对生物质燃料乙醇的两种不同看法

2015年4月广西糖业第2期(总第81期)GUANGXI SUGAR INDUSTRYNO. 2, Apr. 201文章编号:2095-820X(2015)02-02对生物质燃料乙醇的两种不同看法保国裕(广州甘蔗糖业研究所,广东广州510315)关键词:生物质燃料;意见中图分类号:TS249.2文献标识码:A以生物燃料代替部分汽油,从理论到实践,至吨,为当时世界最大的生物燃料生产企业。以后中今约半个世纪。气候条件适合的地区,第一代燃料粮公司又在广西建用木薯为原料,第一期为年产20乙醇已有成功的经验,如巴西的甘蔗乙醇但也有万吨乙醇生产线。通过若干时间的各生产国除巴不少地区引发了“粮食(谷物糖等)对抗燃料的意西的国情例外,多数地区出现生产成本高于汽油见。从而主攻方向转为第二代纤维质乙醇。通过本价,需政府补贴,致使支持发展力度递减,另主要原世纪的科研实践难题不少;话题可能是“植物与燃因还是与人、畜争粮,与粮争地,出现“粮食安全问料的对抗”,下面简述。题。我国农业部也发出紧急通知限制用粮食为原1第一代生物燃料(粮一发酵一乙醇)料,并在20020年规划改变策略为利用非粮农作物和废弃物为原料,生产燃料乙醇。的发展世界第一个用甘蔗为原料生产燃料乙醇计划,2第二代生物燃料(粗纤维一糖化于75年在巴西建立。随后美国也在1978年开始以发酵一乙醇玉米为原料的研发项目。最初是鉴于石油为不可再鉴于粮食对抗燃料,第二代把农业废弃物如桔生能源,一度出现石油危机,而生物燃料则是取之秆、玉米芯、蔗渣、稻壳等为原料作主攻方向。第二不尽;另一种担心是汽油污染大气,尤其《京都协议代生物燃料比第一代难度大,主要是木质纤维素要书》出现,限制温室气体,更加大对生物燃料的重经酸水解或复杂的预处理再行酶的降解为糖,再用视,使有些国家开始制定燃料乙醇计划和制定新的酵母发酵转化为乙醇或多元醇。而酸水解需酸碱等鼓励政策。尤以本世纪初发展较快,美国以玉米为化学剂特别是热化学高温高压催化等,耗能较多;原料,政府补贴发展最快。至2006年,已建10多间玉酶降解则需要用复杂的化学与物理方法分离木质米乙醇工厂,消耗了美国玉米总产量的40%影响到素后,用酶将纤维糖化。由于目前酶的活力尚未够输出国的粮食和饲料紧张。英国新建一间小麦乙醇高,生产成本很高。因而上述化学法或酶法制乙醇工厂,每年要消耗小麦110万吨。我国近年基于以上尚难与石油竞争。2008年壳牌石油公司同时开展了两个预测,并立足促进农村发展的需要,于本世纪10个高级生物燃料项目,现在多已关闭,虽剩下个初也投资30亿元人民币,在东北建设用玉米和陈粮别仍在努力运行,但也远未达商业化标准致5年前为原料生产燃料乙醇的大型企业,其中第一期于的乐观主义消失,只有几家公司在小规模生产二代2003年1月投产的吉林燃料乙醇厂年产乙醇60万生物燃料;壳牌和巴西科赞公司合资企业,名为中国煤化工CNMHG收稿日期:2015-03-25保国裕:对生物质燃料乙醇的两种不同看法Raige原先用甘蔗汁为原料年产20亿升第一代乙量回收利用是一个问题。醇;但计划明年改为生产第二代生物乙醇,计划用第三,假设二代燃料的生产技术及经济可以规蔗渣等粗纤维为原料;从加拿大 Logen购买多种降解模化,生物燃料工厂也需要数量惊人的原料。上述纤维的酶,计划年产4000万升纤维素乙醇;在美国贝塔再生能源公司吉索菲先生通过生产实践后指有3家工厂计划在2014年开始用玉米芯、树叶和谷出:一家年产1400万升乙醇工厂每年需要35万吨生壳为原料生产纤维素乙醇;位于美国爱荷华州有两物质原料。如果产量提高10倍也远未满足替代汽油间燃料乙醇公司;Poet-DSM规模年产7500万升,另需要,要在一个工厂周边地带收集350万吨生物质,间杜邦公司规模年产1.1亿升,第三家在堪萨斯。这些材料的分布并不集中,质量不均,季节性强;需意大利化工巨头康泰斯于2013年夏一家纤维素乙要设备和劳力收集、运输。此外,农民也要用这类物醇工厂名为“贝塔可再生能源公司”,规模年产8000料喂牲畜、生活燃料、给土壤施肥等。故将是一项艰万升,原料随季节变化:秋季玉米芯,冬季稻草、春巨任务。壳牌替代能源总栽马修-蒂伯说:要批量生季桉树叶。该公司专利技术授权给巴西和马来西亚产生物燃料比从前预计更困难、代价更高。使用。第四,另外不与粮争地的荒山、盐碱地属宝贵3两种不同的看法的原始生态系统,如果引进粗生的野草,恐会蔓延很强的侵略性,给生态带来极不友好的环境,何况3.1支持生物质燃料乙醇的意见不适于种粮的土壤,还有不少比野草单位面积经济第一,生物燃料是可再生的,而石油终有一天效益高的对抗作物,如近10年在内蒙种植甜高粱生会干枯。产燃料乙醇实践过程,就体现到对抗作物如番茄、第二,生物可作再生原料是废弃物数量大且向日葵等的竞争性,并不如从前预计的乐观可减少污染,一举三得。第五,过去公认开采有些难以开采的石油和天第三,只要在给料异常便宜的地区和科技发展然气近年随着水力压裂法的普及,开辟了不少新的远期有可能。能源提供了能源独立的新途径。为此,2012年美国第四,最近丹麦诺和信公司筛选到一株名为环保局已将2013年纤维质生物燃料生产目标削减Cellic tec3,据称酶活比现行的提主1倍以上,可减到仅仅5300万升。少纤维素酶的用量,从而降低成本。该公司李斯国先生向媒体表示:“预计2030年生物燃料有望替代4讨论与展望全球一半的汽油”。生物燃料是一个系统工程,在宏观上需要从3.2负面的质疑能源一经济一环境一土地”的复杂系统的耦合研第一,纤维素乙醇生产过程复杂成本高,总比究。在微观上需要多学科合作、多元化研究。不上挖一口油井那么简单,存在困难是将规模化生多学科研究包括:粗纤维3种成分的分离技术产成本降低到与石油燃料竞争的水平,否则靠政府通过基因工程重组构建高酶活菌株和能同时利用补贴非长久之计木糖、已糖的酵母菌生物研究。第二,以当前的技术水平,纤维素乙醇能量的延长产业链最大提升粗纤维各组分的高值化实际产出和投入比,尚须认真在生产规模中核实。利用,如木糖醇、木质素产品、二氧化碳酒糟废液在能量方面有无“得不偿失”。二氧化碳的排放,按的回收利用中国煤化工高的难题。CNMHG理论计算,每产1吨乙醇就排出1吨CO2,目前能否大