变性乙醇(变性乙醇敏感肌能用吗)

报告摘要

报告日期:2021年9月13日

★美国是世界上最大的乙醇生产国和出口国。

截至2021年1月1日，美国共有197家燃料乙醇制造商，产能为175.46亿加仑。2018年和2019年，美国燃料乙醇产量分别为161亿加仑(历史最高)和157.8亿加仑。2020年，受新冠肺炎疫情影响，产量降至139.26亿加仑。美国进口少量乙醇，是世界上最大的乙醇出口国，但出口比例基本不超过10%，绝大多数乙醇消费在中国。燃料乙醇主要添加在汽油中，用于公路运输。目前美国的添加比例有E10、E15和E85，但平均添加比例在10%左右。

★EPA通过RINs保证可再生燃料使用的目标。

该政策对美国的乙醇需求有很大影响。严格来说，FRS并没有直接规定玉米乙醇的产量。假设先进生物燃料的产量刚好满足RFS的要求，那么传统生物燃料(玉米乙醇)的产量需求是通过从所有可再生燃料的产量目标中减去先进生物燃料的产量目标来间接计算的。Eparins系统rins用于确保可再生燃料消耗的目标。经过研究发现，RIN-D6价格主要受乙醇混合利润、RIN-D4价格和政策因素的影响。

★政策决定了美国乙醇生产对玉米的需求能否增加。

在美国目前的玉米消费中，饲料消费约占产量的40%，用于乙醇生产的玉米约占35%，出口约占15%。美国玉米饲料消费多年来一直稳定，玉米乙醇生产提供了额外的需求增量。然而，DC巡回法院今年8月初的一项裁决可能会阻止汽油零售商全年销售E15。在DC巡回法院做出裁决后，RFA预测E15在2022-2024年的销量将与2021年大致持平。与允许E15全年销售相比，不允许E15全年销售预计将使E15在2021-2024年的总销量减少126亿加仑，对应的是2021-2024年乙醇销量减少6.3亿加仑，玉米需求减少约2.21亿蒲。

报告全文

1全球燃料乙醇使用现状

在过去的40年里，全球燃料乙醇发展迅速。燃料乙醇日产量从1980年的6.46万桶/日增加到2019年的188.57万桶/日。其中，美国和巴西是发展最早、产量最大的两个国家。EIA数据显示，2019年，美国燃料乙醇产量为102.93万桶/日，巴西为54.09万桶/日，分别占全球的55%和29%；其次是中国、印度、加拿大、泰国、法国、阿根廷、德国等国家。

乙醇，俗称酒精，在常温下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，毒性很低，非常适合内燃机使用。事实上，任何植物材料都可以用来制造乙醇，但目前，玉米和甘蔗是最广泛用于生产燃料乙醇的。巴西主要生产甘蔗乙醇，美国主要生产玉米乙醇。本文以玉米乙醇为研究对象，重点分析了美国乙醇的发展历史、政策演变、生产技术、生产消费、进出口情况，阐述了美国乙醇发展对玉米需求的影响。

2美国玉米乙醇的发展历史和政策演变

2.1.美国玉米乙醇的发展背景

能量相当于城市的血液。在现代经济运行中，能源具有不可否认的战略地位。对于任何一个国家来说，“能源独立”往往意味着更大的优势。燃料乙醇是一种能源。1826年，美国首次尝试使用燃料乙醇，1940年建成第一座燃料乙醇生产厂。然而燃料乙醇产业真正在美国兴起是在20世纪70年代以后。

第一次石油危机

自从革命以来，煤已经成为世界上最重要的能源，并在20世纪50年代被石油所取代。在此背景下，1960年9月，亚非拉主要产油国成立了石油输出国组织(石油输出国组织)，负责协调成员国的石油政策，保证产油国的稳定收入。石油输出国组织是美国石油和石油产品进口的主要来源国。1973年，美国64.58%的石油进口来自石油输出国组织。1973年10月，第四次中东战争爆发，埃及和叙利亚与以色列开战，夺回在第三次中东战争中失去的土地。中战争期间美国在物资和设备上给了以色列很大的援助这激怒了阿拉伯国家。为了打击以色列及其支持者——美国、荷兰、日本等。石油输出国组织宣布将削减产量，提高油价，并实施石油禁运。油价从3美元/桶涨到11美元/桶以上，对美国的经济发展造成了极大的伤害。也正因为如此，世界各国政府都希望减少对他国石油的依赖，重燃发展燃料乙醇的兴趣，开启乙醇等可再生能源大规模利用的篇章。

第二次石油危机

1978年底，伊朗政局动荡，随后于1980年9月爆发两伊战争，历时8年。两伊战争对包括油田在内的两国经济设施造成大范围破坏，石油产量和出口量骤降。国际油价从14美元/桶上涨到近37美元/桶。1978年，美国每天从伊朗进口554，000桶石油，但1979年减少到每天297，000桶。两伊战争爆发后，进口基本降为零。第二次石油危机使美国最终下定决心开发新能源。自20世纪70年代末以来，美国颁布了各种法案来促进国内燃料乙醇的发展。

四乙基铅和MTBE添加的危害逐渐显现。

第二次石油危机同期，使用四乙基铅作为汽油添加剂的危害逐渐显现。四乙基铅曾被广泛用作汽油添加剂，以提高发动机的抗爆性。但四乙基铅毒性大，通过吸入、食入和皮肤吸收可引起中枢神经系统疾病，对人体健康有害。因此，从1975年开始，美国含铅汽油的使用量开始逐年减少，并于1986年全面禁止在无铅汽油中使用MTBE(甲基叔丁基醚)作为抗爆剂。但由于MTBE对地下水的污染，2000年至2007年，美国大部分州颁布了禁止MTBE的法律，燃料乙醇成为唯一的汽油添加剂。2004年，美国政府直接向燃料乙醇生产商提供超过45美分/加仑的财政补贴，燃料乙醇在美国迎来了黄金发展期。

玉米消费与玉米乙醇产业支持

美国高度现代化的农业生产方式使其玉米产量和产量连年增加。2019/20年度，美国玉米产量为3.6亿吨，约占全球产量的1/3。作为饲料、种子和食品的玉米消费增长缓慢，发展玉米乙醇有助于促进农村发展，提高农民收入水平，调节粮食供求波动。此外，环境友好也是美国鼓励发展玉米乙醇的一个考虑因素。燃料乙醇有助于减少二氧化碳、颗粒物和许多其他有害物质的排放。

2.2.美国玉米乙醇产业的政策和监管机制

在过去的几十年里，美国政府在支持可再生燃料的问题上达成了高度一致。美国的玉米乙醇从兴起到发展成大规模，离不开美国政府的各项政策支持。

为了鼓励乙醇汽油的使用，1978年的能源税法免除了乙醇汽油4美分/加仑的消费税。该法案的签署使掺10%燃料乙醇的汽油和燃料乙醇产业得到了迅速发展。

《清洁空气体法案》于1963年首次通过，是一部美国联邦法案，目的是控制空气体污染。该法案在1970年、1977年和1990年进行了修订，明确要求对空空气污染进行监督和控制。1970年的修正案极大地扩大了联邦政府的权利。此外，美国在1970年12月成立了环境保护署EPA。《清洁空气体法案》由环保局管理，各州、地方政府和部门负责实施。1990年的修正案规定了新的汽油标准，以减少美国机动车的有害废气排放。新标准要求使用含氧化合物作为汽油添加剂，MTBE和乙醇是最重要的汽油添加剂。MTBE污染地下水被禁后，燃料乙醇成为唯一的汽油添加剂。

2005年的能源政策法案要求美国到2012年每年生产75亿加仑的可再生能源，以确保美国的能源安全。2007年，美国国会通过了《能源独立与安全法案》，要求到2022年将可再生能源年产量提高到360亿加仑。众所周知的可再生燃料标准计划(RFS)是由EPA根据《能源政策法案》制定并实施的，而《能源独立与安全法案》进一步扩大了RFS的实施范围。可再生燃料标准计划是一项致力于增加运输燃料中可再生燃料混合总量的计划，于2007年9月1日正式实施。每年，美国环保署都会根据当年的生产需求，将每种可再生燃料的计划总产量除以当年汽油和柴油的预计销售值，从而确定大致的年度百分比标准。这个百分比乘以义务人(炼油厂、进口商)的汽柴油实际销量，就可以确定各企业的可再生量义务(RVO)。美国环保署通过可再生燃料识别码(RINs)跟踪企业是否履行了其可再生燃料义务。

此外，美国制定了税收抵免政策，鼓励国内乙醇产业的发展。从1980年到2011年，美国对从巴西进口的甘蔗乙醇征收每加仑54美分的关税。然而，在2004年，美国政府决定直接向燃料乙醇生产商提供45美分/加仑的税收抵免。中小型生产商可以获得前1500万加仑燃料乙醇10美分/加仑的额外税收抵免，从纤维素生产燃料乙醇的生产商可以获得1.01美元/加仑的税收抵免。这一系列税收优惠政策直接导致了美国燃料乙醇产量的快速增长。目前，美国的玉米乙醇生产不再享有税收抵免，但法律允许在2021年12月31日前安装和销售E85乙醇的加油站等设施获得30%(最高3万美元)的抵免。

2007-2008年，美国大多数州颁布法律，要求在出售的汽油中添加10%的乙醇。增加添加比例需要修改传统发动机的燃料系统，而使用E85作为燃料需要增加灵活燃料汽车(ffv)的数量。2009年3月，美国燃料乙醇协会正式向环保局提交申请，允许在汽油中添加15%的乙醇。2010年10月3日，美国环保署通过了一项法案，允许E15在美国销售。2012年以后生产的所有汽车都可以使用E15作为燃料。2011年5月，《开放燃料标准法案》得到了国会两院的共同支持并被提上日程。该法案规定，2014年、2016年和2017年销售的汽车中，分别有50%、80%和95%必须是不能使用汽油作为燃料的汽车。

3玉米加工技术

纤维(如软木)中的碳水化合物、非淀粉多糖、甘蔗和甜菜中的葡萄糖都可以用来生产燃料乙醇。玉米是美国生产燃料乙醇的主要原料。燃料乙醇生产可分为干磨和湿磨，两种工艺得到的副产物种类和成分不同。

3.1.干磨法

干磨技术首先需要粉碎玉米颗粒，颗粒大小会影响乙醇产量，因此生产者倾向于使用更精细研磨的玉米，以最大限度地提高乙醇产量。粉碎研磨后，向玉米粉中加入水和酶，玉米粉进入蒸煮糖化过程。烹饪是将淀粉分解成葡萄糖。烹饪系统分为批量烹饪系统和连续烹饪系统。两者的区别在于，在玉米粉、水和酶混合的过程中，前者是分批独立进行的，而后者是连续进行的。单位时间分批蒸煮的生产效率和原料利用率较低，但乙醇的产率相对较高。发酵是指酵母将葡萄糖转化为乙醇的过程。发酵后，通过蒸馏塔收集乙醇。从发酵系统收集的乙醇被水污染，因此必须使用分子筛系统除去水以获得纯化的乙醇。一般会在无水乙醇中加入1%的变性剂(如天然汽油)，使其不能饮用，同时还会避免对酒精饮料征税。

干磨法生产的主要副产物除燃料乙醇外，还有玉米油和DDGS。乙醇蒸馏后剩余的水和固体成为总馏出物，总馏出物通过离心分离成固体和液体(稀馏出物)。玉米油可以从稀蒸馏物中提取出来。乙醇厂可以用“一步法”或“两步法”提取玉米油。“一步法”是用离心的方法将玉米油从稀馏分中分离出来，然后可以将浓馏分再次加热离心提取玉米油。“两步法”是在“一步法”的基础上，即可以从总馏出液中提取大量的玉米油。除了玉米油，另一个主要的副产品是DDGS(带溶液的干酒糟)。DDGS因其高能量、高蛋白，可广泛用于动物饲料，并可替代部分能量饲料(玉米)和蛋白质饲料(豆粕)。

在美国，干磨是燃料乙醇生产的绝对多数，因为干磨的资金投入比湿磨少，湿磨更多的是用来获得玉米淀粉、玉米胚芽粕等副产品。根据爱荷华州拥有最新生产技术的干磨工厂CARD的数据，每1蒲玉米+72800 Btu天然气=2.8加仑玉米乙醇+17磅DDGS+0.7磅玉米油。

2.1、湿磨法

干磨法是将整个玉米粒粉碎发酵，而湿磨法不同。它首先将玉米粒分离成多个部分，然后生产各种食品和工业产品，包括玉米淀粉、结晶葡萄糖、燃料乙醇等。

湿磨法首先需要清理谷物中的杂质，其次是在特定的温度、时间和乳酸的条件下浸泡玉米谷物。浸泡后，从玉米粒中分离出玉米胚芽，然后用水清洗。目的是为了以后去除淀粉和蛋白质提取物，提纯玉米胚芽，提纯后的玉米胚芽可以提取玉米油。除玉米胚芽外，其余物质可分离为纤维、面筋和淀粉，其最终产品非常丰富，包括玉米胚芽粕、玉米蛋白粉、玉米蛋白饲料、玉米淀粉、燃料乙醇和玉米果葡糖浆，可广泛应用于食品或饲料行业。

4 美国玉米乙醇及DDGS市场分析4美国玉米乙醇和DDGS市场分析

4.1.美国的乙醇供应

产能和产量

根据EIA的数据，截至2021年1月1日，美国共有197家燃料乙醇生产企业，产能为175.46亿加仑，约合114.5万桶/日。从产能分布来看，按照石油管理和国防分工，PADD2集中了178家燃料乙醇生产商，产能162.71亿加仑，占比92.7%；按州来看，艾奥瓦州占绝对优势，其次是内布拉斯加州、伊利诺伊州、南达科他州、明尼苏达州、印第安纳州等。，都是美国最重要的玉米生产州；从企业来看，美国燃料乙醇产能最大的五家企业分别是Valero、ADM、Poet、Green Plains和Flint Hills，其总产能占全美近40%。

2018年和2019年，美国燃料乙醇产量分别为161亿加仑(历史最高)和157.8亿加仑。2020年，受新冠肺炎疫情影响，产量降至139.26亿加仑。总体来看，产能利用率保持在较高水平。

乙醇企业运营

美国绝大多数玉米乙醇产能位于中西部玉米主产区，具有极佳的地理优势。在美国，玉米每年四月播种，九月中旬收获。农民和贸易商一般在收获季节储存玉米，在接下来的时期分批出售。也正因为如此，乙醇生产企业通常不会在玉米收获季节大量采购和储存玉米原料，而是根据各自的仓容、产能、销售情况以及对未来市场的判断，按需采购原料。对于只有一家工厂或工厂集中在一个区域的企业，更愿意直接与当地农民建立长期合作关系，以节省物流成本；对于工厂遍布全国的大型企业，一般都是和大贸易商合作，保证原料供应，方便管理。

玉米生产出来后，工厂要么直接把乙醇运到炼油厂，炼油厂把乙醇和汽油混合后再运到加油站，要么卖给终端客户；工厂也可以运到合作贸易商指定的仓储地点，接下来的勾兑或者销售由贸易商完成。

输入

2020年，美国进口了1.73亿加仑乙醇，占当年乙醇消费量的1.4%。乙醇进口量最高的是2012年和2013年，进口量分别为5.55亿加仑和4亿加仑，仅占消费量的4.3%和3%。美国99%的乙醇由加州进口，旧金山港约占70%，洛杉矶港约占30%。几乎所有进口乙醇都来自巴西，主要原因是巴西货币贬值和两个市场有利的价差(加州空燃气委员会在2009年通过了低碳燃料标准(LCFS)，该标准设定了年度碳强度标准。炼油厂或进口商可以通过出售碳强度低于标准的燃料来获得碳信用额，也可以购买碳信用额来履行义务)。

4.2、美国乙醇需求4.2.美国对乙醇的需求

国内消费占主导地位。

美国绝大多数燃料乙醇在国内消费，2018-2020年消费量分别为144.2亿加仑、145.5亿加仑和126.3亿加仑。EIA显示，2019年美国汽油总销量为1340亿加仑(不考虑2020年新冠肺炎疫情的特殊情况)，燃料乙醇平均添加比例为10.86%。在汽油中掺入乙醇不仅对环境更友好，而且可以减少美国石油的进口。

燃料乙醇主要添加在道路运输用汽油中。目前美国常见的添加比例有E10、E15和E85。正如我们在上面的政策部分提到的，1978年的清洁空气体法案允许在汽油中添加10%的乙醇(E10)。自2010年以来，几乎所有在美国销售的汽油都被限制在10%的乙醇含量。2011年6月，美国环保署批准E15汽油用于2001年及以后型号的乘用车、轻型卡车和中型车辆。E15于2012年在堪萨斯州的一个加油站首次亮相。截至目前，道路上近97%的注册车辆已经获得环保局的合法批准使用E15，E15的销售比E85更普遍。从2015年到2020年，美国E15加油站的数量从大约130个增加到2000多个(大约1/3位于明尼苏达州和爱荷华州，全美共有10万多个加油站)。E85可用于灵活燃料汽车(ffv)。在FFVs中使用的汽油混合物中，可以以0-85%范围内的任何比例添加乙醇。RFA估计，目前美国道路上有超过2200万辆ffv，约占所有车辆的8%。

出口

美国是世界上最大的乙醇出口国。2020年乙醇出口量为13.34亿加仑，为历史第四高水平，其中变性燃料乙醇占50%，非变性燃料乙醇占43%，另有少量其他乙醇产品。近年来，美国乙醇出口总量逐年增加，但最高比例为2020年总产量的10.4%，其他年份不会超过10%。美国的乙醇出口目的地覆盖六大洲约90个国家。2020年出口量排序为加拿大、巴西、印度、韩国、荷兰等。三分之二的乙醇从墨西哥湾出口，其余的从美国和西部的港口运往世界各地。

近年来，美国乙醇的出口出现了明显的变化。除了传统市场(加拿大、巴西和欧盟)，新兴市场的比例也在逐渐增加。近十年来，美国对加拿大的乙醇出口一直保持稳定；以2018年为拐点，2018年前对巴西出口继续大幅增长，2019年和2020年大幅下降；但自2015-2016年以来，对包括印度和韩国在内的新兴市场的出口稳步增长。油价、美元汇率和各国的生物燃料政策是影响美国出口的最重要因素。

4.3、生产利润、EPA政策及RINs价格影响因素4.3.生产利润、EPA政策与RINs价格的影响因素

生产利润

与生物柴油不同的是，自2011年以来，除了纤维素乙醇生产商之外，美国各级政府已经停止向乙醇生产商或混合商提供财政补贴或税收抵免。大部分支持体现在协助更换旧设备或建设新的基础设施。我们在上面的玉米压榨和干磨工艺中已经提到，每1蒲草玉米+72800 Btu天然气=2.8加仑玉米乙醇+17磅DDGS+0.7磅玉米油。如图20所示，乙醇的生产成本主要来自玉米，而天然气和其他运营成本保持在相对固定的水平。大多数时候，美国乙醇生产商可以获得正的运营成本。然而，如果考虑资本成本，爱荷华州玉米乙醇厂的营业利润应大于0.25美元/加仑，才能获得实际净收入。

EPA政策的影响

与生物柴油一样，乙醇的生产和需求在很大程度上受到政策的影响。

简介:RFS是EPA根据《能源政策法案》创建的，根据《能源独立与安全法案》进一步扩大了其实施范围。RFS的目标是使用可再生燃料替代或减少石油运输燃料、取暖用油或航空空燃料的消耗。RFS将可再生燃料分为四类。由于EPA使用RINs(可再生标识号)来监督汽油和柴油生产商和进口商是否履行其义务，因此在RINS，每种生物燃料都被赋予不同的D代码:

(1)生物质基柴油，主要原料为大豆油、棕榈油、植物油及其他植物油、地沟油和动物脂肪，D码为4。

(2)纤维素生物燃料，主要原料为玉米秸秆、木屑、芒草、沼气，D码为3，如果是纤维素柴油，D码为7。

(3)高级生物燃料，主要原料有甘蔗、生物丁醇等。，D码为5。

(4)所有可再生燃料，包括先进生物燃料和传统可再生燃料；传统的可再生燃料通常是指玉米乙醇，原料是玉米淀粉，D码是6。

需要注意的是，(1)和(2)是(3)的子集，(3)是(4)的子集，这意味着当汽油和柴油生产商和进口商使用RINs代码来证明他们已经履行了义务时，D3、D7和D4也可以用来证明高级生物燃料义务的完成，而D3、D4、D5和D7也可以用来证明完成(传统)。

严格来说，FRS并没有直接规定玉米乙醇的产量。2007年的《能源独立与安全法案》目标是2022年可再生燃料总产量达到360亿加仑，其中高级生物燃料必须占一定比例。同时，该法案还要求2009年至2022年生物质柴油、纤维素生物燃料、高级生物燃料和所有可再生燃料的年产量。假设先进生物燃料的产量刚好满足RFS要求，那么传统生物燃料(玉米乙醇)的产量要求可以通过从所有可再生燃料的产量目标中减去先进生物燃料的产量目标来间接计算。

此外,《清洁空燃气法案》还授权环保局每年调整四种可再生燃料的产量。一般来说，当前达标年度的产量标准需要在前一年的11月30日之前确定，而当年度生物质柴油的产量标准至少需要提前14个月确定。从图22可以看出，实际上除了生物柴油和玉米乙醇，其他类别的产量都没有达到2007年《能源独立与安全法》的目标。

美国生物柴油和玉米乙醇的快速发展离不开政策支持。然而，2021年，可再生燃料政策可能频繁变动的消息增加了美国生物柴油和玉米乙醇产量未来增速的不确定性。在之前各方的共同努力下，2019年6月，EPA终于通过了允许汽油零售商全年销售E15的法规。但是今年8月初，DC巡回法院的一项裁决可能会推翻当年的环境保护局条例。如果巡回法庭的这一决定最终得以实施(E15不得在夏季销售)，E15的销量将大幅下降，各大燃油零售商也可能放弃对E15加油站的投资，实现“E15在这十年内取代E10成为美标汽油”目标的希望将变得渺茫。目前环保局和生物燃料生产商已经提出投诉，后期他们会继续重点跟踪美国政策的变化。

RINs价格形成机制

如上所述，每一年，环保署都会将每种可再生燃料的计划总产量除以当年汽油和柴油的预计销售价值，以确定大致的年度百分比标准。每个企业的RVO(可再生量义务)可以通过将该百分比乘以债务人(炼油厂和进口商)的汽油和柴油实际销售量来确定。跟踪企业是否通过EPA RINs履行了其可再生燃料义务。

如图23所示，玉米乙醇(可再生燃料)的生产伴随着RINs(附RINs)的生产，RINs将终身伴随玉米乙醇。如果玉米乙醇用于出口，相应的RINs将被丢弃。如果玉米乙醇卖给搅拌机，RINs也会被转移到搅拌机；RINs是从玉米乙醇中分离出来的，直到它与汽油混合并出售或出口。分离的RINs有一个特殊的交易市场，并有相应的价格。乙醇生产商、汽油和柴油精炼厂和进口商以及其他相关经营实体必须向环境保护局提交关于rin生产、转让和交易的所有信息报告，并且还可以参与分离的rin的交易活动。甲方可通过在汽油中掺入乙醇获得RINs，或在市场上购买分离出的RINs，从而向EPA证明其已履行其义务；EPA确保乙醇通过RINs真正加入到汽油中。

对于乙醇生产者来说，当乙醇的需求超过产量时，乙醇的价格就会上涨，生产利润就会提高，从而刺激企业增加乙醇的产量。反之，则相反。但是，由于在汽油中掺入乙醇更多的是一种政策需求(而不是市场需求)，因此需要RINs系统来确保EPA实现可再生燃料消耗的目标。RINs的价格调节混合利润和市场上分离的RINs的供应。我们来分析一下美国RINs市场的价格形成机制。RIN-D6价格主要受以下因素影响:

(1)调合损失越大，即(玉米乙醇价格-汽油价格)，RIN-D6价格越高。

由于炼厂RVO占RFS义务的90%以上，且炼厂消耗大部分RINs，但仅占调合能力的15%左右，其RINs的完成应主要依靠从调合商处采购。环保局之所以从炼油厂而不是调和公司收集rin，是因为调和公司实力较弱。从炼油厂收集rin使混合公司能够将成本转嫁给炼油厂(炼油厂可能有裂化利润)。换句话说，RIN-D6法案是当混合无利可图时，市场给予混合者的市场补贴。RIN-D6应该增加到可以刺激企业增加玉米乙醇在汽油中的掺混量，直到符合政策要求。

美国玉米乙醇的需求曲线被认为呈“H”形:首先，需求曲线在50亿加仑左右是一条垂直线，需求的价格弹性几乎为零。燃料乙醇已经成为唯一最经济的汽油添加剂，因为美国大多数州在2000年至2007年禁止使用MTBE。其次，在市场化条件下，在50亿到130亿左右(汽油销量的10%)的范围内，需求曲线大约是一条水平线，玉米乙醇需求的价格弹性是无穷大。这是因为玉米乙醇和汽油几乎可以被视为完美的替代品。因为玉米乙醇的市场规模与汽油相比微不足道，一旦玉米乙醇的价格高于汽油，搅拌机就没有动力将乙醇掺入汽油。但由于美国“强制”掺烧可再生燃料，如果汽油中掺烧的乙醇量不足，则意味着图23中分离出的RIN数量减少，rin数量的减少不足以满足EPA规定的RVO，因此需要RIN-D6价格上涨来刺激企业在汽油中掺烧乙醇。另一方面，如果在乙醇产量超过EPA要求的基础上将乙醇混合到汽油中仍然是经济的，那么RIN-D6价格应该接近0。第三，玉米乙醇的需求曲线在超过130亿加仑时又变成了垂直线。这是因为尽管2011年6月美国环保署批准E15汽油用于2001年及以后型号的乘用车、轻型卡车和中型汽车，但如果车主使用超过10%乙醇混合物的汽油，大多数汽车制造商将不会履行保修，这大大限制了乙醇需求的进一步增加，也就是所谓的“E10混合壁”。

(2)RIN-D4价格的影响。一般来说，1加仑玉米乙醇可以得到1 RIN(EV=1)，而其他可再生燃料指定乙醇当量(详见图24)。生物柴油的EV值是1.5，所以1加仑生物柴油可以得到1.5 RIN。RFA将可再生燃料分为四类。由于生物柴油(D4)是高级生物燃料的子集，高级生物燃料是所有可再生燃料的子集(D6)，D4也可以用来证明D6义务的履行，所以理论上RIN-D6的价格不应该高于RIN-D4。

反过来，RIN-D6的价格也会对RIN-D4的价格产生影响。从玉米乙醇需求曲线来看，如果RFS设定的乙醇产量要求大于美国汽油销量的10%，由于“E10混合墙”的存在，两者之间的差额实际上会在一定程度上成为高级生物燃料的产量要求。考虑到纤维素生物燃料生产规模小，实际上成为生物燃料的生产要求。

(3)政策影响。根据图22，多年计算的玉米乙醇生产标准为150亿加仑，不考虑《能源独立与安全法》或EPA实际公布的生产标准。但如果某一年EPA公布的可再生燃料的标准使用量大幅提高，RIN-D6势必会相应上涨，这与生物柴油生产政策对RIN-D4价格的影响类似。如果环境保护局增加SREs(小型炼油厂豁免),市场可能会预期RINs的潜在供应会增加，因此RIN-D6的价格会下降。2021年的RVO尚未公布。在美国发展清洁能源的大趋势下，市场预期可再生燃料生产的标准仍可能提高，这使得RINs的价格居高不下。

(4)时间价值。RINs有效期为2年。一般来说，企业当年RVO的80%需要由当年产生的应纳税所得额来满足。如果有多余的RINs，可以推迟到以后两年，给RINs一定的时间价值。

4.4、美国DDGS市场分析4.4.美国DDGS市场分析

近年来，美国玉米年产量约为3.6亿吨，其中约35%用于加工生产燃料乙醇，90%以上采用干磨。根据USDA，干磨玉米得到的产品除乙醇和玉米油外，还包括浓缩蒸馏液(CDS-糖浆)、干酒糟(DDG)、含可溶性物质的干酒糟(DDGS)、水分含量≥ 65%的湿酒糟(DWG)、改良湿酒糟(DWG)-40% ~ 64%。事实上，所有这些副产品都可以用于猪、家禽、牛、羊和水产品的饮食中，是动物饲料的良好来源；随着美国玉米燃料乙醇的发展，副产品的产量也大大增加。

2018年，美国上述五种乙醇生产副产物总产量达到5160万吨，2019年为4890万吨；2020年，受新冠肺炎疫情影响，美国乙醇需求和产量大幅下降，副产品产量也降至4805万吨。如果细分，DDGS和DWG-≥ 65%含水率的产量占比最大，2020年将分别为2016万吨和1239万吨。乙醇副产品的进口可以忽略不计。

在美国，大多数副产品作为饲料消费，其中约1100万吨用于出口。2020年主要出口目的地为墨西哥、越南、韩国、泰国、印尼等。中国也从美国大量进口DDGS，2015年总进口量为582万吨。然而，随着中国对美国DDGS的双重反对，年进口量下降到10万多吨，但美国很快找到了新的出口市场。

5 玉米乙醇和玉米5玉米乙醇和玉米

5.1.美国玉米的供需格局

美国是世界上最大的玉米生产国和出口国:20/21年玉米总产量超过3.6亿吨，占全球产量的32.3%；出口量为7049万吨，占全球出口量的39.5%。

美国玉米种植面积变化规律和美豆一致。由于玉米、大豆和小麦的总种植面积多年来都在2.1-2.3亿亩的范围内波动，而美国大豆和美国玉米的种植面积高度重合，种植收益和大豆/玉米价格比决定了如何在大豆和玉米之间分配面积。近十年美国玉米收获面积最高9740万亩，最低8890万亩，平均9210万亩。单位面积产量的增加是美国玉米总产量增加的最关键原因。美国玉米种植技术、农田水利体系和玉米品种的不断优化，使单位产量在过去60年间翻了两番。近年来，单位产量一直保持在每亩160-170香蒲的高水平。

在美国目前的玉米消费中，饲料消费约占产量的40%，用于乙醇生产的玉米约占35%，出口约占15%。从图35和36中可以看出，美国玉米饲料消费多年来一直保持稳定，玉米乙醇生产提供了额外的需求增量。

5.2、乙醇生产对美玉米需求的影响5.2.乙醇生产对美国玉米需求的影响。

美国鼓励可再生燃料的大趋势没有改变。以USDA为例。它说，到目前为止，它已经在生物燃料项目上投资了6640万美元，这些项目预计每年将增加12亿加仑的生物燃料销售额。今年8月，美国农业部也表示将投资2600万美元用于可再生燃料(包括E15和E85)的基础设施建设。然而，从环保局设定的产量标准来看，政策似乎仍然侧重于确保生物柴油等先进生物燃料的生产。如上所述，DC巡回法院在2021年8月初的一项裁决可能会阻止汽油零售商全年销售E15。因此，未来美国乙醇生产对玉米的需求是否会继续增加，很大程度上取决于政策。

在DC巡回法院做出裁决后，RFA预测E15在2022-2024年的销量将与2021年大致持平。与允许E15全年销售相比，不允许E15全年销售预计将使E15在2021-2024年的总销量减少126亿加仑，对应的是2021-2024年乙醇销量减少6.3亿加仑，玉米需求减少约2.21亿蒲。

在未来3-5年美国玉米对乙醇的需求可能不会大幅增加的情况下，由于美国玉米的饲料消费相对稳定，未来决定美国玉米供需平衡的主要因素将落在面积、单产和出口上。20/21年，CBOT农产品市场迎来了十年一遇的牛市，原因是中国进口量增加，美国大豆和美国玉米的库存消费比处于历史低位。但21/22随着产量和期末库存的增加(绝对水平依然较低)，CBOT玉米高位回落，接下来的美国收获季维持弱势震荡的概率较大。

本文源自东证衍生品研究院本文来自郑东衍生品研究所。