论国内发展燃料乙醇的优势及前景

中外能源第11卷第1期CHINA FOREIGN ENERGY2006年2月↓可替代能源p论国内发展燃料乙醇的优势及前景张晓阳(河南天冠企业集团有限公司,河南南阳473000摘要燃料乙醇是世界范围内新兴的替代能源之一。介绍了燃料乙醇的清洁性以及巨大的市场潜力,分析了国内发展燃料乙醇工业的优势及前景,并指出燃料乙醇是油品品质改良剂关键词燃料乙醇可替代能源油品1前言质。它既卫生,又安全,可广泛地应用于食品、饮料能源是人类生存和发展的基本需求。随着社会医药、香精、香料等领域,渗透到了人们生活的各经济的持续高速发展,用以支撑社会进步的一次能方面。它还是一种优良的化工基本原料,从精细化源的代表——石油,已成为现代文明赖以生存的工、有机化工到石油化工,都有着广泛的用途。同血液”。然而,地球上的一次资源是有限的,并且已时,它又是一种难得的清洁、方便、安全的能源。所呈逐渐枯竭之势。据联合国能源组织多次评估,再有这些特性,促使了乙醇成为目前世界上可再生资过50年左右,地球上的石油储量大工业化开采将源研究的重点方向趋结束。我国的时间将更短,据专家预计只有30年2.2乙醇未来的3大市场方向左右。能源短缺已是现代社会面临的一个重大问2.2.1车用燃料题。为了寻求替代能源,几十年来,人们作出了不懈主要指乙醇汽油和乙醇柴油,即燃料乙醇市努力,通过大量的研究、对比和实践,来寻找可方便场,也是近期(10年内)容量相对于以后较小的市场制取、使用的可再生能源。近些年来,许多人都把目我国约1000×10t/a)。美国政府已制定了一个大力光又集中在传统产品乙醇上来。21世纪,燃料乙醇发展燃料乙醇的计划:到2011年,将汽油中(不包括将会成为主要的新兴能源之柴油)燃料乙醇用量由15×10gl/a(约450×10t/a)至2对乙醇将形成新兴产业的基本认识少提高到4×10%gla(约1360×10ta)2.1乙醇是可再生的无限闭路循环的清洁物质2.2.2燃料电池的燃料乙醇和植物(包括粮食)一样,是太阳能的一种在低温燃料电池诸如手机、笔记本电脑以及新转化形式。植物通过光合作用,产生生产乙醇所需代燃料电池汽车等可移动电源领域具有非常广的基本原料,在生产和消费过程中,又全部分解为的应用前景,这是乙醇的中期市场(10-20年内)。植物光合作用的原料,周而复始,永无止境。进一步乙醇目前已被确定为安全、方便、较为实用、理想的讲,植物光合作用的主要产物为六碳糖,六碳糖是燃料电池燃料。乙醇将拥有新型电池燃料30%~纤维素和淀粉的基本分子。在生产乙醇的过程中六碳糖中的两个碳转化为二氧化碳,四个碳转化为乙醇。乙醇做为能源经使用消费后,又转化为四个作者简介:张晓阳,高级经济师,1996年毕业于河南大学经济管理研究生班,获硕土学位。现任中囯酿酒工业协会副理事长、酒二氧化碳回归自然界。这六个二氧化碳分子经光合精分会副理事长中国煤化工事长,是第十作用,又原封再合成一个六碳糖,就这样永远闭路届全国人大代表§企业家,享受地在大自然中循环。国务院国家特殊CNMHG工的研究开另一方面,乙醇又是一种兼具多种功能的物发及管理工作第1期张晓阳.论国内发展燃料乙醇的优势及前景107%的市场份额,市场容量将达到近期市场的3倍都是不安全因素。由于我国历史上曾长期受到粮食以上(主要是纤维原料乙醇)短缺的困扰,国家上下对缺粮的严重威胁刻骨铭2.2.3成为以乙烯为原料的石化工业的基础原料心,久而久之,便形成了传统思维定式的以粮食短在未来20年内,由于石油资源的日趋紧张,再缺为内涵的粮食安全概念。相反,对于另一面,由于加上纤维质原料生产乙醇的大规模工业化,成本相粮食阶段性过剩带来的不安全,却很少提及并认真对于石油原料已具可竞争性,乙醇将顺理成章地进研究。没有有效加工转化能力和转化方向支撑的粮入石化基础原料领域。乙醇生产乙烯的技术目前是食生产同样是不安全的。成熟的,我国的市场容量至少在2000×10/a以上。要确保国家粮食安全,既需要切实保护粮食生2.3新技术将突破粮食生产乙醇的传统概念产能力,以求在需要的时候能够保证在最短时间内更值得一提的是,随着现代科技和基因技术应增加粮食总生产量;又需要拥有可控、巨大、稳定的用于乙醇生产研究领域,已使乙醇生产取得了突破粮食转化能力和转化方向,以求在农业部门稳定提性进展:快速转化木糖的酵母已经问世,使单用粮高劳动生产率的情况下(这在我国尤为重要),可以食生产乙醇而存在的资源贫乏的困扰,岀现了大的迅速消化过剩粮食,支持农民完成扩大再生产,形转机。纤维质原料生产乙醇正在成为现实,其经济成“增产一消费一刺激再生产”的良性循环。也就是性也开始逐步显现。最近美国公布,其纤维乙醇的说,在农业生产力水平有了质的提高的情况下,必成本取得突破,降至1.2美元/gl(比粮食乙醇只高须有相应的加工转化能力给予支撑和保障,这样才10%左右)。估计再经过10年左右的努力,纤维质生能真正保证粮食安全。在这一基础上,逐步形成灵产乙醇将完成大工业化。纤维质是地球上资源量最活的市场机制,充分利用国内和国外两种资源、两丰富的可再生资源,可以说是取之不尽,用之不竭。个市场来调控粮食供求平衡,真正实现确保粮食安据测算,我国每年仅农田桔杆资源的一半转化为乙全。纵观当今发达的农业国,走的都是这么一条路醇,就将超过年汽油消费量的1.2倍以上。欧美等农业资源大国对粮食的加工转化能力均为因此,在21世纪前30年左右的时间内,随着粮食生产能力的60%~70%,而我国目前只有20%石油资源的日益紧缺和乙醇生产技术的革命性突左右。确立这样一个全面、正确的粮食安全观念对破,乙醇将形成新兴的产业,完全符合国际社会的于我们当前所处的阶段是非常重要的,它可以从根可持续发展”和“绿色经济”发展的总趋势。本上为拓宽粮食加工转化领域提供依据。3燃料乙醇生产与国家粮食安全作为促进农业产业化的载体,燃料乙醇产业是3.1用发展的眼光看待国家粮食安全观促进综合保障粮食安全问题的有效途径之一。发展当前,困扰中国的粮食问题,已经不再是传统燃料乙醇产业会带动一系列相关产业的发展,可以的由于生产力水平低下而经常岀现的供给短缺的有效扩大粮食转化的方向,调整产粮结构,刺激粮问题。当前中国的粮食问題,一方面是粮食供给的食生产,逐渐建立一个新的农产品转化市场,促进品种结构和质量水平不能适应变化了的市场需求农业生产的良性循环,进而可得到一个长期、稳定市场上出现了过剩和短缺并存的现象;另一方面主可控的粮食转化市场,保障粮食安全,增强和巩固要是农业生产力水平得到质的提高而出现的阶段加入wTO后我国粮食生产的基础地位,为实现农性过剩,又没有相应的转化方向所造成的粮价下业产业化走出一条新途径。跌,谷贱伤农的问题。这是当前中国粮食生产及整3.2燃料乙醇的生产过程既是劣质粮食转化过程个农业生产所面临的主要矛盾,也是新形势下粮食又是优质蛋白质的生产增值过程安全问题的症结所在燃料乙醇有一个业外人士不十分了解的极具自20世纪90年代以来,我国粮食的总供给经优势的生产特性,就是在生产过程中只消耗粮食中历了“多一少一多”的曲折过程,并由此引发了粮食的淀粉,同时对中国煤化工是一个浓缩价格的“过低一暴涨一过低"现象。应该明确这样一过程,并使不易HCNMH〔质酵母蛋白个观点:粮食过多而不被转化与粮食短缺供应过少的过程。也就是说,燃料乙醇的生产过程也是优质中外能源CHINA FOREIGN ENERGY2006年第11卷高蛋白饲料生产的过程,是饲料蛋白资源的增值优500×10t燃料乙醇,同时联产500×10 PIDDGS饲料化过程。以传统的玉米原料生产酒精为例,每生产再回到饲料市场,它的饲养价值(优质蛋白质总量)lt酒精约需要3.3t玉米,同时可生产 ltDDGs蛋自与1500×10t粮食相比,不但不会减少,反而得以增饲料(可溶和不溶性干酒糟的总称)。DDGS饲料是加,这不会影响到粮食安全,更不会影响到粮食安国际市场公认的优质蛋白饲料,蛋白质含量达30%全的核心即囗粮安全(每年约28×10%/a),同时又促左右,富含氨基酸、维生素和矿物质,是优良的配合进饲料工业和养殖业的现代化进程。这样通过逐步饲料原料。调整粮食种植结构,依靠发展优质粮来解决口粮问可以说,经过酒精发酵中酵母的消化、吸收、代题,发展饲料专用粮和加工专用粮来解决饲料工业谢后,原料中的蛋白质实现了优化增值(部分普通和加工工业用粮问题,把饲料粮和加工用粮的生产蛋白转化为优质酵母蛋白),消化吸收率得以提高,从传统的粮食生产系统中分离出来。根据养殖业饲饲养价值得到提升。这一业外人士很少知道的优异料多元化、营养构成合理化要求(增加蛋白饲料供特性,也是燃料乙醇能大规模综合利用和生产的重给),结合乙醇生产,建立新型饲料生产体系,以确要因素之一。国外燃料乙醇工厂的业主一般都为农保畜牧业的快速发展场主或畜牧业主,原因也就在这里现阶段,燃料乙醇生产原料主要是陈化粮,陈再说畜牧业,我国畜禽产量的80%来自农村化粮问题解决后,燃料乙醇生产应立足于粮食主产大都基本沿用传统粗放的毛粮饲养方式,资源利用区,作为调节市场供求的一种手段(以消耗低品质率低,效果不经济。如果能把这些直接饲喂的粮食粮食为主),纳入到粮食生产、消费和饲料生产、消加工成配合饲料,至少可以增加饲料量20%。据专费的产业循环中,它只会促进和保障粮食生产和粮家统计,还依据毛粮饲养所需的等量粮食,如果用食安全。同时,还可以积极发展木薯、红著、甘蔗、甜现代化饲料生产供给不同类型的配合饲料,即使不高粱等不与囗粮(小麦、稻谷)生产争地、争水的高用改造成为规模化养殖形式,也完全可以在现有基产、高糖或耐旱、耐盐碱的代粮经济作物,为生产燃础上再增产480×10-~-640×10t猪肉(活重)。这个增料乙醇开发更多的原料储备产量相当于节约了1700×104~2000×10t饲料粮。另从发展的眼光看,最终解决燃料乙醇大量使用方面,随着人们生活水平的不断提高,肉、蛋、奶时的原料问题将转向纤维,依靠生物技术、基因技的消费比重越来越大,我国的畜牧业必定会快速发术等高新技术的发展,通过筛选种植高能、高产生展,落后粗放的饲养方式必将为现代科学的饲养方物资源,利用我国大量的农业废弃资源(桔杆)和工法所替代。我国目前每年饲料用量约为1.5×10%/a,业废弃物资源(我国每年的农林废弃物有近10今后将会更多。结合乙醇的生产特性,从社会资源10%t,工业纤维废渣数干万吨),开发和实现利用纤配置角度,国家完全可以通过宏观调控和市场机维质生产酒精技术的产业化(大约需10年左右),可制,把用来直接做饲料旳粮食资源,先生产燃料乙以为燃料乙醇生产提供取之不尽、用之不竭的可再醇,然后使副产物DDGS再回到饲料市场。这样,饲生植物原料。料的蛋白总量非但不会减少,反而会得到很大的改4燃料乙醇的正确定位善和提高。社会资源得到了有效的综合利用,这也4.1燃料乙醇是优良的油品品质改良剂,不是“油”符合新型工业化原则的要求。乙醇具有许多优良的物理和化学特性。燃料乙33合理宏观资源配置,乙醇、饲料联产,不会对粮醇按一定比例加入汽油中,不是简单作为替代油品食安全生产产生负面影响使用而这种认识和宣传是大错而特错的。燃料乙以我国近期的汽油需求来看,汽油的消费量在醇是优良的油品质量改良剂,或者说是増氧剂。它5000×10/a以下,以全部使用乙醇汽油(El0)计算还是汽油的高辛烷值调合组分。它是和我国石油行约需500×10t/a燃料乙醇,大约需要1500×10t/a粮业在20世纪中国煤化工贡量才开始食(低品种的大路货即饲料粮部分,非口粮),也就是发展的MTBEHCNMHG曾氧效果比说毎年有计划地从饲料粮里拿出来10%,先生产MTBE要好1倍。美国法定的汽油改良剂有3种第1期张晓阳.论国内发展燃料乙醇的优势及前景109TBE(甲基叔丁基醚)、乙醇和ETBE(乙基叔丁基担责任,治理污染,而不是愿与不愿的问题。使用乙醚)。2002年,美国能源部在给我国介绍燃料乙醇使醇汽油是有效的降低污染措施,利己利民,简单有用经验时,还庆幸我国MTBE刚刚起步,就选择了效,何乐而不为呢?用燃料乙醇来替代的路子。美国走了20年MTBE其三,大力推广乙醇汽油的国家,大都是农业的弯路之后,现在又回过头来再走乙醇代替MTBE资源国,大都是把它作为一个经济政策来使用,以的路子。乙醇汽油之所以可以改善尾气污染,改善支撑庞大的农业生产。我们可以非常实际地结合国动力,根本的原理就是乙醇里所含的内氧,部分地家当前对“三农”问题的重视程度和全社会对“三补充了汽油在油缸内燃烧外界供氧不足的问题,另农”问题的关注程度,借鉴巴西、美国政府当时非常外又较好地解决了汽油的高辛烷值组分问題,“两流行的一个宣传口号,“为了农民兄弟,请使用汽油好合一好”,使乙醇的物理化学特性得以充分发挥醇(乙醇汽油)!”,既客观、实际,又体现亲情,情系4.2乙醇汽油是无铅汽油的升级换代产品农民,既宣传了政策,明确了诉求,又充满了人情实际上,尽管我国2000年才全面推广无铅汽味,提高了社会各方的认同度。油,2001年才在北京、上海、广州三市推广新配方5燃料乙醇的经济性汽油(添加MTBE的清洁汽油),但在国际上,无铅汽5.1燃料乙醇的财政补贴油早已被以MTBE及乙醇为添加剂的新配方汽油现阶段,燃料乙醇的生产成本较高.燃料乙醇所代替。也就是说,新配方汽油是我国现用的无铅的价格高于汽油价格,含乙醇的燃料如与纯汽油相汽油旳升级换代产品。添加乙醇的汽油,囯际上称ˆ同的价格在市场上销售,需要政府对乙醇的生产进为“增氧汽油”或“含氧汽油”,一般根据MBE、乙行财政补贴或税收方面的优惠。但补贴并不是说乙醇是单独使用或混合使用,有一系列灵活的配方,醇生产的经济性差所以又称为新配方汽油。汽油里加入10%的乙醇首先,国家对燃料乙醇的补贴是一种“多贏”之油品的含氧量可达到3.5%,辛烷值(我囯的汽油标举,起到一种“先予后得”的调控效果。燃料乙醇在号)可提高近3个标号,又降低了油品的芳烃及烯我国是一个空白的产业,为了建立一个稳定、可控烃含量.使油品的燃烧性能、动力性能和环保性能的粮食转化方向.以“先予”扶持一个产业.用以支均得到了改善撑粮价,带动粮食生产和农民增收,同时创造大量4.3推广乙醇汽油的策略就业机会,并拉动内需、带动相关的流通环节,最终首先,要明确乙醇汽油是无铅汽油的升级换代给国家财政带来收益。按我国毎年生产400×10tJa产品,是增氧汽油。减轻消费者旳乙醇汽油是低档燃料乙醇推算,可拉动160亿元以上的直接消费,货代用品等的误解,这符合我国的国情,特别是广可创造约50万个就业岗位。美国为了推广乙醇汽大的司机师傳,一般中学文化水平者较多,增氧有油,政府给燃料乙醇生产的补贴为54美分/sal(合助于燃烧的基本常识大家都是有的,不用多解释都人民币1488元/),在政策上提供了强有力的支持。理解和认同其优越性。所以在我国直呼其为增氧汽以1997年为例,美国全年共生产了燃料乙醇近油在我国的适应度会高,接受理解的程度高,效果500×10t,使用、转化了1600×10t以上的粮食,为社也就好。国家标准的名字也可改为“车用乙醇增氧会提供了20多万个就业机会,扣除当年免税补贴汽油”,简称“增氧汽油”,并在标准中依法强制规定之后,联邦政府的税收净増36亿美元增氧剂只允许使用乙醇”的条款。其次,国家对燃料乙醇生产环节所实行的财政再者,目前城市大气的主要污染源是汽车尾补贴,不应视为财政支出中的增量补贴.是我国在气。城市居民人人身受其害,应唤起民众自身保护加入wTO前对粮食出口补贴的一种合法代替和置的意识。一方面是政府重视,立法建制,并直接投换。在加入WTo前,为鼓励出口,国家对粮食出囗资,从宏观环境上进行治理;另一方面,造成污染的进行直接补贴中国煤化工加入wTo人(或法人)也必须履行社会责任。按现行法规的要后,世贸规则HCNMH(食出囗进行求,谁污染谁治理,拥有汽车的人,理所应当地要承补贴,我国政府对此也已做出承诺。参照西方发达中外能源l10CHINA FOREIGN ENERGY2006年第11卷国家的做法,通过对粮食加工生产企业进行补贴,行业后来准备发展的MTBE,也都是为了解决汽油可以合理合法地绕过这一规则,起到原有补贴政策的高辛烷值组分资源不足的问题。我们已经接受了的效果。拿原来的玉米出口为例,每出口1t玉米,美国的教训,已经确定了不再发展MTBE的产业政国家财政直接补贴386元,地方补贴30~50元不策,那么只有发展乙醇这一最好的选择。我们可以等。燃料乙醇对粮食的消费和岀口性质是一样的,单从全国汽油品质提高所需高辛烷值组分的量来生产lt燃料乙醇约需3.5t粮食,现核定的燃料乙配套发展,用量也是很大的。比如说我们参照美国醇补贴值约为1200元/,从补贴值上算,同直接与现行的一些配方,在汽油中只加入7.7%的乙醇,也粮补相比,财政上还可节省约80元A粮左右。可以加5.7%的乙醇和5%的MTBE混合(均属新配5.2燃料乙醇的综合经济效应方汽油),年需求量至少在200×10v/a以上。这样,既首先,燃料乙醇有着巨大的环保效应,随着它解决了高辛烷值组分的紧缺,又节约了大量进口的的推广,可以大量节省大中城市治理空气污染的费外汇支出用。北京市每年用于治理空气污染的费用需几十亿5.3燃料乙醇目前定价的调控空间元,而现在空气污染的主要来源是汽车尾气。据环最后,需要特别指出的是,我国目前燃料乙醇保部门检测,北京市空气污染60%~70%是汽车尾的定价没有反映它应有的价值,扭曲了它本可更好气造成的。而尾气治理重点要在“油”上下功夫,只的经济性一面。我们目前对燃料乙醇的定价,是参有这样针对性强,效果才好。单使用乙醇汽油一个照90号汽油的中准价执行的,这在试点推广时期,措施就可使尾气污染减少1/3,而需要的补贴值只为了提高石油部门的积极性,是可行的。但从长远有1.5亿元左右。来看,还是要和国际接轨的。国际上多数国家是把再次,对于石化行业发展来说,燃料乙醇具有燃料乙醇和MTBE一样做为添加剂来定价的。美国巨大的需求又是十分有利的。我国汽油的品质的提当前汽油、MTBE、乙醇大致的平均不含税批货价为高和石化产品(化纤)的发展,目前都受到石油中高200美元、280美元、480美元/t(含政府补贴160辛烷值组分的制约。提高油品质量,需要高辛烷值美元,扣除后为320美元左右。美国59个城市毎天组分(如重整油),而发展化工和化纤(如聚酯纤维和发布该比价)。也就是说,汽油价