中国燃料乙醇发展潜力分析

2007年12月中国石油大学学报(社会科学版)Dec.2007第23卷第6期Joumal of China University of Petroleum( Edition of Social Sciences)Vol 23 No 6中国燃料乙醇发展潜力分析殷建平(中国石油大学工商管理学院,北京昌平102249)[摘要]2000年以来,中国开始大规模生产和推广应用燃料乙醇。但中国发展燃料乙醇的制约因素是粮食资源有限,因此,发展燃料乙醇只能依靠非粮食原料,包括甘蔗、木薯、甜高粱和秸秆等。通过对粮食、甘蔗、木薯、甜高粱和秸秆等燃料乙醇原料的资源潜力进行测算,预计2010年中国燃料乙醇的生产潜力约为500万吨,2020年约为800万吨~900万吨。[关键词]燃料乙醇;发展潜力;分析[中图分类号]F407.2[文献标识码]A[文章编号]1673-595(20070)06-00-(04)近年来,随着中国石油消费量和进口量的增加,首期投资3000万元,设计燃料乙醇生产能力为2石油安全问题日益凸现。2005年中国石油消费量万吨/年,该生产线通过加工新鲜木薯生产燃料乙为3.46亿吨,净进口量1.63亿吨,对外依存度超过醇,有望到2008年实现年产乙醇20万吨以上40%。未来5-15年,中国石油消费将继续保持增二)燃料乙醇推广应用现状长态势。有专家预测,到2020年,中国石油消费量2001年上半年,中国开始推广使用乙醇汽油将达4.5亿吨~60亿吨,而国内供应量却只有18(10%乙醇+90%汽油),河南省的郑州、洛阳、南阳亿吨~2亿吨,缺口达2.5亿吨-4.2亿吨。与黑龙江省的哈尔滨、肇东5个城市成为首批进行要妥善解决中国的石油安全问题,除了保证国车用乙醇汽油的使用试点城市。内外稳定的石油供应以外,中国必须重视发展替代2003年11月,吉林省在全国率先开始在全省石油。从世界范围看,发展得最好的替代石油是燃范围内封闭运行推广车用乙醇汽油。2004年下半料乙醇,这也是未来中国替代石油发展的重点。那年,辽宁、黑龙江两省相继实现了全省车用乙醇汽油么,中国燃料乙醇的潜力到底有多大呢?对此,本文封闭销售。2005年4月,安徽、河南加入封闭推广将进行专门研究。乙醇汽油、禁止销售普通汽油的行列,湖北9个地一、中国燃料乙醇生产及使用现状市、山东7个地市、江苏5个地市、河北6个地市也(一)燃料乙醇生产现状成为局部试点城市。到2005年底,上述各省、市辖“十五”期间,国家批准河南天冠、黑龙江华润、区范围基本实现了车用乙醇汽油替代其他汽油(军吉林燃料乙醇和安徽丰原4家企业生产燃料乙醇,队特需、国家和特种储备用油除外)。2005年,上述目前这4家企业的设计生产能力为160万吨/年,地区使用乙醇汽油总量达到1000万吨,乙醇替代2005年生产燃料乙醇130万吨左右。汽油量达到100万吨,由此节约原油进口近400除了以粮食为原料生产燃料乙醇以外,在广万吨。西和广东有一些企业以木薯为原料生产燃料乙二、中国发展燃料乙醇的制约因素醇。广西南宁市主要乙醇生产企业(1万吨以上)现阶段中国发展燃料乙醇面临很多制约因素,现有10家,分布在7个县(区)。而广东省内首条如原料因素成本因素、技术因素和市场因素等但燃料乙醇的工业化试制生产线已在清远市落户,从长期酽對的田最面料田素中国煤化工[收稿日期]20070CNMHG[作者简介]殷建平(1965-),男,江苏如皋人,中国石油大学(北京)⊥同冒理系王性,酮教,管理学博士目前,中国车用汽油的年消费量超过5000万粮生产燃料乙醇,用甘蔗生产燃料乙醇还是一片空吨,按10%的掺和比例,至少需要500多万吨的燃白。目前中国甘蔗年产量在8500万吨左右,仅产料乙醇。而4家定点燃料乙醇生产企业总设计生产食用酒精50多万吨。甘蔗是重要的糖料作物大致能力仅为160万吨/年,因此,仅靠现有的生产企4亩的甘蔗产量可制取1吨乙醇,而且蔗渣还可业,是远远不能满足需要的。鉴于燃料乙醇生产企用于制取生物柴油业具有良好的发展前景,前几年,燃料乙醇项目引起此外,通过改变糖厂现有煮糖生产工艺,也可以了很多地方政府的注意和重视,尤其是一些农业大糖厂废蜜或乙蜜为原料发酵制取乙醇。据测算,如省,像辽宁、内蒙古、广西和四川等,纷纷表示要建设果广西一半的糖厂采用上述生产工艺,乙糖蜜即可燃料乙醇工厂,一些省份已经开展了项目的招商引满足一个年产30万吨乙醇工厂的原料需求。资工作。(二)利用木薯生产燃料乙醇中国是一个13多亿人口的大国,解决13多亿木薯原产于非洲,淀粉含量高达35%以上,是人口的吃饭问题本身就是一个战略安全问题。因理想的制造燃料乙醇的原料。世界上最大的木薯生此,从长期看,不可能用大量的粮食生产燃料乙醇。产国泰国已经使用木薯生产燃料乙醇。使用木薯生十五”期间中国燃料乙醇项目是在1996-产燃料乙醇具有以下优势:1999年连续4年粮食总产量稳定在5亿吨左右,粮一是利用木薯生产燃料乙醇潜力很大。生产木食供过于求,粮食阶段性过剩并出现大量积压的情薯基本上不与粮食争地,广东、广西、福建、云南、湖况下提出的。据了解,那几年中国玉米年产量达到南四川等地都可以广泛种植。目前,中国的木薯种12800万吨左右,但玉米的年消费量仅有11000多植面积为100万公顷,木薯产量为2100万吨左右。万吨,平均每年超产约1000万吨。按生产1吨燃料有专家认为,中国木薯能生产出400万吨燃料乙醇。乙醇需要消耗3.3吨玉米计算,那几年中国以陈化仅种植木薯一项,就可以满足全国推广10%乙醇汽玉米为原料大约可以生产燃料乙醇300万吨。2000油的需要。年以后,中国粮食产量连年减产,产销出现缺口,粮二是利用木薯生产燃料乙醇具有显著的经济效食库存随之下降,近年来粮食产量已退回到10年前益和社会效益。利用木薯生产燃料乙醇具有成本低的水平,这是由中国人均耕地资源状况、农业生产形廉的特点。加工1吨燃料乙醇需要用玉米3.3吨,势所决定的,而不是阶段性的现象。按照现行最低价每吨900元计,需要2970元;用甘根据《中国环境状况公告》和《中国土地资源公蔗需要17吨每吨甘蔗160元,需要2720元;而用告》披露的资料,195-2003年中国耕地面积由木薯需要7吨,每吨木薯350元,仅为2450元。(211951亿亩减少为18.51亿亩8年共减少1亿亩,据测算,建设年产10万吨的木薯制取燃料乙醇年均减少1250万亩。随着城镇发展、道路与厂矿项目,每年需加工消耗70多万吨鲜木薯或28万吨建设、灾毁耕地、以及生态建设的退耕等多方面原干木薯片,年销售收入5亿多元,利税8000多万元因,中国耕地减少局面还将持续。根据粮食单产提可为农民直接创收2.5亿元,带动12万户农民增产高的幅度、耕地资源和粮食占总播比例等多因素分增收。同时,还可为社会提供数百个就业岗位,形成析和预测,2010年粮食产量将达到49亿吨届时,年运输量80万吨以上。021粮食缺口量将达到3500万吨。2因此,未来以粮有关研究结果表明,木薯作为燃料乙醇原料的食为原料生产燃料乙醇的潜力是有限的。综合效益居第二位。木薯具有适应性强、耐旱、耐贫发展燃料乙醇可供选择的原料来源瘠等特点,与其他作物相比,具有投入少,省工、省除粮食外,可用于燃料乙醇生产的植物和原料肥,可以间作套种等优势。还有很多,如甘蔗、甜菜、薯类等。据有关专家估算,长期以来,中国木薯生产不受重视,品种单中国的甜高粱、木薯、甘蔗等可满足年产3000万吨种性退化比较严重,种植粗放、单产量低,集约化程燃料乙醇的原料需要。其中,广西的甘蔗资源和木度低。目前,优良木薯品种单产一般在30吨/公顷薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙(2吨/亩)以上,如果大力推广良种,木薯总产量将醇的生产潜力,加起来超过2000万吨。大幅度提高。(一)利用甘蔗生产燃料乙醇中国煤化工~东,其中又以广世界燃料乙醇生产大国巴西主要以甘蔗为原料西CNMH生产燃料乙醇。中国目前主要用玉米、小麦等陈化SHYH甲,m口八薯种植,是中国木薯的主产区。广西木薯每年生产总量已达800万技术已较为成熟,并已在黑龙江、内蒙古、山东、新疆吨,木薯种植面积达400万亩。生产的木薯除了部和天津等地开展了甜高粱的种植及燃料乙醇生产试分作为饲料,大部分作为生产淀粉酒精的原料。广点,黑龙江省试验项目已达到年产乙醇5000吨。西既是全国木薯生产第一大省,也是木薯加工第一国内已经具备条件在黑龙江、内蒙古、新疆辽宁和大省,加工的淀粉、变性淀粉、酒精等系列产品,处于山东等地,建立甜高粱种植甜高粱茎秆制取燃料乙国内领先地位。醇加工的基地广西拥有旱地和坡地约200万公顷(3000万以甜高粱茎秆为燃料乙醇原料,每吨收购价亩)以上,适于发展木薯生产,发展空间比较大。广2000元,含加工费后,燃料乙醇成本低于3500元西农业发展规划提出:2008年广西木薯种植面积要吨。16吨甜高粱茎秆(中国北方平均4亩耕地的产达到50万公顷(750万亩)。届时木薯总产量有望量)可以制取1吨燃料乙醇。废渣还可以制取500超过1000万吨,其中,1/3以上的产量可用于生产公斤生物柴油。甜高粱制取乙醇仅用其茎秆,甜高酒精,可生产燃料乙醇50万吨以上。3粱籽粒仍然作为粮食使用(不用于发酵制乙醇)。广西省相关部门表示,通过科学种植可使该省因此,通过种植甜高粱生产燃料乙醇的前景是广木薯的年生产量达到2000万吨。据有关部门透阔的。露,未来5年,广西将建100多万吨的燃料乙醇生产(四)利用秸秆生产燃料乙醇能力,打造中国南方的“绿色油田”。从长远来看,粮食、木薯等只是中国生产燃料乙广西正计划在南宁和贵港兴建两个燃料乙醇生醇的过渡性原料还不足以改变中国整个能源结构。产基地,利用本地丰富的糖蜜和木薯资源生产燃料承担改变中国能源结构重任的,是在全国比比皆是乙醇。总投资预计超过10亿元的南宁和贵港乙醇的以秸秆为代表的植物纤维。无论是粮食还是木生产基地建成后的年生产能力将分别达到50万吨薯,在制造燃料乙醇过程中,使用的都是淀粉和蛋白和20万吨除满足本区使用外,还能大量供给其他质。而淀粉和蛋白质的生产最终还是要靠种植面积省区。来实现,因此始终会有车与人争地的问题。而利用而广东同样地处亚热带,也非常适合木薯种植。植物纤维来生产燃料乙醇就可以从根本上解决这近年来,广东也想用甘蔗和木薯“做文章”。不久个问题。前,一家以木薯和甘蔗为原料生产燃料乙醇的大型实际上,利用植物纤维材料生产燃料乙醇的可环保能源项目——广东燃料乙醇项目——在广州签能性问题,早就引起了世界各国科学家和政府的重约。该项目由中科院广州能源研究所、广东华灵集视。欧洲、美国的一些试验机构已经对此进行了多团有限公司共同研发,首期投资6.86亿元,设计年年研究。中国也在开展纤维素制取燃料乙醇的技术产燃料乙醇50万吨研究开发,现已在安徽丰原形成年产600吨的试验(三)利用甜高梁生产燃料乙醇生产能力。有专家认为:如果中国把秸秆、下脚料等甜高粱是粒用高粱的一个变种起源于非洲,在都利用起来,生产的燃料乙醇大概相当于中国一年非洲已有500多年的栽培历史,自20世纪70年代的石油用量。引人中国以后,很快引起了研究的热潮。根据安徽丰原中试的数据来看,大约6~7吨秸甜高粱的光合效率是大豆甜菜和小麦等作物秆可以生产出1吨燃料乙醇,这一数据还可能随着的3~5倍。实验结果表明,1hm2甜高粱每天合成技术成熟而下降。目前全国每年产农作物秸秆约7的碳水化合物可产酒精48L,而玉米只有15L,小麦亿多吨,其中作为农村燃料消耗2亿吨,若将其余5为3L粒用高粱为9L013”甜高粱不仅有高能作物亿吨用来生产乙醇可产乙醇7000万吨加上木材之称,而且也因其具有抗旱、耐涝、耐贫瘠、耐盐碱等工业下脚料,制糖造纸业下脚料和城市纤维垃圾,总特性而享有作物中的“骆驼”之美誉。它同普通高计可得乙醇8500万吨,比全国汽油消费总量粱一样,lhm2地也能结出30~7.5吨的粮食,但它还多。的精华不在于籽粒,而在于富含糖分的茎秆部分。虽然从理论上用秸秆生产燃料乙醇的潜力很为了扩大生物燃料来源,中国已自主开发了以大,但要将潜力变成现实,还有很长的路要走。由于甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术。科技部国秸秆中国煤化工,用秸秆生产燃家“863计划”支持的“甜高粱茎秆制取燃料乙醇”料乙醇CNMHG主要产粮区因项目提供的甜高粱品种种植技术和燃料乙醇加工为秸秆牧果中,成个相刈比牧低。四、未来中国燃料乙醇生产潜力分析可以达到100万吨/年。(一)以粮食为原料生产燃料乙醇(四)以甜高梁为原料生产燃料乙醇中国人口众多的现实,决定了未来中国不可能虽然国内已在多个省份开展了甜高粱种植及生有大量的粮食用于生产燃料乙醇。国家发改委已明产燃料乙醇的试点工作,但要真正形成大规模工业确表示,“十一五”期间,国家对燃料乙醇的粮食消化生产能力还有漫长的路要走。用甜高粱制取燃耗量控制在1000万吨以内(折合乙醇生产量约为料乙醇涉及到甜高粱的种植和收购生产技术的开300万吨)。因此,未来中国以粮食为原料生产燃料发、生产设备的研制、工厂的建设等诸多问题预计乙醇的总潜力约为300万吨“十一五”期间,不会形成大规模工业生产能力,到(二)以木薯为原料生产然料乙醇2020年,经过15年的努力,生产能力力争达到50如前所述,广西计划在未来5年形成100多万万吨~100万吨吨的燃料乙醇生产能力,广西利用木薯生产燃料乙(五)以农作物秸秆为原料生产燃料乙醇醇的潜力是巨大的,仅南宁市的木薯燃料乙醇生产虽然专家开展了秸秆制取燃料乙醇的技术研潜能就有200万吨左右。目前南宁市已经引进中究,并已在安徽丰原形成年产600吨的试验生产能粮集团相关项目,计划在西乡塘区建一个年产20万力。但是,以农作物秸秆为原料生产燃料乙醇涉及吨乙醇的工厂。此外,南宁市作出木薯燃料乙醇的到秸秆的收集、生产技术的开发、生产设备的制造生产规划:在武鸣县一马山县一带布局30万吨,在工厂的建设等诸多问题,预计“十一五”期间,不会江南区一良庆区一带布局30万吨横县一宾阳一上形成大规模工业生产能力到2020年,经过15年的林一带布局20万吨,在隆安一西乡塘区一带布局努力,生产能力力争达到50万吨~100万吨20万吨,在邕宁区布局10万吨,其他县区布局综上所述,预计到2010年,中国燃料乙醇的生万吨,共120万吨。预计到2010年,广西以木薯为产能力将达到300万吨(生产和使用量将达到200原料的燃料乙醇生产能力有望达到100万吨,2020-300万吨左右),到2020年将达到800万吨~900年有望达到200万吨。万吨,见表1广东省内首条利用木薯生产燃料乙醇的工业化表1未来中国燃料乙醇生产潜力测算表万吨/年试制生产线已在清远市落户,该项目有望到2008年燃料乙醇2010年2020年实现年产乙醇20万吨以上。另外,广东燃料乙醇项原料种类生产能力实际使用量产能力目已经在广州签约该项目首期投资686亿元,设粮食计年产燃料乙醇50万吨。预计到2010年,广东的燃料乙醇生产能力有望达到50万吨,2020年有望甜高粱达到100万吨。农作物秸秆50~100通过以上分析可以得知,如果仅考虑广西和广200-300800-900东两个省份,到2010年中国利用木薯生产燃料乙醇[参考文献]有望达到150万吨/年,到2020年有望达到300万[1]黄诗铿.中国燃料乙醇原料应走多元化[冂.中国科技论吨/年坛,2005(6)(三)以甘蔗为原料生产燃料乙醇[2]张爱林.木薯制燃料乙醇有钱途[EB/OL].[2006032005年6月17日,广西省百色市右江区人民16].http://www.ce.cnv/cysc/ny/xny/200603/16/政府与广西万嘉糖业公司签约,投资5亿元建设日200603166388395 shtml榨甘蔗50吨新糖厂和年产30万吨的燃料乙醇[3】刘兆林,等高梁生物能潭一未来能源的希望[厂的项目。如果再考虑其他厂家的投产,以及通过加工技术,2005(6):3435.改变糖厂原有的煮糖生产工艺,以甘蔗为原料生产4]杜凤光,冯文生,燃料乙醉发展现状和前景展望[J现代化工,2006(1):69燃料乙醇的潜力约50万吨~100万吨。预计到[责任编辑张岩林]2010年经过努力可以达到50万吨/年,到2020年中国煤化工CNMHG