能源替代战略之甲醇和乙醇的思考
□  中国化工集团公司  傅向升
　　石油是当前经济生活中的重要能源，据预测，石油还将主宰世界能源市场逾百年。在这一个世纪的岁月里，石
油不仅制约着经济的发展，而且还牵动着战争的风云，过去曾经有多少次战争都缘起对石油的争夺？2006年世界
主要国家已经探明的石油储量为1800多亿t，天然气储量约180万亿m3；2006年的全球石油产量约36亿t，据此
推算全球石油还可开采约50年。石油这根越来越敏感的神经还要继续紧绷。近两年世界原油价格持续高位运行，
前一阶段原油价格已经突破77美元/桶，甚至有人预测年内有可能突破80美元/桶。在石油资源日趋紧缺的大背景
下，研究和开发替代能源日益升温。汽车燃料的替代是当前人们最为关注的问题，尤其是甲醇与乙醇的生产与应用，
一直是能源界关注和争论的焦点。甲醇和乙醇都可以纯品作为汽车燃料，即俗称的甲醇汽车和酒精汽车；也可以分
别与汽油掺混作为汽车燃料，即俗称的甲醇汽油或乙醇汽油。国内外不仅做了大量试验推广工作，而且已有很多实
际应用。德国和我国已对甲醇汽车做了大量行驶里程试验；酒精汽车在巴西已应用多年；在乙醇汽油方面，美国和
我国已经积累了很多应用经验。

甲醇燃料篇
　　甲醇可以天然气、石油或煤炭为原料生产，都是先将天然气、石油或煤炭裂解或气化为一氧化碳和氢气（即合
成气），再经合成反应器后催化合成为甲醇。2005年世界甲醇产能近5000万t/a，产量约3600万t，预计2010年
世界甲醇产能会达到6400万t/a，2015年将达到7200万t/a。我国2006年的甲醇产能已超过1300万t/a，产量
近900万t。据统计，我国在建和拟建的甲醇项目近百项，规划产能超过5000万t/a。凡是产煤或产天然气的省区，
几乎都规划要上甲醇装置。我国正在建设的甲醇装置，与发达国家或中东正在新建的装置相比，有几个明显的问题
需引起关注。
　　●原料问题  我国的甲醇生产装置以及在建和拟建的甲醇项目，大都以煤为原料，2006年已建成的25个新项
目中，总产能超过400万t/a，其中以煤为原料的装置产能占50%以上。发达国家以及中东地区新建的甲醇生产装
置均以天然气为原料，因为其原料成本最低，据测算中东天然气制甲醇的原料成本约810元/t，而国内以无烟煤为
原料的甲醇生产成本在2000元/t以上，其中仅煤的单耗就高达800元/t，是在煤炭产地建设矿口甲醇生产装置，
与气头甲醇相比成本也高出许多，其竞争力可想而知。
　　●规模问题  甲醇属基础化学品之一，其生产装置的建设规模决定其竞争力。发达国家已建和中东地区正在建
设的甲醇装置都是大型化装置，规模大都在百万吨以上，单位产能的建设投资相对较低。而我国现有的甲醇生产装
置规模大多在10万t/a左右，即使已经规划了一些60万t/a甚至在百万吨以上的甲醇装置，但开工建设时由于资
金等各方面原因，大都采取了统一规划、分步实施的方式，实际上也没有实现大型化，难以形成规模。
　　●市场问题  2006年我国甲醇产能超过1300万t/a，目前在建和拟建装置的总产能有5000万t/a之巨，即便
只有50%的新增产能投产，我国甲醇总产能也将达到3800万t/a。这近4000万t/a的甲醇总量如何消化是一个不
得不面对的问题。更何况发达国家已有的生产装置，特别是中东地区正在建设的大型甲醇装置，除了满足本国或本
地区的市场需求以外，大量富余产能的目标市场主要是亚洲特别是中国，届时海外大量更具成本优势的甲醇产品和
国内巨大的产能相叠加，必将剧烈冲击我国的甲醇产业！

乙醇燃料篇
　　生产乙醇的原料有粮食（玉米、小麦等）、非粮作物（甘蔗、甜菜、甜高粱、木薯、红薯、马铃薯等），还有农
业废弃物（秸秆），以及一些植物纤维材料等。世界各国都在利用本国的优势资源来生产乙醇，巴西利用本国的大
量甘蔗资源来生产乙醇，美国利用本国中部地区盛产的玉米来生产乙醇，我国近几年主要是利用陈化粮来生产乙醇。
虽然原料不同，但所采用的技术路线都是一样的，即利用原料中的淀粉或糖分，经过发酵后经提纯得到乙醇。最早
的乙醇主要是以酒的形式进入人们的生活，随着技术的进步和发展，以乙醇为原料制得醋酸、醋酸酯进一步深入到
人们的生活；在石油化工大发展之前，普遍以乙醇为原料经脱水后获得乙烯，又以乙烯为原料进一步制成塑料等一
系列产品，酒精化工即粮食化工已深入到人们生活的各个领域。
    今天，在世界各地奔跑的汽车中，有成千上万辆是以乙醇或乙醇汽油为燃料的，乙醇已经成为现代化的驱动力
之一，并且正日益得到人们的重视。最早使用纯乙醇作为汽车燃料的是巴西，20世纪70年代爆发石油危机以后，
巴西就将大量的甘蔗酒精用于汽车燃料，80年代在巴西总统的带领下，大量政府官员和平民百姓都开始使用酒精
汽车。2007年年初，美国总统布什访问南美，专门与巴西签订了酒精燃料合作计划。目前，美国以及西欧诸国都
在研究和制定酒精燃料的开发和利用计划，将乙醇作为汽车燃料的重要替代产品。2004年世界燃料乙醇的总产量
约2500万t，2005年超过3000万t，增长速度很快。
　　进入21世纪以后，我国原油加工量逐年增加，2006年已超过3亿t；原油的对外依存度也越来越大，2006年
超过50%。为了应对石油资源的紧缺和原油价格的不断高涨，同时为解决我国储备粮存在着大量陈化粮的问题，我
国政府鼓励用陈化粮生产乙醇，再用乙醇掺混汽油用于汽车燃料，将发展燃料乙醇作为能源替代的一大战略。目前，
国内共有吉林燃料乙醇公司、河南天冠集团、安徽丰原生化公司、中粮生化能源（肇东）公司4家定点燃料乙醇生
产企业，2005年全国燃料乙醇产量超过70万t，2006年达到130万t。我国的乙醇汽油已经在东北三省和河南、
山东、安徽等省市推广应用，目前还有很多地区和企业都在争取新建燃料乙醇项目。作为能源替代战略的燃料乙醇
项目的建设，有几个问题难以回避。
　　●原料问题  以粮食和甘蔗、甜菜、薯类等为原料制取乙醇，国内外有大型工业化生产装置投入运行已多年，
技术成熟；而以秸秆或植物纤维材料为原料制取乙醇，国内外都进行了大量研究工作，并取得了一定成就，但离工
业化还有一定的距离，主要是经济竞争力不强。由于存在“与人争粮和与粮争地”的问题，当前以粮食或非粮作物
为原料生产燃料乙醇成为人们最关注的问题，世界人口的不断增长，贫困人口的日益艰难，地球压力的不断增大，
人类生存压力的不断增加，都让人们对“与人争粮”日益担忧。特别是我国，用有限的28亿亩可耕土地养育着13
亿的泱泱人口，2006年粮食产量为49746万t，人均不足400kg，这低于国际粮农组织测算的人均500kg的粮食安
全线。这样的现状究竟还有多少粮食可以用于生产燃料乙醇？所以，发展非粮乙醇产业，特别是加快秸杆制乙醇的
技术开发和产业化步伐尤为急迫。
　　●技术问题  以粮食为原料生产乙醇的技术成熟，工艺路线基本定型，但是我国的生产技术水平与发达国家相
比，还有较大的差距。与美国相比，我国生产1t燃料乙醇的耗水量要比美国高5倍多，原料消耗要高约20%，生
产成本要高17%。这就要求我们进一步提升技术水平，节能降耗。以农作物秸秆或其他植物纤维为原料制取乙醇，
特别是秸秆和植物纤维的前期化学处理技术、纤维素酶的酶活性以及酶解效率等，都离产业化还有很大差距。化学
处理过程的蒸汽爆裂技术和酸解过程，不仅技术指标还需要进一步优化提升，而且大量废酸水的处理和再生也是一
大难题。
　　●生态问题  近几年来随着燃料乙醇的大力发展，特别是“与人争粮”问题的争论不断升级，非粮食路线生产
乙醇发展迅速。为了大量种植甘蔗而过度开发热带雨林，为了大量种植甜高粱而过度开垦低产田地，为了大量种植
木薯而过度开垦一些自然植被，都对自然生态提出了严峻挑战。这种状况如果不能得到适度的控制，生态环境将会
进一步恶化，人类将自食其果。美国大力提倡发展燃料乙醇，但不论是粮食路线，还是非粮路线，他们对利用本国
资源在本土建设燃料乙醇生产装置的决择还是慎之又慎。今年年初布什访问南美与巴西签订燃料乙醇合作计划的一
揽子协议，其真正目的是大量利用巴西的甘蔗资源，牺牲巴西的生态为美国提供燃料乙醇。据业内权威人士透露，
当前，美国每年从我国进口大量燃料乙醇粗品，经提纯后掺混到汽油中用于汽车燃料，这些动向都应当引起我们的
关注。

汽车燃料甲乙醇之争
　　面对石油资源的日益紧缺，原油价格的日益高涨，作为能源替代的重要方面，汽车燃料的替代问题一直是人们
关注的焦点。作为汽车燃料代替汽油，究竟是“甲醇燃料更好，还是乙醇燃料更优”的争论，一直在持续着。现将
作者本人的一些观点罗列在此，虽不一定全面，甚至会存在一些偏颇，但希望供大家讨论和思考。
　　●原料之优劣  甲醇是以天然气、煤或石油为原料，乙醇是以粮食、非粮作物或农作物废弃物为原料。也就是
说乙醇的原料是可再生资源，而甲醇的原料是不可再生资源。可再生资源从理论上讲是取之不尽、永不枯竭的，而
天然气、石油和煤等一次性化石能源的储量是极其有限的。虽然随着技术的进步不断有新的油气田被发现，特别是
近期我国相继在南堡、四川盆地等地域又发现新的、储量可观的油气田，给我国的石油和化工界又注入了新的希望，
但油气资源毕竟是有限的。煤炭资源虽然储量相对丰富，但也是有限的，照现在的储量和年开采量，几百年之后也
将枯竭，这就是甲醇原料的现状。目前生产乙醇既可以油气为原料（乙烯法），也可以粮食和农作物为原料。其中
以粮食和农作物为原料是当前能源替代的首选，特别是以植物秸秆、植物纤维素等为原料的非粮路线是当前的最热
门的课题。乙醇原料的最大特点是可再生，但粮食路线存在“与人争粮”的问题，非粮路线存在“与粮争地”问题；
薯类、甜高粱、甜菜等还存在一个原料储存问题，植物秸秆不仅技术上还未过关，还存在收购以及稳定供应的问题。
　　●经济之优劣  目前市场上甲醇的售价约是2000～2500元/t，乙醇是5400～6200元/t，汽油是4800～5000
元/t。由此可见，甲醇掺混到汽油中比乙醇掺混的利润要大得多。当前，我国甲醇的生产成本不到2000元/t（国
外以天然气为原料的大型化装置的生产成本不到1000元/t）；国内燃料乙醇的生产成本大约4000元/t，而市售燃
料乙醇要求价格为3200元/t左右，可见燃料乙醇厂是亏损的。因此，国家为了鼓励燃料乙醇的发展，对定点厂家
实行国家补贴制，今年国家对燃料乙醇统一补贴1370元/t（去年有些厂家补贴更高），照去年的产量计，一年国家
约需要补贴18亿元（如果这项经费用于进口原油，按现在的价格也能购买300多万桶）。如果没有国家补贴，燃料
乙醇厂家难以长期运行，如果原油价格下跌，燃料乙醇厂家处境将更加艰难。因此从经济性来看，甲醇汽油在成本
方面明显优于乙醇汽油，这也是甲醇汽油研究者们一直力挺甲醇的重要原因。
　　●毒性之优劣  甲醇和乙醇都是低碳、脂肪醇，经汽车发动机充分燃烧以后都变成水和二氧化碳，理论上对人
是无害的。但不论是纯汽油，还是掺混汽油，在汽车发动机中都不会是100%的完全燃烧，这也就是汽车尾气会对
大气造成污染的原因。单纯从化学品的角度来看，乙醇是无毒的，只有空气中乙醇浓度很高时，才会对人的眼睛和
上呼吸道粘膜产生刺激，但只要环境适当通风，一般不会发生乙醇中毒的危险。而甲醇是有毒的，易挥发，可燃，
略带乙醇的香气。甲醇的毒性对神经系统和血管系统影响最大，甲醇可以通过呼吸器官、皮肤等途径进入人体内部
而发生毒害。长期接触甲醇而没有有效保护的话，会中毒引起胃肠失调、头痛、压迫中枢神经系统，四肢颤动、心
脏虚弱、恶心、呕吐、呼吸困难，严重的甚至造成失明，甲醇不完全燃烧生成的甲醛对人体的毒害和对环境的污染
更是人所共知。这也是国内外虽然进行了大量甲醇汽油的研究和里程试验，而始终没有将甲醇汽油正式作为汽车燃
料的主要原因，也是甲醇燃料反对者们反对发展甲醇燃料的重要原因。

编后语：
　　作为目前国内产业界最为关注的焦点之一，甲醇、乙醇燃料的发展一直是《中国化工信息》周刊跟踪报道的重
点。本期特别刊发的中国化工集团公司党委副书记傅向升的撰文——《能源战略之甲醇和乙醇的思考》，系统地探
讨了我国发展两种替代燃料战略的前因后果、发展条件，以及他们各自的特点优劣。在详尽的数据以及比较中，我
们看到，无论是甲醇燃料还是乙醇燃料，它们的产业化发展都存在着各自的问题：原料的可再生性和不确定性；技
术的成熟性和经济性；市场的风险性和竞争性；以及它们可能引发的环境、健康和生态问题……。尤其作者提出大
量开发燃料乙醇原料有可能引发“生态问题”，以及美国所谓的“巴西合作”战略其真正用意不过是为了牺牲别国
的生态为自己获取乙醇燃料，更给我国替代燃料轰轰烈烈的发展敲响了警钟。一个关乎国家能源战略的新兴产业的
发展，在深入研究其技术、经济、产业化的可行性之外，还应更加长远地关注到对社会发展的深层次影响，并争取
在前期进行的战略规划中打下产业发展最科学的基础。