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探寻玉米化工产业 健康发展途径
2007年17期 发行日期:2008-12-01
探寻玉米化工产业  健康发展途径
    随着生物质经济时代的到来,玉米深加工业快速发展,玉米基有机物质正在化学工业扮演着越来越重要的角色。
但业内一些专家一再提醒,在我国发展粮食燃料乙醇应适度,上酒精乙烯项目应慎重。当前,玉米化工将如何发展?
哪些产品更有市场前景?玉米资源情况如何?玉米替代资源的技术开发是否可行等一系列问题,备受玉米化工行业
关注。4月25~26日,在由中国化工信息中心与中粮集团生化能源事业部、清华大学国际技术转移中心联合举办
的“2007中国玉米化工国际论坛”上,与会代表对这些问题进行了深入探讨并提出了发展建议,本刊特摘录部分
专家发言,以飨读者。

适度控制我国玉米深加工产业规模
国家发改委宏观经济研究院副院长 马晓河
  我国玉米在连续3年丰收的情况下,市场价格不降反升,2006年玉米平均价格达到1.2元/kg,同比高出0.14
元/kg。玉米产量和价格的双攀升与玉米深加工的迅速发展有很大关系。2001年,我国玉米消费需求为11670万t,
其中工业消费1250万t;2005年玉米消费需求增加到13050万t,与2001年相比,增长11.8%,工业消费2200万
t,增长76%。
  工业消费的快速增长引发了人们对我国粮食安全的担忧。但应该看到,适度发展玉米深加工并不会影响我国的
粮食安全,在供应紧张时,国家可以利用价格及相关经济手段,适当减少工业用粮需求,确保食品和饲用粮的需求。
玉米深加工可以作为调节玉米市场供求关系的平衡器,有利于动态地保护粮食综合生产能力,实现粮食生产和消费
的良性循环,使粮食走出“多-少-多”的困境。
  目前玉米深加工行业发展态势已经出现了“市场进入过度、产品价格下跌、要素成本上升”等一系列突出问题。
因此,要维持我国玉米深加工产业的健康可持续发展,应当注重以下几点:
  1.适度控制用玉米加工燃料乙醇和工业用酒精生产的规模,保障国家粮食安全  下一步应按照产业群和产业链
的思路支持玉米深加工:鼓励大型玉米深加工企业通过技术、品牌等优势向产业链的上、下游延伸,适度提高企业
的经营规模和产业的集中度,支持玉米深加工企业走国际化道路。
    2.加速技术创新,提高企业技术水平  强化以企业为创新主体,科研院所和大专院校等多单位参与,强强协同
的运行机制,培育一支具有较强创新能力的玉米深加工企业科技队伍;将自主创新和引进国外先进技术相结合,重
视引进“硬件”的同时更要注意引进“软件”。
    3.鼓励、引导全社会多途径增加投入  发挥中央、省、部门、地方、企业等多途径的作用,多渠道、多层次增
加投入,特别要增加对科技的投入;国家需重点支持重大关键技术设备的研究,支持高附加值产品的开发和生产,
支持大型企业技术创新,支持建立和完善质量标准体系。
    4.增强宏观调控能力,加大对玉米深加工业的宏观指导  国家应加强对玉米深加工业的引导,健全统计制度,
及时发布市场供求状况、行业生产能力、国际市场价格等信息,建立科学的行业准入制度和生产许可制度,引导行
业健康发展。同时要发挥中介组织的作用,加强和改善中国粮食行业协会、中国粮油学会、国际粮食贸促会等中介
组织的功能建设。可以考虑成立玉米深加工方面的协会,如吉林省已经成立了玉米产业协会。充分发挥中介组织在
调查统计行业发展状况,参与产业规划、行业自律、技术咨询、贸易仲裁、反倾销与应诉、法律规范与标准制定、
市场监管、人才培训、技术交流和社会化服务等方面的作用。

玉米深加工急剧扩张  原料供应趋紧
国家粮油信息中心市场高级分析师 李喜贵
  自2003年以来,我国玉米供需状况由宽松转变为偏紧,玉米价格连续明显上涨。1996年我国玉米消费总量为
1.090亿t,到2006年增长至1.405亿t,年均增长率达到2.5%。其中工业消费年均增长17.1%,饲料消费年均增
长1.4%,可见工业需求强劲增长是拉动玉米需求的重要因素。
  目前燃料乙醇等玉米深加工行业备受市场关注,已成为改变国内外玉米市场供求的关键因素。近年来高利润直
接导致大量玉米深加工项目上马,2006~2008年成为玉米深加工能力的集中投产期,未来10年内所增加的玉米生
产能力在短短2~3年内就集中释放出来,必然引发玉米原料市场供求和价格剧烈波动。据统计,2003年我国玉米
深加工设计能力大约在3260万t/a左右,到2007年增长到8000万t/a,年均增长25%。
  国内玉米深加工产能急剧扩张之后,产能闲置、调整以及淘汰的过程也就无法避免。2006年玉米深加工产能
过剩苗头已经出现,如果不加以调控,产能过剩局面可能在2008年前后显现。国内玉米深加工产能快速增长,而
且多数新增产能集中在东北地区,因此未来几年东北玉米输出能力将明显下降。
  近期玉米深加工行业所引发的玉米供应紧张以及价格上涨问题开始引起相关主管部门的关注。2006年12月份,
国家发改委等部委联合下发通知,暂停各地区所有深加工项目的审批并加强已批项目审核,要求加强生物燃料乙醇
项目建设管理,统筹规划生物燃料乙醇产业发展。目前《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》
以及《玉米深加工行业“十一五”发展专项规划》已经完成编制并报国务院审批。
  从玉米市场供求关系看,规划发展玉米深加工行业,合理控制玉米深加工消费增长速度,有利于避免玉米生产
陷入大起大落的困境。从短期看,2006~2007年国内玉米供求所受影响相对较小,深加工消费大幅增加已成定局;
从长期看,对于玉米深加工进行控制,有利于控制玉米工业消费过快增长,尽可能推迟中国需要进口美国玉米的时
间。
  未来我国玉米供需状况将继续呈现供应紧张局面,消费增长速度明显高于产量增长速度,直接导致中国玉米供
不应求。国家粮油信息中心研究表明,未来10年我国玉米总需求量(包括出口量)将保持年均2.5%的增长速度,
同期玉米产量年均增长速度仅能达到1.4%。

玉米化工路线不能轻言放弃
科技部农村科学技术专家委员会专家  徐昌洪
  由于生物质能源产业的迅猛发展,不少专家担心会影响到国家的粮食安全。一些专家和政府官员提出了要以桔
杆废弃物、畜禽粪便,或非粮能源植物甜高粱、木薯等为原料发展生物质能源产业。这不仅是一个原料工艺路线的
问题,更影响到我们发展生物质能源产业的科技工作方向。
  处理好国家粮食安全与生物质能源产业发展的关系,是头等重要的大事。但不能过早、过快、过简单地把发展
生物质能源的方向、路线、重点定为桔杆等农林废弃物、木薯等,我国在相当长的一段时间内还是应该以玉米原料
为主。理由如下:其一,我国和美国处在地球的同一纬度上,是玉米生产产量最高的黄金地带。美国是世界上玉米
生产的第一大国,年产量2.5亿t;我国是玉米生产的第二大国,年产量1.4亿t,玉米资源较为充足。其二,玉
米可通过光合作用高效利用太阳能,是高产的能源作物,它比高粱、木薯、红薯等作物获得的能量更高。其三,玉
米种植对土地的肥力、水分、田间管理的要求均较低,其收获、运输、储存也较其他作物容易,成本亦更低。其四,
玉米籽粒不仅淀粉含量高,还含有附加值较高的蛋白质、油脂、矿物质、维生素,综合利用价值高;作为生物质能
源原料,在扣除副产品收益后原料成本较甜高粱、木薯、红薯更低。
  美国现代农业、生物质能源产业都是作为系统工程来抓的,并将基因工程技术放在首位来研发,转基因作物必
须是高产量、高价值、易种植、易收获、易运输、易贮藏、易保管、易加工转化、易提取纯化,可为生物质能源的
发展提供充足的原料来源。美国从1995年开始推广转基因玉米,目前其转基因玉米的种植已达到玉米种植面积的
40%以上,预计2015年产量将达3.9亿t。
    基于上述原因,我们认为我国发展生物质能源产业、发展乳酸聚乳酸产业,还应该以高产量、高质量的转基因
玉米为原料,将发展的方向、路线、重点调整过来!我认为,在相当长时期内,玉米还是我国生物质化工最现实的
原料路线,选择其他原料路线会走弯路、花大成本。

寻找有潜力的玉米替代资源
中国农业科学院作物科学研究所博士  李桂英
  近几年,能源紧张导致玉米加工燃料乙醇的大发展,同时也引发了业界对玉米原料可持续供应、粮食安全等问
题的担忧。2006年12月,国家发改革委下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理》的通知,要求“坚持以非
粮为主,积极妥善推动生物燃料乙醇产业发展”。在此背景下,如何拓展新型替代生物质资源成为生物燃料乙醇产
业发展的关键。
  ●甜高粱  甜高粱是目前广受关注的替代作物之一,其优势是亩产高达4~5t富含糖份(含糖量17%~21%)
的茎杆,以此为原料可以制取燃料乙醇。甜高粱耐涝、耐旱、耐盐碱,适应性强,在盐碱干旱等边际土地均可种植。
产区主要集中在北方地区,据悉,已经有投资商在新疆投资种植甜高粱。甜高粱秸秆制取乙醇的经济效益明显,成
本约3000元/t左右,而用玉米生产燃料乙醇的成本是4500元/t以上,目前燃料乙醇的结算价为4537元/t。利用
甜高粱生产燃料乙醇亟需解决“原料生产的季节性和燃料乙醇生产的连续性”之间的矛盾,如何解决这一问题,目
前还在探索中。
  ●甘蔗  国内外研究证明,甘蔗也是理想的燃料乙醇原料,目前技术已经十分成熟,但还没有大规模发展,主
要受到了制糖业竞争的阻碍,因为用甘蔗制糖的效益远比制燃料乙醇好得多,因此企业并没有意愿发展燃料乙醇。
实际上,通过糖酒联产发展甘蔗燃料乙醇是非常理想的途径,但需要榨糖企业转变观念和政府的政策扶持。我国甘
蔗产区主要在南方的桂、滇、粤、琼等地,目前种植面积还有30%的扩大空间,预期可达251万ha,如果能通过糖
酒联产燃料乙醇,在保障白糖生产的前提下,年可增产燃料乙醇500万t以上。
  ●甜菜  甜菜的主产区是黑龙江、新疆、内蒙古3省区,其中新疆优势明显,发展潜力最大。目前来看,我国
甜菜种植面积至少还有扩大6.7万ha的潜力,可种植400万t甜菜,生产约30万t燃料乙醇。甜菜燃料乙醇的生
产成本约3500元/t,其毛利润为1000元/t。不过,与甜高粱相似,甜菜的季节性问题与燃料乙醇的工业化生产形
成矛盾,因此需要与其他原料搭配使用。
  ●木薯  木薯是很有前景的玉米燃料乙醇替代作物。由于其抗逆性强、对土地质量要求不高,适宜边际土地种
植,扩大种植面积的潜力较大。从长远看,除在海南、广西、云南、广东、福建的木薯产区外,还可以向亚热带中、
北部如江西、湖南、四川等省的南部扩展,发展潜力估计可达150~200万ha。通过培育新品种和提高栽培技术, 木
薯的单产水平将进一步提高。预计在2020年大约可以生产木薯酒精400万t。
  ●甘薯  甘薯是适应区域广泛、能量产量高,也是很有前途的玉米替代原料。存在的主要问题是甘薯种植比较
麻烦,开发机械化生产技术是解决这一问题的重要途径。
  ●农作物秸秆  我国农作物秸秆产量很高,年产约6亿t,但用来生产燃料乙醇的技术还不成熟,专家预计未
来3~5年会有大的突破。
    由于我国地域差异巨大,很难笼统的说哪一种作物最适合作玉米的替代原料生产燃料乙醇。但可以从以下几个
方面考虑:首先是土地资源和气候资源,是否有宜农后备耕地,光温条件是否能够满足作物生长需要;二是生态承
载能力,开发燃料乙醇作物是否对生态产生明显影响;三是燃料乙醇作物的能量产投比是否足够高;综合利用潜力
要高,单单考虑乙醇产量,效益往往难以提高。

协调发展非粮作物与粮食作物
实现燃料乙醇原料多元化
中粮集团总裁助理、生化能源部经理  岳国君
  玉米深加工产业因高附加值而被称为朝阳产业,在我国,玉米加工产品已由淀粉、酒精等初加工产品向精细化
工产品过渡,产品多达200多种。其中柠檬酸、味精及赖氨酸产量均已跃居世界第一。由于能源紧张、环境法规的
日趋严格,玉米作为可再生的工业原料和能源资源,被誉为“软黄金”,以燃料乙醇和生物化工为代表的玉米深加
工产业引起人们的广泛关注,发展速度迅猛。2005年生产燃料乙醇消耗玉米270万t,占全国玉米产量的2%。预
计2006~2007年全国玉米工业消费量为2750万t。
  我国玉米深加工产业行业发展混乱、资源利用率低下、产品结构亟待调整
  目前,国内采用玉米为原料生产淀粉及酒精的中小型企业较多。据不完全统计,全国近千家的玉米淀粉加工企
业中,规模在千吨以下的小型作坊企业就占了绝大部分。由于技术及规模的限制,玉米原料利用率只有50%~60%,
很难做到对玉米的综合利用与清洁生产,原料资源浪费严重。生产技术相对落后、污染严重、且产品单一、质量低
下,严重的扰乱了市场秩序。所以在引导玉米深加工行业健康发展时,国家应对中小型玉米深加工企业进行整合,
实行“关、停、并、转”,形成规模生产,有效利用玉米资源,节能降耗,节水减排,提高我国玉米深加工产业的
核心竞争力。
   玉米深加工产业不会对国家粮食安全造成威胁,相反是一种有效的粮食转化途径
  实践证明,传统的粮食发展模式托市收购和进出口调节不能解决粮食生产“多-少-多”的难题。传统的粮食
安全观需要调整,粮食短缺导致供应不足是粮食不安全的因素,而粮食富余时不能及时转化造成供给过剩,并引发
下一轮粮食减产,也属于粮食不安全的因素。2006年我国人均消耗粮食约183kg/a,而2006年我国的粮食供给安
全系数为165.2%。近年来我国粮食生产表现为每5年3丰1平1欠,如不出现重大自然灾害,很难出现粮食供给
危机,适当将其深加工是平衡粮食储备的有效途径。尤其是转化生产燃料乙醇,可同时副产DDGS(含蛋白饲料)
等高附加值产品。这样既有利于粮食增产,增加农民收入,调动农民积极性,对建设社会主义新农村发挥重要作用,
同时又可以减少环境污染,发展绿色能源,缓解国家能源安全。
    非粮作物与粮食作物生产燃料乙醇应因地制宜,相互补充,实现原料多元化的柔性生产
  我国的粮食问题是一个非常敏感的问题,近期由于粮食价格上涨,国家曾一度出台用粮食生产燃料乙醇限批、
停批的紧急通知,对以粮食生产燃料乙醇的产业发展带了很大的影响。非粮作物与粮食作物生成燃料乙醇应该因地
制宜,相互补充,实现燃料乙醇的工业化连续生产,并可在生产过程中选择最经济的原料进行生产,以降低生产成
本。
  从长远发展看,发展燃料乙醇要从粮食为主的原料路线向非粮转变,即重点开发利用不与人争粮、不与粮争地,
且经济性较好的薯类、甜高粱及纤维素等资源,形成非粮为主的原料结构;同时仍将适度发展玉米燃料乙醇作为调
节粮食供需余缺的手段。

燃料乙醇工业发展提速明显
河南天冠企业集团有限公司总工程师  杜风光
   目前,全球化石资源供应日趋紧张,原油价格持续高位运行;同时,化石燃料的大量使用,使得生态环境负荷
日益加大。世界各国相继把替代能源的发展作为实现经济可持续发展的重要能源政策。我国也把燃料乙醇等生物能
源作为能源多元化的一个重要方向。2006年1月1日起实施的《中华人民共和国可再生能源法》明确提出:国家
鼓励生产和利用生物液体燃料。石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定,将符合国家
标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
   燃料乙醇具有技术的可实现性、资源的可持续性以及环境的友好性。2005年我国燃料乙醇产量为77.4万t,
2006年迅猛增加至133.0万t,同比增长71.8%,主要生产企业有河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰源燃料酒精
有限公司、吉林燃料乙醇有限公司和黑龙江华润酒精有限公司。截至2006年,燃料乙醇已在河南、安徽、吉林、
辽宁、黑龙江5个省区和河北、湖北、山东和江苏部分城市推广使用。
   我国燃料乙醇发展预测:
   1.燃料乙醇工业的发展将建立在以非食用粮为主的原料结构基础上,扩大植物纤维质、木薯等薯类、甜高粱及
甘蔗糖蜜等原料的使用比例。最近国家发改委、财政部等相关部门正在拟订我国生物质能源替代石油的中长期规划,
预计到2020年,我国生物质能源消费量有望占到石油消费量的20%;其中燃料乙醇在“十一五”末期,年消费量
将达到500万t,2020年达到1500万~2300万t。中石化专家预计,2030年我国燃料乙醇生产能力将达到1380
万t/a,其中主要原料来源是秸秆等作物类纤维质、甜高粱、木薯等薯类等。
   2.为了降低燃料乙醇的生产成本,提高市场竞争力,新建的燃料乙醇装置将尽可能采用新技术,提高资源综合
利用水平,将传统的废物资源化利用,减少排放,实现清洁生产,从而构建循环经济模式。
   3.乙醇的生产过程主要产出3种产品:乙醇、CO2、DDGS饲料。为了提高产品的附加值,可以在现有产品的基
础上延伸产品链,例如由CO2合成聚碳酸乙烯酯等高分子树脂,由乙醇生产乙烯、乙基叔丁基醚、碳酸二乙酯等产
品。其中由CO2合成高分子树脂、乙醇生产乙烯两种生产技术成熟,市场发展空间广阔。
   4.随着未来燃料乙醇供应量的增加,其应用领域将由现在的传统汽车向灵活燃料汽车、纯乙醇燃料汽车、柴油
车及燃料电池等方面发展。

生物质原料生产乙醇/乙烯工艺及成本分析
中轻国际工程有限公司教授 徐志阳
  随着原油价格的持续攀升,走生物乙醇路线生产乙烯,成为解决传统石油等替代能源问题的路线之一。
   以生物质为原料进行乙烯生产的过程为:生物质原料→发酵法乙醇→乙醇蒸馏→乙醇脱水→乙烯→乙烯净化→
乙烯。生物质原料主要有小麦、玉米、木薯、红薯、土豆等淀粉质原料和甘蔗、糖蜜等原料。
    1.以玉米为原料生产乙醇
  原料玉米→清理除杂→磨粉→拌料→液化糖化→连续发酵→差压蒸馏→96%(v/v)乙醇。从醪塔排出的废酒糟→
固液分离→滤饼与50%稀液混合→干燥→DDGS高蛋白饲料,其余稀液部分(约50%)至拌料回用。该工艺的主要特
点是工艺流程较短,不提取玉米胚芽,投资低。主产品为96%作用酒精,副产品为DDGS饲料和二氧化碳。
    还可先分离出玉米胚芽后,再发酵生产乙醇,由胚芽生产玉米油。提取玉米胚芽油的工艺流程较长,投资较高,
尤其是半湿法提胚芽,投资更高。
    2.由红薯或木薯生产乙醇
   原料薯干→清选→磨粉→拌料→连续发酵→差压蒸馏→96%(v/v)乙醇。由醪塔排出的废醪→全糟厌氧处理生产
沼气→废液生化处理→达标排放,污泥可用作肥料。该工艺的特点是利用非粮食作物为原料,对土地的要求较低,
产量高,有利于农业的发展。主产品为96%乙醇,副产品为沼气,部分回收液体二氧化碳。
    3.以糖蜜为原料生产乙醇
  由糖厂生产的废糖蜜(含糖约45%)→预处理→连续发酵→差压蒸馏→96%(v/v)乙醇。从醪塔排出的废液→废
液浓缩→废热锅炉产生蒸汽,从而达到废液处理的目的。从废液锅炉排出的灰渣,可作为有机肥的原料。部分回收
液体二氧化碳。该工艺的特点是利用制糖的废糖蜜,原料价格较低,但是生产有季节性,要有较大的原料贮罐和保
管措施,以免糖分的损耗。同时要有完善的废液处理措施。
    4.以甘蔗为原料生产乙醇
   原料甘蔗→理平撕裂→压榨提汁→双流加糖醪连续发酵→差压蒸馏→96%(v/v)乙醇。压榨提汁后得到的蔗渣,
可作为蒸汽锅炉的燃料;从醪塔排出的废液→废液浓缩→废热锅炉产生蒸汽。或者用厌氧和生化处理结合的方法产
生沼气→用于锅炉作燃料。从废液锅炉排出的灰渣,也可作为有机肥的原料。部分回收液体二氧化碳。该工艺的特
点是以甘蔗汁为原料,原料成本较高。
    由乙醇生产乙烯工艺  以96%乙醇为原料→蒸发汽化→高温加热炉→固定床催化脱水反应→粗乙烯碱洗→分
子筛干燥脱水→脱甲烷精制→精乙烯。乙烯纯度达99.9%以上,可作为生产乙二醇、环氧乙烷、聚乙烯的原料。
   经过对玉米(包括提胚芽和不提胚芽)、木薯、红薯、甘蔗及糖蜜为原料、由乙醇生产乙烯的成本分析,得出
以下结论:
  不论是淀粉质原料还是糖质原料,原料价格占乙醇成本的70%以上,而乙醇费用又占乙烯成本的80%以上。原
料价格是乙烯成本高低的主要因素。
   如果乙醇用于生产燃料乙醇,出厂价为4700元/t,若考虑基建还贷及900元/t的利润,玉米价格应低于1000
元/t,木薯干价格低于1000元/t,红薯干价格低于980元/t,甘蔗价格低于240元/t,糖蜜价格低于620元/t。
   目前石化企业提供乙烯的销售价在8500元/t左右,用乙醇生产乙烯,乙醇价格应低于3500元/t,而目前乙
醇价格在5500元/t左右,因此以乙醇为原料生产乙烯是不经济的。
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