甜高粱秸秆燃料乙醇产业化问题与对策的探讨

第27卷第4期可耳生能源Vol 27 No 4200年8月Renewable Energy Resources甜高粱秸秆燃料乙醇产业化问题与对策的探讨涂振东',王钊英1,傅力2(1新疆农业科学院,新疆乌鲁木齐830091;2新疆农业大学,新疆乌鲁木齐830093)摘要:甜高粱具有极高的光合速率,有“高能植物”之称,其单位种植面积的乙醇产量较高。甜高粱特別适合在我国栽培,甜高粱燃料乙醇极具开发价值,它对能源安全和环境保护具有举足轻重的作用。文章简单介绍了新疆甜高粱用于生产低成本燃料乙醇的优势试验情况以及产业化过程中面临的问题,并提出了解决这些问题应采取的对策。关键词:甜高粱;燃料乙醇;产业化;问题与对策中图分类号:TQ5174;S2162文献标志码:C文章编号:1671-5292(2009)04-0106-03The problems and countermeasure in the industrializationof ethanol fuel extracted from sweet sorghumTU Zhen-dong, WANG Zhao-ying, FU Li(1. Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China; 2.Xinjiang Agricultural University, Urumqi830093, China)Abstract: The sweet sorghum has very high photosynthetic efficiency. So, it was awarded withhigh-energy Crop". The yield of alcohol per unit area extracted from sweet sorghum is very highand sweet sorghum adapts to the climate of China. The technology of sweet sorghum to ethanol fuelis of great development value. It will play an important role in the views of energy security andenvironment protection. Both the experiments of producing low cost fuel ethanol in Xinjiang andthe problems in the industrialization of ethanol fuel extracted from sweet sorghum are introducedin this paper. The countermeasures to solve these problems is also put forwardKey words: the sweet sorghum; ethanol fuel; industrialization; problems and countermeasure1甜高粱秸秆作为生物质能源原料的意义右,如美国为4%,芬兰、瑞典和奥地利较高,分别生物质资源包括植物和有机废弃物等资源。为18%,16%和13%;发展中国家占有的比例较地球上生物质资源极其丰富,每年经光合作用产高,为3%;非洲地区所占比例更高,达55%,如生的生物质约1700亿t,但作为能源利用的生物苏丹生物质能消耗占国家能源消费总量的87%质资源还不到总量的1%,开发潜力巨大。目前,中国生物质资源丰富,目前生物质能消耗占总能生物质能是世界第4大消费能源,位于石油、煤和耗的15%左右。天然气3大常规能源之后,占世界总能耗的从世界范围来看虽然近20年来生物质能的11%。不同国家和地区的生物质能消费在其总能开发利用有了明显的进展,但其潜力还远远没有耗中所占比例差别很大:发达国家普遍在3%左充分地发挥出来,生物质能开发利用的规模还不收稿日期:2009-05-19中国煤化工基金项目:农业部农业公益性行业科研专项(3-30);新疆自然科学基金项日CNMHG作者简介:涂振东(1962-),男,研究员,硕士,从事生物质能源与农业生物技tznayiyu126.com106振东,等甜高梁秸秆燃料乙醇产业化问题与对策的探讨大,科学技术水平还不高能源转换效率低,产业化续表1薄弱商品化程度低。不少国家还没有把生物质能项目名称单位棉花玉米甜高梁的开发利用纳人国家的能源建设计划中,投人不自营地折租元/hm22123.701113.75120000足,缺乏一整套鼓励、扶持、推广的政策法规。净收入元hm26851404127.25963000近年来,能源作物(如甜高粱、甘薯、木薯、芭注:1棉花、玉米的数据来源于2004年度新疆发展与改革委员会工农业产品成本调查队编印的《农牧产品成本收益资料蕉芋、绿玉树、巨藻等)作为现代生物质能资源在汇编》2甜高梁数据来源于02050年度新疆农业科学院对我国已引起广泛关注,开发生物质能源对我国农吐鲁番市、玛纳斯县和略什地区农民种植情况的统计资料。村发展、能源开发、环境和资源保护、国家安全和2.2丰富的后备土地资源生态平衡具有重要意义。甜高粱是高温短日照作物,一般说来,凡是可甜髙粱是一种能源、糖料和饲料作物,具有很以栽培玉米的地区,都可以栽培甜高粱。研究表高的综合利用价值。甜髙粱在我国栽培历史悠久,明,新疆大部分非宜棉区均可种植甜高粱。适合在不同生态区域种植。我国新疆地区干旱少调查统计表明,新疆各地水电站和大型水利雨,光照充足,全年日照时间为2500-3500h,为枢纽工程建成后,新疆宜开垦的后备耕地资源总甜高粱提供了得天独厚的生长条件。量为1487518841lhm2,其中荒草地10162007.37甜高粱植株高达4m以上,鲜生物量产量可hm2,盐碱地398360470hm2,沼泽地32186504达160thm24,甜高粱所合成的碳水化合物的产hm2,苇地15744683hm2,滩涂25026447hm2,后量为玉米的32倍。甜高粱具有适应性强、抗旱、备耕地储量较大。耐涝、耐盐碱、对土壤及肥料要求不高、生长迅速、23甜高粱品种及乙醇生产技术基本成熟糖分积累快、生物学产量高等优点,每公顷甜高粱新疆农业科学院通过对高含糖量甜高粱品种的乙醇产量可高达6000多L,用甜高粱秸秆生的引种和选育,目前已筛选出含糖量在17%-20%产乙醇比用粮食生产乙醇的成本低50%以上。的品种(系)4个,在酵母菌菌株筛选改良上也取2新疆开发甜高粱燃料乙醇产业的基础条件得了突破性进展。通过新疆农业科学院乙醇发酵2.Ⅰ甜高梁的比较效益明显中间试验结果的比较可知,固体发酵法生产95%按每公顷甜高粱产籽粒3000kg,秸秆75t乙醇的成本比液体发酵法低284元,比粮食基计算,种植甜高粱的农户每年净收益可达到9630乙醇低417元。因此,利用甜高粱生产乙醇宜采元hm2;甜高粱种植技术简单、管理粗放,农民易用固体发酵法。于掌握。24甜高梁秸秆贮藏技术新疆农业科学院试验分析结果表明,甜高粱甜高粱秸秆的贮藏一直是甜高粱燃料乙醇与该区域其它主要作物相比,具有明显的效益优加工过程中存在的技术难题,为此,新疆农业科势(表1)学院进行了相关的基础试验,利用新疆的特殊表1甜髙粱与棉花、玉米成本收益的比较气候条件,使甜高粱秸秆自然贮存期达到4个Table I The comparison of cost and profit for sweet月以上,为今后大规模生产解决了原料的供应sorghum, cotton and com问题。目名称单位棉花玉米甜高粱主产品产量kghm21506009210.007500003新疆甜高粱秸秆燃料乙醇产业化问题及发展产值合计元/hm218327.30972701650000对策元hm2162313592187015000031存在问题副产品产值元/hm220959550400150000现阶段,新疆生物质能源的科研水平、开发利总成本元/hm21147590559545687000用规模、产业化发展等同国际先进水平均有很大l生产成本元/hm2834045412290其中:物质与服务费用元/hm26346053723.15差距。科研投入过少,使得研究成果技术含量低,雇T费用元/hm219944039975并且H中国煤化工新疆甜高粱秸2土地成本元hm2313545147255150000秆燃CNMHG°其中:流转地租金元/m21011.753589530000饜秆辶呼成本控制与提高可耳生能源2009,27(4)产品竞争力的矛盾收利用率从50%提高到100%时,95%乙醇的生产由于甜高粱资源分散收集手段落后,因此新成本将降低950元t。疆的生物质能利用工程规模都很小。为降低投资,3.2.3建立梯级开发模式,降低原料运输成本大多数工程采用简单的工艺和简陋的设备,设备建立化工企业带动原料初加工企业、原料初利用率低,转换效率低,所以生物质能项目的投资加工企业带动原料生产基地的模式,在种植地区回报率低,运行成本高,难以形成规模效益以15km半径设立集液站,收集糖液或粗乙醇运(2)甜高梁燃料乙醇产业化大生产与农民组往粗加工厂,其它物质按就近原则加工转化。根织化程度低的矛盾据实际运行测算,每种植26667hm2甜高粱,就农村和边远山区、林区农民居住较分散,组织应建设一座年生产规模为2000t的63%乙醇加化程度低,难以适应甜高粱秸秆燃料乙醇产业化工厂。大生产的需求。结束语(3)甜高粱秸秆分散种植与原料集中生产的在新疆以能源作物甜高粱为主要原料发展生矛盾物质燃料乙醇产业,可以做到“两不争、一调整甜高粱秸秆燃料乙醇产业链长,涉及原料生利用”。“两不争”即不与棉花、粮食争地,以缓解粮产、原料初加工和精深加工等多个环节。该产业具棉用地紧张的矛盾,保证新疆棉花在国家经济发有原料供应分散和集中加工生产的特点,新疆地展中的地位以及粮食安全;“一调整”即优化该区域广阔,原料运输成本较高。域的种植结构,调减低效益作物面积,扩大高效益32发展对策作物面积,以提高农民的经济收入;“一利用”即利3.21建立产业化经营与利益机制创新体系用盐碱地和弃耕地提高土地利用效率。发展生物(1)在乙醇生产企业、销售企业、农民之间建质燃料乙醇产业,为调整农业产业结构,发展畜牧立新的利益机制体系。乙醇生产企业与销售企业业、造纸业,促进农业产业升级提供了重大机遇按照市场关系组织加工和经营,农户按照一定的对促进新疆经济的发展和环境保护具有重大的意方式与乙醇生产企业联结,形成“风险共担、利益义。共享”的农业经济共同体。合同是联结乙醇生产企业与农户的纽带,合同不仅规定了利益双方的责参考文献任和义务,也明确了双方的利益分配关系,履行合周中仁吴文良生物质能研究现状及展望农业T同才能确保双方的利益得以实现。甜高粱的收购程学报,2005,21(12):12-15价分为保护价、优惠价服务性补贴等多种形式,12康志河,杨国红,杨晓平,等发展甜高梁生产,开创能在产业化发展的初期、中期、后期应采用不同的原源农业新时代中国农学通报,2005,21(1):340料收购价格。3]黎大爵亟待开发的甜高粱酒精燃料!中国农业科技(2)政府应加大对产业的扶持力度,包括政策导报,2003,5(4):48-51上的扶持、资金上的支持对科研、开发的扶持,建4黎大爵开发甜高粱产业解决能源.粮食安全及三农立原料生产基地,以摆脱产业自然发展的状态,加题[中国农业科技导报,2004,6(5):56-57快产业化进程。「5]李寿山.分散与整合的纽带——加入WTO后中国农3)各级农科教机构对农民进行科技培训,使业共同体的利益机制研究M]乌鲁木齐:新疆人民出农民快速掌握栽培技术。版社,2003(4)新疆兵团生产集约化程度较高,组织严密,易于集中力量快速建立原料生产基地322开发生物质能源作物副产品,提高产业的整体经济效益中国煤化工开发利用乙醇生产过程中产生的刷产品,可以大幅降低乙醇生产成本。测算表明,当副产品回CNMHG