我国红薯生产燃料乙醇的综合效益分析

第27卷第11期湖南科技学院学报Vol 27 No 112006年11月JurnalofHunanUniversityofScienceandEngineringNov,2006我国红薯生产燃料乙醇的综合效益分析傅学政12朱薇2管天球2(1.中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;2.湖南科技学院,湖南永州425100)摘要:本文分析了红薯生产燃料乙醇的经济效益、社会效益和生态效益,指出红薯生产燃料乙醇具有原料及加工成本较低、综合利用潜力大、环境污染少的突岀优点。发展红著生产燃料乙醇是缓解我国能源短缺的有效办法;同时,发展红薯生产燃料乙醇可以推进能源农业的产业化发展,增加农民收入,减少农村失业人数,有利于我国“三农”问题的解决关键词:能源;红薯;燃料乙醇;综合效益中图分类号:TK16文献标识码:A文章编号:1673-2219(2006)11-0183-031引言乙醇进行了综合效益分析能源问题是当今世界面临的最为重要的问题之一,随着全球性能源短缺及石油危机的发生,寻找新的能源资源已成2经济效益分析为当前世界各国决策层不可回避的紧要任务。生物质燃料乙以建造一间年产10万吨红薯燃料乙醇的工厂为例来对醇作为一种可再生能源,其发展的背景和动力因能缓解能源其经济效益进行分析。危机的压力,稳定粮食生产,增加就业和农民的收入,减少2.1燃料乙醇部分环境污染而备受关注,并成为各国竞相研究与开发的重要课根据传统生产乙醇的相关经验,按鲜薯含26%的淀粉,题之一。例如,巴西以甘蔗为原料,北美采用淀粉质谷物,1份淀粉可转化为1.08份葡萄糖(经验系数),一份葡萄糖其中90%为玉米,加拿大采用低营养的大麦、玉米、小麦等可产95°以上的乙醇0.46份(经验系数),工业化生产再按谷物为原料生产燃料乙醇得到广泛应用和推广24总量的95%计算(保险系数),每吨鲜红薯按400元计,则我国在“十五”期间将开发燃料乙醇等石油替代品,节每生产1吨95°以上的乙醇所需成本约为3695元(燃料乙约石油资源的举措列入了国家发展计划纲要,并在河南、黑醇是免税产品),详情参见表1。该成本按照较为保守的数龙江和吉林分别开展小麦燃料乙醇、玉米燃料乙醇的试点生据计算,其成本均高于其它调查结果6,但相对于汽油的产S。然而,值得注意的是,我国燃料乙醇采用若干单一的生产成本(4000元吨左右不含税)依然有相当的竞争力。原料生产存在一定的片面性。出于原料多元化、燃料乙醇按乙醇销售价4700元吨计,年产10万吨乙醇的利润为消费分布、运输等因素考虑,“十一五”期间应重点在南方10050万元另外每年还可以获得CDM项目资金1620万元。地区布设燃料乙醇项目,并且其原料的选择应关注资源丰富的甘蔗、木薯和红薯等原料。湖南、广西、四川等省区盛表1吨乙醇生产成本分析表产红薯,发展单位面积产量高及淀粉含量高的良种红薯作为项目数量单价/元金额/元生产燃料乙醇的原料,这是首选方案。邓小平同志早在1958鲜薯75T3000年视察汽,谈到燃油问题时说:现在石油很紧张,能否用糖化酶45Kg10其他东西替代?烧乙醇怎么样?你们可以大胆研究,我们国淀粉15家红薯产量很高,它可以做乙醇,烧乙醇只要不烧茅台就行酵母20邓小平同志50多年前的讲话,高瞻远瞩,给我们指明了红其他辅料|50薯生产燃料乙醇的方向。煤0.8T本文从经济社会和生态环保三个方面对红薯生产燃料电度250度07175工资收稿日期:2006-07-26基金项目:湖南省教育厅一般课题(05C217)、湖南科技学院重点课题的资助(05C79)作者简介:傅学政(1969-),中南大学资源加工与生物另外,可以V中国煤化工燃煤锅炉每生工程学院资源加工专业博士研究生,湖南科技学院可再生能1吨乙醇需0CNMHG燃沼气锅炉可源研究所副所长。产生占蒸气总量57%的蒸气,以沼气代煤(沼气为本厂生产在建厂投资中可列为环保投资项目,故沼气厂生产成本极成薯业基地,对当地的经济贡献率不大。如果建成年产10低,可以忽略不计),则每生产1吨乙醇可节煤0.456吨万吨红薯燃料乙醇厂,每年需鲜红薯75万吨,这样就可以节约成本182.40元。即生产1吨乙醇成本可降为3500元,形成近15万亩的红薯生产基地,每公斤按04元计算,每每吨乙醇盈利则提高为1200元。亩产值达2000多元,全市仅红薯生产一项就可以创造产值1.2食用醋和醋酸饮料部分3亿元。如果每个劳动力管理10亩地,年收入可达到15000利用糟渣分离液可生产4万吨年的食用醋和醋酸饮料,元以上,其效益比种植水稻的效益高出1527元/亩,详情参年产值1600万元,每公斤成本平均0.1元,每公斤获利0.3见表3。以上这些优势无疑会促进农业的增产、农村增收和元,全年可获纯利1200万元。除此之外,还可生产DDG农民快富。与此同时,发展红薯燃料乙醇工业需要大批劳动饲料,二氧化碳,电力等,在此暂不列入收入之内。力,其必然会大大提高社会就业率,对缓解社会就业压力及1.3生物选矿制剂部分社会的协调与稳定具有重要意义利用糟渣可生产15万吨/年的生物选矿制剂,替代目前正使用的浓硫酸,可实现年产值4500万元表3种植水稻、红薯成本与收益对比表成本产量产值利润(元/亩3社会效益分析费用(元)水稻二季超然966红薯生产燃料乙醇工厂的建立,首要的社会效益是缓解号名称水稻超然产量产值我国日益增长的能源需求,提高应对世界石油危机的能力,上二季96公斤元产量产值水稻超然966这是毋容置疑的,其次,该项目的实施将以工业反哺农业,口种子310100103带动农业产业结构的调整,并推进我国农业的产业化发展2药膜20从而真正达到促进农业发展,增加农民收入、减少农村失业化肥30085人数的目的,为解决“三农”问题做出贡献。农药150红薯是农作物中的先锋作物,对栽培条件要求不严格,5人工360110具有良好的抗旱性,耐瘠性,在荒山、荒坡、荒滩都可以种合计8622351000150050006381665植,不仅不存在“与人争粮、与粮争地”的问题,而且还可以充分利用土地资源,有效地缓解部分地区农业供水紧张的4生态环保分析矛盾,提高农业资源的利用率,表2对可产乙醇农作物的一作为一种新的工农业发展模式,利用可再生资源红薯生些关键数据进行了比较。产燃料乙醇,不仅符合我国工农业发展的实际情况,而且从保护资源和环境的角度来看,它符合生态工农业的基本要表2可产乙醇农作物的比较求,即该生产具有能耗低、污染少、无生态环境破坏等优点。原料类型产量市场价格产值乙醇需原料乙醇产量具体体现在以下几个方面元亩成本元诵亩4.1废水糖料甘蔗5080018114181604106该生产从系统性、综合性、闭合性、无害性、合理性等甜高梁茎杆(250-35150-18035600101603五个方面进行综合考虑,采用乙醇高效清洁生产新工艺,将鲜木薯国外2.50-350300-40750-1440125003-0废水降到最低程度。对产生的废水根据其 CODer、BOD含鲜红薯0804010033010量高,可生化性好的特点,采用厌氧一好氧的处理方法,使高浓度有机废水得以降解,从而达到国家污水排放标准,对玉米0.30~0.3510015001420~5253920-420010.13环境基本无污染。小麦4.2废糟液大米050~05515001701750~9353750~4250020-022红薯原料经过乙醇发酵和沼气发酵后,原料中大部分N,全部P和K残留其中,又有适宜的PH值,所以是一种红薯是南方生产乙醇的优质原料,发展红薯燃料乙醇工良好的有机肥料,据化验,每立方米废液中N、P、K含量业需要大量的红薯原料,必然刺激薯业生产。而发展薯类加相当于复合肥8kg,每立方废糟相当于20kg以上复合肥,工业,可以有效改变薯产区过去种红薯是人吃1/3,饲用1/3,每吨乙醇的糟液沼气发酵后,可得废液12吨,其中肥料成烂掉1/3的现象;改变薯农年年盼丰收,年年又为红薯多了份相当于复合肥100kg,并因部分有机物转换成腐殖质,而发愁,改变过去历史形成的“薯多——一贫穷—薯多”的起到改良土壤的作用地域经济的怪圈,促使薯区农民致富。据调研,湖南省永州废气市新田县是全国贫困县,在各级党及政府的扶贫和支持下红薯生产燃车体,除一部分推广了良种红薯和脱毒栽培技术,目前红薯亩产平均5000用以回收外,其中国煤化工收,经由30m公斤左右,最高达7500公斤。过去由于需求不足,无法形高排气筒排至YHSCNMHG中消耗掉的CO2,维持CO2循环中的生态平衡;生产中由锅炉产生的烟夸张地说,发展红薯燃料乙醇产业是利在当今,功及长远的气,则除了采用锅炉自身静电除尘器进行除尘处理外,还采战略布局。用气动乳化脱硫除尘器对锅炉烟气二次除尘脱硫处理,经处理的废气均可低于锅炉大气污染物排放标准;而由污水处理参考文献产生的沼气,具有很高的燃烧值,经处理后可作燃料。[刘铁男主编燃料乙醇与中国[M]北京:经济科学出版社4.4废渣2004生产的锅炉废渣的物理化学特性决定了其有广泛的用2] Jacques K, Lyons TP, Kelsall r. The Alcohol Textbook途。如可以作为路堤填料、路面基层材料、水泥混凝土路面Third Edition, Nottingham Univers掺和料。细灰还可以作为水泥骨料或直接掺入水泥使用利Nottingham, United Kingdom, 1999: 257.用灰渣生产煤渣轻质建筑砌块,具有保温、疆热和吸音特点,[3 cAlifornia Energy Commission staffs.U.S. energy industry是一种很好的建筑材料。因此,灰渣的综合利用用途广、前production capacity outlook(August2001)[R].Publication景好。umber p600-01-017:10.4]Canadian Renewable Fuels Association. Ethanol production5结语Canada[r].httpwww.greenfuels.orgethaprod.html通过对红薯生产燃料乙醇在经济、社会和环保上的综合5]谭显平甘蔗生产燃料乙醇—一解决我国能源紧缺矛盾的最佳效益分析可以得出结论:发展红薯燃料乙醇产业,有利于缓途径[甘蔗糖业,2004(3):19-22.解石油资源短缺,保障国家能源安全;同时对开拓农业本身6黄诗铿,我国燃料乙醇原料应走多元化道路J.中国科的发展空间、农业深加工空间以及解决农村剩余劳动力等方技论坛,2005(6:52-55面有着突出的意义;在环保设施得到落实的基础上,还具有[]黄忠水,纪威,鄂卓茂我国开发燃料酒精的综合效益分能耗低、污染少、无生态环境破坏等优点。因此,可以毫不析[J.节能,2001(12):3-6Comprehensive benefit analysis of fuel ethanol productionfrom sweet potato in ChinaFU Xue-zheng 2 ZHU Wei GUAN Tian-qi(1. School of Resources Processing and Bioengineering of Central South University, Changsha Hunan 410083, China2. Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou Hunan 425100, China)Abstract: The paper analysis economic, social and ecology benefit of fuel ethanol production from sweet potato. Then pointsout some prominent merits of fuel ethanol production from sweet potato which is lower cast of the raw material and processing,bigger potential comprehensive utilization and fewer environmental pollution. It is effective means for alleviating our countrysshort energy to develop the fuel ethanol production from sweet potato; At the same time, it may advance development of the industryof energy agricultural, increase the farmer's receive, reduce the countryside unemployment and is advantageous to solve ourcountry's questions of "three agricultureKey words: energy; sweet potato; fuel ethanol; comprehensive benefit中国煤化工CNMHG