建立我国甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制探讨

甘蔗糖业2008年第6期 Sugarcane and Canesugar2008年12建立我国甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制探讨钮公藩(广西糖业研究发展中心,南宁530001)摘要针对我国糖业长期存在糖价剧烈波动严重影响整个糖业健康有序发展这一重大的问题,提出广西应建立甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制,自主调节食糖产量,控制糖价在一个合理的区间,使我国糖业发展实现长治久安。并提出了联产方案、经济效益分析、相应的政策措施和建议关键词糖价;调控;甘蔗;多元化利用;燃料乙醇经常出现这样的情况,广西甘蔗丰产,全国0前食糖增产,糖价应声下跌。甘蔗稍一减产,食糖供应偏紧,糖价立即恢复至合理价位。如1999年近几年来,广西糖业的发展尤为迅猛,食糖12月22日-26日,我国南方甘蔗产区突遭大面产量已近全国总产量的三分之二,广西的食糖产积霜冻灾害,带来可预见的食糖减产达150万t量不但左右广西的糖价,也极大地影响全国食糖糖价(每吨,下同)立即从一直低迷的1860元反市场。为了促使广西蔗糖业的进一步健康发展,弹至2500元,2个月后上升至3000元,到2000应立即推进甘蔗多元化利用,实施产糖和产燃料年8月底升至4100元,随后,从2001/02年榨季乙醇的联动机制,灵活、快速、自主调节食糖产起两年增产,糖价又重归趺途,2003年8月中旬量,维护食糖市场的产销平衡,恢复和稳定合理跌至2000多元.到了2005/06年榨季,由于过去的糖价,切实保护广大农民和制糖企业的利益,连续两年干旱,以及消费量的增加,在国际糖价使广西糖业得以健康、协调、可持续发展的带动下,糖价再度飚升,到2006年2月涨至5450元,随后连续两年甘蔗大增产,广西产糖从1调节食糖产量的重要性和紧迫年产50多万吨跃至206107年榨季的100万t,性糖价又跌至3785元,2007/08年榨季又剧增至900多万吨,糖价最低跌到3100元(见图1)自1991年我国食糖市场价格放开后,糖业存以2005/06年榨季为例,广西产糖539万t在的最大问题就是食糖产量无法调节,产销稍不这是糖价最高的一年,糖业的税收为20亿元,利平衡便使糖价波动很大。17年来,糖业发展几经润为43亿元,每吨糖的年均销售价为4314元大起大落,糖价急剧波动。其间,白砂糖的年均而2006/207年榨季产糖708万t,较之上一榨价格最低为毎吨1652元,最高为4814元,相差季增产近200万t,税利不增反降(税为19.94竟达3倍。其中2000元以下有一年,2000-3000亿元,利润为42亿元),每吨糖的销售价为3785元有8年,300~400元有6年,4000元以上仅元,降低了530元。按708万t糖量计,销售收有2年。糖价长期在低价位运行,有5个榨季发人减少38亿元如按2007/08年榨季的食糖产量生全行业亏损,出现大量蔗款白条,陷入了“糖及糖中国煤化工糖价的水平相比丰伤农”的困境,极大地损害了蔗农,糖厂和地销個CNMHG差额巨大方财政的利益。按照我国的物价总体水平和消费者的承受能钮公藩建立我国甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制探讨力,现阶段合理的食糖价位应当在每吨4500元,收的潜力.广西近年来的食糖产量基数和占全国甘蔗收购价应达到每吨300元以上我国长期以总产量的比例越来越大,提高和稳定糖价的重要来低迷的食糖价格还有上升的空间,蔗农还有增性越显突出和迫切09453996%胸9990001010000460500606m榨图11993-2008年广西食糖产量及价格走势图图注:①在连续3个榨季减产后,1994/95年榨季全国的产销缺口高达200万t,1995年3月上旬,糖价创历史新高470元/t;②1995/96年榨季国内食糖增产,走私糖大量涌人,糖价先抑后扬,1996年10月中旬反弹至4520元/t时已是强弩之末;③连续增产、蔗价下调、糖厂亏损,糖价最终积重难返,从1996/97年榨季起连续3个榨季逐年下滑,于1999年12月下旬跌至10年来的最低点1850元/t;④199年末,出现百年一遇的霜冻,连续两年减产,糖价走出低谷大幅扬升,于2001年4月下旬涨至4420元/t;③2001/02年榨季起连续两年逾200万1的增产及非典等因素的影响,糖价重拾跌途,于2003年8月中旬跌至2090元/t;⑥干旱导致连续两年减产、消费增加,糖价再度上涨,至206年2月上旬涨至5450元/t;⑦2006/07、2007/08年连续2个榨季甘蔗特大增产,但糖价一路下跌,至2008年5月,最低下滑到3100元/t为了对市场作一些调控,每年榨季期间国家2目前广西缺乏调节食糖市场产采取了临时收储一小部分(几十万吨)食糖的措销平衡的有效手段和措施施,虽可以缓解糖厂在生产期资金集中支付的压力,对避免低价抛售食糖起到一定的作用,但这广西地处亚热带,是世界上为数不多的极宜仅是调节销售时间和平衡年度内的食糖价差,而发展甘蔗生产的地区之一。大力发展糖业,把糖食糖的总量没有发生变化,整个年度的产销平衡业做强做大是广西经济发展的重要内容和既定方问题不能得到根本的解决。针.由于广西甘蔗90%种在旱坡地上,从比较效过去一直在考虑发展食糖深加工的产品以消益而言,发展甘蔗生产对农民和地方财政收人的化一部分食糖,如生产低聚果糖等产品。但这些增加是最有利的.因此,如要大幅度减少种蔗面产品至今的市场容量极小,对产量的调节根本无积,至少目前还没有哪一种大宗的经济作物可将济于事其取而代之甘蔗产量除了决定于播种面积也受到干旱、3调节食糖产量最有效的手段是霜冻,病虫害,洪涝、台风等诸多因素的影响,用部分甘蔗生产燃料乙醇产量不容易准确预报。甘蔗是宿根性3年以上的作物,种植的惯性很大,不像其它农作物那样能中国煤化工价格不断攀高随市场变化及时调整,而是严重滞后,政府采取为减,出于对环境保护措施进行调控往往难以奏效的考虑,我国上马了一批(4间厂)以玉米、小甘蔗糖业2008年第6期 Sugarcane and Canesugar麦等粮食原料的燃料乙醇项目(年产量102万t)我国生物质燃料乙醇产量占世界第3位,目几年来的运行,出现了成本居高不下、影响国家前的产量是100万t左右,主要原料是玉米、小粮食安全的问题,有关部门现已转向发展非粮原麦和木薯(占很小部分)料燃料乙醇。国家发改委《可再生能源发展十一3.2甘蔗是生产生物质乙醇最理想的原料五规划》确定到2010年全国生物质燃料乙醇产量甘蔗具有固定太阳能理想的组织结构,生物为300万t.如此巨大的市场需求量,给广西丰质产量最高,可发酵糖最多,生产乙醇的效率高富的甘蔗资源转产燃料乙醇提供了一个广阔的用于其它农作物。甘蔗乙醇的生产工艺较其它生物武之地质原料(玉米、木薯等)简单,蔗汁可直接发酵3.1世界生物质燃料乙醇生产情况而玉米、木薯等是利用淀粉生产,需经粉碎、糊巴西和美国是生物质燃料乙醇两个主要生产化和添加淀粉酶水解后,才能进入发酵。甘蔗乙大国。上世纪七十年代发生世界石油危机,美国醇可提供为数不少的甘蔗渣这一清洁型再生能为减少对进口石油的依赖,用玉米生产燃料乙醇.源,可做到能源自给,不像其它淀粉原料要消耗2004/05年度,美国玉米产量约3亿t,占世界产大量高污染的化石燃料量的40%,人均占有量有1t(是我国人均占有量3.3甘蔗燃料乙醇的经济性分析0.1t的10倍)用4200万t(占总产量的14%)下面以我国已用及拟将用作燃料乙醇的生物产燃料乙醇1300万t,燃料乙醇的消费量占全部质原料一6种农产品(玉米、小麦、木薯、甘蔗、汽油消费量的20%。近年来大量用玉米产燃料乙马铃薯和红薯)进行分析对比,采用的数据是以醇是诱使世界粮价高涨的重要原因之一,引起人各自的主产区2007年度的平均数为依据们对粮食燃料乙醇的严重忧虑3.3.1甘蔗乙醇的单位土地面积产出率最高巴西在上世纪70年代石油严重短缺。石油危表1是我国各种农作物的单位面积乙醇产出机迫使巴西大力发展甘蔗生产燃料乙醇。近年来量,从表中可看出,甘蔗的乙醇产出率最高,分巴西石油已自给,但仍用甘蔗生产燃料乙醇来调别是玉米和木薯的2.55倍和1.71倍。节约土地节食糖生产量,控制供需平衡,减少受国际糖价对耕地资源极其紧张的我国来说尤为重要。大幅度波动的冲击,保护本国的蔗糖产业,3.3.2甘蔗乙醇的原料成本最低2005/06年生产期巴西产乙醇1600万t,占世界表2是各种农作物生产乙醇的原料平均成本乙醇产量的43%,出口量占世界乙醇出口量的40对比%。用甘蔗生产燃料乙醇的比例逐年提高3.3.3甘蔗的单位面积收人最高以上的甘蔗是用于生产乙醇表3是各种农作物单位面积收入对比表1各种农作物单位面积的乙醇平均产出量对比作物产量糖、淀粉序号农作物t/hm2)折糖吨原料产单位面积乙醇产参照地含量(%)含量(%)乙醇(t)量(t/hm2)(省.区)扌蔗14.590.070广西红薯24.1522.003.03木薯19.5029.70马铃薯17.5518.5020.350.1216.0070.40吉林小麦66.00中国煤化工河南注:①淀粉折糖系数,综合按1.1计算;②每公顷(hm2)等于CNMHG钮公藩:建立我国甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制探讨表2各种衣作物生产乙醇的原料平均成本对比序号农作物吨乙醉耗原料原料单价原料总价扣减副产品收益实际原料成本G元/t)(元/t乙醇)元/t乙醇(元/t乙醇)甘蔗900蔗渣)木薯红薯8.0马铃薯8.3550玉米3.31750-960(蛋白饲料)小麦3.3155051155115注:①14.5t甘蔗可产蔗渣(含水分50%)3.4t,价值900元②每吨玉米乙醇可产酒糟蛋白饲料(DDs)近1t,收人960元表3各种农作物单位面积收入对比序号农作物原料单产(t/hm2)原料单价(元/t)原料总收人(元/hm2)参照地(省、区)甘蔗68.7018900广西红薯24.15河南玉米6.001750105003456马铃薯木薯48093601550河南注:此处的收入指毛收入,没有计算投入的物耗及劳力,仅作一个粗线条对比综上分析,在我国用甘蔗生产乙醇,无论是植面积不再单纯受糖价波动的影响,稳定甘蔗价在生产成本、土地占用率和农民收入等各项技术格,切实保护农民的利益,使广西糖业得以可持经济指标方面都优于玉米、木薯等其它农产品。续发展。届时,广西不但是我国最大的食糖主产而且,就真正意义上来说,只有甘蔗才是属于非区,也将是燃料乙醇的最大产区粮农产品。就广西而言,甘蔗与木薯相比,甘蔗4.1食糖生产所需的最大调节量的确定生产已产业化、基地化、规模化和良种化,形成按照2007年广西“十一五”期末产原料甘蔗了完整的商品化产业链,原料可长期稳定供给,800万t、产糖1000万t的计划,根据对国内且无论是单产和品质(含糖分)均已达到世界主食糖市场产销平衡、国家库存量以及WT0进口额要产糖国的先进水平,因此,生物质燃料乙醇的度的测算,广西1000万t产糖量按15%的比例原料应首选甘蔗进行调节,即最多减少150万t食糖,这一数量比任何一个丰收年景过剩糖量还多,足以调控国4建立用甘蔗生产食糖和燃料乙内食糖供求关系醇的联产机制4.2糖料转产乙醇采用的两种途径第一种途径是:糖厂制糖生产,增加排蜜量广西糖业发展的客观形势迫使我们寻找甘蔗减少食糖产出量.改变目前广西糖厂的煮糖制度,多元化综合利用的途经,实现产糖和产燃料乙醇改三中国煤化工量较多的中间糖的联动.利用糖一乙醇联产的互动性视市场情况蜜一CNMHG目前糖厂为了尽迅速决定糖与乙醇的产出比例,主动调节食糖产量提高r用言残示糖分不多的末端糖蜜量,保持糖价在合理的价位,使甘蔗收购价和种丙蜜(又称桔水)来制乙醇。乙蜜可以贮存、运27甘蔗糖业2008年第6期 Sugarcane and Canesugar输,便于集中定点全年生产。乙醇厂应设在食糖旁边,可利用糖厂部分公共设施(如压榨、锅炉主产区,以节约运输成本发电及供水等),以减少投资,为保持较大的生产第二种途径是:榨季期间甘蔗在糖厂经压榨规模、减少布点,最好选在榨季处理200万t以提汁后,一部分蔗汁即送去发酵、蒸馏、脱水后上甘蔗的大型糖厂。生产工艺路线和能源供给见得到燃料乙醇,另一部分蔗汁送去制糖.停榨后图2、图3可以外购糖蜜继续全年生产。乙醇厂应设在糖厂蔗渣废糖蜜(三段煮糖)甘蔗成品糖(二段煮糖)滤泥肥料外购糖蜜料乙厌氧、好氧沼气C02回收污泥堆肥图2混合原料制糖及乙醇联产路线图甘蔗渣热电蒸汽联产电力沼气机组制乙醇图3能源供给示意图由于用乙蜜生产乙醇的成本会高于用丙蜜生先是全部糖厂的乙蜜产乙醇的食糖减少量,不足产的乙醇,为了能合理分担这一增加的成本,应部分再用几间糖厂的甘蔗汁产乙醇的食糖减少量要求广西所有糖厂都采用二段煮糖制度,按甘蔗补足V中国煤化工产量同等比例减少食糖产量,产出的乙蜜集中制4.3CNMHG燃料乙醇。因此,在计算食糖生产调节量时,首采用二段煮糖制度,白砂糖产率为11.375%,钮公藩:建立我国甘蔗产食糖和燃料乙醇联产机制探讨较之三段煮糖白砂糖产率12.50%下降了1.125作一个粗略的估算个百分点,食糖减少量为9%.广西全区糖厂榨150万t食糖转产为乙醇约为80万t,生产季按甘蔗8000万t计,用其中7500万t二段煮乙醇每吨需多增加原料支出费用为500-1500元糖,减少产糖85万t,全部乙蜜可产燃料乙醇约(乙醇价格在5000元、糖价每吨在3500-4500100万t元之间),80万t乙醇多增加原料支出费用为4选5间大型糖厂,每间厂一半的甘蔗量(如12亿元,其中,二段煮糖产乙醇造成支出增加为100万t)转产乙醇,另一半甘蔗制糖(按二段2.25-6.75亿元;500万t甘蔗产乙醇的支出增煮糖制度).每间厂配置每年14万t的燃料乙醇加为1.75-5.25亿元生产能力,开榨期间用蔗汁生产乙醇7万t,停由于调节食糖产量,使糖价得以提高每吨榨期间用乙蜜生产乙醇7万t.5间糖厂共用500500-1000元,850万t食糖增加收入42.5-85万t甘蔗制乙醇35万t,用乙蜜制乙醇35万t,亿元,经济效益十分明显.实际上,政府从糖价两项合计为70万t,由于甘蔗转生产乙醇,减少上升增加的收入中,只需弥补500万t甘蔗产乙食糖量60万t醇原料增加的部分费用1.75-5.25亿元,而7500两种糖料转产乙醇共135万t,减少食糖产万t甘蔗二段煮糖所产乙醇原料费用的增加部量合计为145万t分,是由所有糖厂均摊的,都可以从糖价上升的考虑到广西现有用糖蜜(丙蜜)生产酒精(食收入中弥补回来,不必再专项补贴用、工业)、酵母、味精产品等折为酒精生产能力如果设置糖价在一个中间值4000元价位,通估算为35万t.除5间大型糖厂增设70万t(每过调节150万t食糖产量转产乙醇,糖价只上升间厂平均14万t)乙醇生产能力外,尚需新增一100元,则达到盈亏的平衡点.在这种情况下间全部用乙蜜生产30万t燃料乙醇的工厂,调节食糖产量已没有必要5食糖和燃料乙醇联产机制存在6政策、措施和建议的问题及经济分析(1)要把用甘蔗生产燃料乙醇的项目纳入国51甘蔗生产乙醇带来的问题家“非粮燃料乙醇”计划中,要求享受与其它农从工业角度来看,甘蔗可生产食糖,也可生作物(如玉米、木薯等)同等的财政补贴和政策产乙醇,但单纯从产品的生产成本来看,生产糖优惠,并保证其销售渠道的效益远大于生产乙醇。8t甘蔗可产1t糖,而(2)应由主管部门统一调控食糖生产总量,15t甘蔗才能产1t乙醇,即产1t乙醇需比产1使食糖供求量控制在基本平衡或偏紧状态,维持t糖多耗7t甘蔗原料,按每吨蔗进厂价300元糖价在一个合理的区间运行计,1t乙醇的原料消耗比1t糖多了2000元左(3)政府应制定统一的调节食糖产量的措施右,如乙醇按每吨5000元计,食糖按每吨3500(如煮糖制度改三段为二段),并要求所有糖厂严元计,两者差价1500元,每吨甘蔗乙醇的原料成格实行,对部分糖厂在甘蔗转产乙醇承担额外的本比食糖仍高出500元负担,给予适当的补助,以保证食糖和燃料乙醇52调节150万t食糖产量的经济性分析联产机制得以正常运行由于糖价不稳定,汽油和燃料乙醇的价格也不稳定,在这种不确定的动态环境下,分析甘蔗定乙醇较为准确的经济性,其工作量是很大的.现放。iHs中国煤化工有机度水产生源,NMH三度治理达标排(邓UU、指气、(下转第51页)钟映萍等:还原糖测定仪与人工滴定法分析蔗汁还原糖含量的比较良好的线性关系中国轻工总会甘蔗糖业质量监督检测中(2)精密度实验,按全自动还原糖测仪法分心.甘蔗制糖化学管理分析方法M广州:中国轻别重复测定各甘蔗汁样品3次,其测定标准差为工总会甘蔗糖业质量监督检测中心,1995.0.003~0.055,平均标准偏差为0.019,人工滴定2]史建国,马耀宏,张利群,等.还原糖快对比试验测定标准差0.003~0.069,平均标准偏速测定技术在谷氨酸发酵过程中的应用[J.食品差为0.019,全自动还原糖测仪法精密度良好与发酵工业,2003,29(11):107-108(3)目前还原糖测定方法很多,有比色法[3]史建国,马耀宏,盂庆军,等.还原糖测斐林试剂滴定法等,还原糖测定仪为较新的方法.定仪测定烟叶中还原糖的研究[J]烟草研究与管使用还原糖测定仪测定的重现性、精密度较好,理,2003(1):30-31其测定原理与斐林试剂滴定法相同,但操作更加4]史建国,马耀宏,杨俊慧,等.熟地黄炮简便,不需要加热滴定,亦克服了手工滴定人为制过程中还原糖的快速测定[打.山东科学,2005造成的误差,故此方法可作为蔗汁中总还原糖含(2):41-42.量的测定方法。5]李雪梅,杨俊慧,张利群,等.还原糖测(4)全自动还原糖测定仪测定方法操作简定方法的比较[山东科学,2008(2):19-20便,结果重现性好,准确可靠,可作为甘蔗选育、6]楚杰,王德源,杨艳,等.还原糖测定仪甘蔗制糖领域质控参考分析方法。的应用[].山东食品发酵,2003(4):42-43参考文献Content Determination of Reducing Sugar in Sugarcane juice byAutomatic Determination Instrument of Reducing SugarZHONG Ying-ping, ZENG Lian-qiang, HUANG Yu-nan, LIANG Lei, CHEN Zhong-hua(Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement and Biorefinery, Guangzhou510316)Abstract Experiment was conducted using determination instrument of reducing sugar to determine the content ofreducing sugar in sugarcane juice. The results showed that the standard deviation was 0.3%-5%, and theaverage standard deviation was 1.9%. This method is simple, accurate and with good stability, which can be usedas a quality control method in sugarcane industry.Keywords Sugarcane Juice; Reducing Sugar; Determination Instrument(本篇责任编校:朱涤荃)(上接第29页)肥料)的综合利用,提高燃料术经济合作。特别是要注重乙醇高混合配比(可乙醇项目整体经济效益。达70%)和低成本含水乙醇(95%)在汽车上的(5)乙醇厂建设要统一规划,合理布置,讲应用及燃料乙醇对燃油系统防腐蚀等技术。这些究经济规模,实现全年均衡生产,切忌“小、土、技术为重要,因为广西今后将成为全国群”应采用新技术新工艺和高效节能的新设备。的燃中国煤化工醇的自产自销应(6)要重视与国内外高科技部门和企业的技当尽CNMH(任编校:朱涤荃)