种主要的粮食作为研究对象计算发展中地区抽样国家净卖方家庭的比例,结果显示净卖方家庭所占比例在抽样国家中从7%到51%不等。而这一比例在农村地区仅为12%到59%。不加权重计算各国的平均水平,也只有23%的普通家庭和31%的农村家庭是粮食净卖方。这表明在抽样中大多数家庭都是主要粮食的净买方,农产品的价格上涨不会带来家庭层面整体福利的增加。Barrett(2008)认为撒哈拉以南非洲国家的大多数农民或农村家庭不属于粮食净出售者行列,粮食价格的上涨并没有带来农民收入的增加。他们认为,如果木薯生产乙醇的经济可行性达到商业标准的话,木薯价格的上涨只能给大的土地所有者带来收益,而对于那些无地的劳动者来说,面临粮食价格的普遍上涨他们只能摄入更少的热量,从而难以摆脱长期营养不良的局面。粮农组织(2008a)的研究也表明,在以农业和粮食生产为主的农村地区,贫穷的小规模经营者同时又是净出售者的比例不超过37%,七个国家中有四个甚至为13%或更低,粮食价格的上涨对农民收入增加并没有起到促进的作用。

相比以上研究,农村增收活动(R IGA)项目则是从农民的家庭地位是净购买者还是净出售者两个角度分别对其进行了研究。一方面,它引入了补偿性变量来量化价格上涨10%对于家庭福利状况的影响,同时采取了五分位法对家庭进行划分,估计价格变化产生的相对影响。研究发现,无论在农村和城市地区,都是贫困人口中作为净购买者的最贫困人群(贫困最底层的20%人群)所受到的冲击最大,价格上涨10%给他们造成了2.7%的净损失,而其次最贫困的五分之一人群面临的净损失约为2.0%。另一方面,它还以孟加拉和越南为例,对作为净生产者的农业“专业户”作了研究。结果发现,孟加拉的农产品价格上涨对农业专业户的福利平均增加了1.7%(最贫困的20%人群福利增加为1.3%,最富裕的20%人群福利增加为1.8%)。而在越南,富裕的农业专业户也是获益最大的群体,他们的福利增加约为2.2～2.3%。除此之外,这个项目还在研究方法上作了相应的改进,分析中没有考虑任何其他家庭生产和消费模式调整的情况,即不考虑劳动力市场价格、长期供应调整以及其他要素市场价格的影响,来分析粮食价格上涨对社会福利造成的影响。Taylor(2006)也从这两个角度对其进行了分析,他选取中美洲的四个国家,在一个总体平衡的框架下模拟主要粮食价格变化10%可能产生的影响。结果表明,包括农业专业户在内的所有居民,将会遭受2%以上的福利损失。此外,Ivanic and Martin(2008)利用支出和收益函数分别量化了以家庭农户为单位的收入支出状况,并且根据包络定理模拟了多种粮食产品价格上涨10%的情况,据此分析每日一美元贫困率的百分点的变化,得出的结论与Taylor非常相似。

(二)生物燃料发展对农民就业状况的影响

生物燃料发展不仅会对农民的收入及福利产生影响,还可以给一国经济的发展带来新的机遇,比如增加就业岗位。Von Braun(2006)所作的研究发现,生物燃料的发展可以促进经济作物种植量的增加,而种植经济作物对贫困家庭的就业影响往往非常显著。统计数据显示,巴西有30%的甘蔗是由6万独立的农户生产的,而无地农民则可以在生物燃料生产中从事原材料的加工、运输等劳动密集型工作。他还指出针对目前的生物燃料发展状况,众多发展中国家已经掌握了生物燃料技术,并将乙醇加工厂投建在边远地区,这些工厂的建设和运营又可以为边远地区提供更多的就业岗位和经济活力。Moreira(2006)的研究指出巴西的生物燃料行业在2001年提供了约100万个就业岗位,基本都在农村地区,并且大多数属于低技能工种,其中65%属于长期雇佣者,35%属于短季工。在制造业和其他行业间接创造的工作岗位估计约有30万个。

(三)生物燃料发展对农业经济发展的影响

生物燃料生产中70～80%的成本构成是原材料成本,即农产品是生物燃料生产中的主要投入要素。因此,生物燃料发展带来的农产品需求的增加对于农村地区经济发展同样能够产生良好的促进作用。某种程度上,这种对农业增加的促进甚至会超越一些加工行业和服务行业所带来的农业的发展。世界银行(2007)对国家范围的GDP增长贡献率的计量经济分析表明,考虑到农业的规模,农业GDP增长的减贫效率至少是其它领域增长的两倍。Bravo-Ortega and Lederman(2005)的有关研究发现,不仅农业是对扶贫做出最大贡献的行业,初级产业的增长也可以对贫困人口的生活标准产生明显的影响。此外,Timmer(2002)认为农业增长对减贫的贡献程度取决于一个国家不平等的水平,以及农业在经济和就业领域所占的比重。

三、生物燃料的发展对发展中国家粮食安全的影响

国际油价的高涨以及政府对乙醇和生物柴油等生物燃料的生产和使用的支持,使得生物燃料作为化石能源的替代物更具吸引力。2000～2007年间,全球乙醇的产量增加了两倍,达到了620亿升(F.O.Licht,2008年,数据来自经合发组织-粮农组织AgLink-Cosimo数据库);同期,生物柴油的生产增加了十多倍,达到100多亿升。生物燃料的发展在一定程度上缓解了能源危机,但由于生物燃料来源的特殊性(主要是对甘蔗、玉米等农作物进行生产而得到的)使得农作物在传统农业中的用途发生了改变。以往农作物只是被作为人的口粮和饲料粮加以利用,饲料粮的最终用途也还是被人所食用。而现在生物燃料的生产占有了农作物的一部分来源,因此越来越多的学者开始担心它的发展会出现“与人争粮”的局面。

Senauer and Sur(2001)预测,如果2025年粮价相对基准上涨20%,全世界食物不足人数将增加4.40亿(其中撒哈拉以南非洲占1.95亿,南亚和东亚占1.58亿)。而据国际粮食政策研究所(IFPR I)估计,根据现有各国发展计划,生物燃料的扩张将使玉米、油籽、木薯和小麦的价格分别上涨26%、18%、11%和8%,导致人均热量摄入降低2～5%,儿童营养不良率平均增加4%(Msangi,2008)。拥有类似观点的还有Block(2004),他的研究表明在90年代末印尼的大米价格上涨的情况下,贫困家庭中的母亲减少了自己的食物摄入量来满足孩子的营养需求,由此造成血红蛋白含量严重不足。从这些研究可以看出,生物燃料发展导致的粮价上涨对粮食安全的直接净效应可能是负面的。

四、结论

综上所述,大多数学者都比较重视生物燃料发展对全球价格的影响机制及程度等方面的研究,还有一些学者则针对目前农产品价格的普遍上涨所带来的饥饿及粮食不安全问题进行研究,认为生物燃料产业发展确实引起了全球农产品价格的大幅上涨,给贫困人口的食物安全带来了挑战。总而言之,生物燃料的发展会对农产品生产、消费结构、价格;对农民的就业、收入、福利、农业的发展,以及粮食安全等产生广泛的影响。

本文认为生物燃料发展是农业经济发展中一个重要的课题,研究生物燃料对粮食安全的影响将为我们生物燃料产业的发展政策的制定提供重要的指导和参考,这对于土地稀缺和能源稀缺的我国来说尤其重要。在生物燃料产业发展的实践中,要想实现粮食安全与生物燃料的发展必须做好以下工作,第一,做好政府管理和引导,在保障基本食物消费总量的前提下发展生物燃料产业;第二,应注重如何提高贫困人口在生物燃料产业发展中获得相应的收益;第三,应加大科研投入,充分利用边际土地及非粮作物来服务于生物燃料生产。

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