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燃料乙醇:多方发力促产业腾飞
2019年10期 发行日期:2019-05-15
作者:■ 中国石油吉林石化研究院 米多

  随着全球经济的快速增长和工业化不断发展,世界能源消耗大幅度增加。煤、石油等化石燃料的消耗以及使用过程所带来的环境污染、资源短缺等问题,使得发展绿色可再生替代能源成为全球能源可持续发展研究的热点。燃料乙醇的开发利用不仅可以缓解全球能源危机,又可改善环境、提高资源利用率等。目前我国正处于发展燃料乙醇的重大战略机遇期,还需在产业政策、公众宣传、技术创新等方面发力以促进产业的快速发展。


替代石油的最成熟模式


  生物燃料乙醇主要是指以生物质为原料通过糖化发酵等过程转化而来的体积浓度在99%以上的无水乙醇,其辛烷值高达115,可取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能。作为良好的汽油增氧剂和调和剂,生物乙醇与汽油混合使用,可以改善燃烧性能,减少发动机内的碳沉淀和碳氧化物等不完全燃烧污染物的生成,进而减少汽车尾气中CO2和颗粒物的排放。在替代能源战略的大框架下,燃料乙醇是意外之喜。当年为解决过剩陈化粮问题而上马的燃料乙醇项目,如今已经成为我国替代石油的最成熟模式。2017年9月,国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合下发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》(以下简称《方案》)。《方案》提出,到2020年,在全国范围内推广使用车用乙醇汽油。
  按照技术和工艺的发展进程,目前业界一般将燃料乙醇分为以下几类:以玉米、小麦等粮食作物为原料的第1代粮食乙醇;以木薯、甘蔗、甜高粱茎秆等经济作物为原料的第1.5代非粮乙醇;以玉米芯、玉米秸秆等纤维素物质为原料的第2代纤维素乙醇,以及以微藻中碳水化合物为原料的第3代微藻乙醇。第1代和第1.5代燃料乙醇均属于淀粉基乙醇。第2代纤维素乙醇使用纤维素物质为原料,经预处理后通过高转化率的纤维素酶,将原料中的纤维素转化为可发酵的糖类物质,然后经特殊的发酵法制造燃料乙醇,在技术上同粮食乙醇和非粮乙醇存在较大的差别;在原料上也脱离了农作物的范畴,转而利用玉米芯、玉米秸秆等农林废弃物,充分发掘生物质资源的价值,目前是燃料乙醇的新兴研究方向,并且已有国内企业规模化量产。第3代燃料乙醇以微藻中含有的淀粉、纤维素、半纤维素等大量碳水化合物为原料。微藻具有远高于陆生植物的光合效率,生长周期短,原料生产方面较传统作物有巨大优势;同时,微藻生长过程中以大气中的CO2为主要碳源,对减少温室气体排放具极大的价值。微藻乙醇目前还处于研发阶段,各项技术瓶颈在逐步攻克中,尚未达到工业化生产水平。
  发展燃料乙醇,不仅部分解决了汽油供应紧张,也拉动了大宗农产品尤其是玉米的消费,有利于农民增收。目前,四大试点企业都已实现了产业链的延长,除燃料乙醇,还生产如乙酸乙酯、降解塑料、生物乙烯、生物环氧乙烷等化工产品,这在一定程度上减少了企业亏损。更关键的是,延长产业链之后,对资源综合利用,吃干榨尽,提高了玉米等农产品的附加值。


发展燃料乙醇逢良机


  1.多项政策出台助力
  2017年9月,国家15部委发布的《方案》提出,到2020年,乙醇汽油在全国基本实现全覆盖。2018年8月22日,国务院常务会议决定将进一步扩大推广车用乙醇汽油的使用。在原有11个试点省份基础上进一步在京津冀等15个省份推广,意味着除港、澳、台、新疆、西藏、青海等少数省市外,全国将全面推广乙醇汽油。
  2.生产原料有保障
  截至2017年1月,国家临储玉米库存2.37亿吨,稻谷库存1.2亿吨,小麦库存0.5亿吨。按3.3吨玉米生产1吨乙醇估算,仅库存玉米即可生产约7180万吨乙醇。同时,我国每年可利用的秸秆和林业废弃物超过4亿吨,若纤维素乙醇实现规模化生产,乙醇产量将超过6000万吨。此外,我国已实现全球首套煤基乙醇示范项目工业化运行,未来也将是燃料乙醇的主要来源。
  3.原油对外依存度攀升
  2018年,我国原油对外依存度已经超过70%。适度发展燃料乙醇等替代能源既能扩大能源供给总体水平,也有助于替代部分原油,降低原油对外依存度,增强我国能源安全。以2017年汽油消费1.22亿吨换算,若实现E10乙醇汽油全覆盖,乙醇使用量约1350万吨,理论上可替代810万吨汽油(按热值计算,下同),相当于减少3460万吨原油进口。
  4.能源清洁低碳转型加速
  绿色低碳发展已成为当今国际社会的共识,欧美等发达国家都在积极发展新能源替代。我国也在积极落实“四个革命、一个合作”的能源战略方针,不断推进能源转型发展。乙醇汽油环保优势较为明显,与普通汽油相比,乙醇汽油总体可减排PM2.5超过40%。其中,汽车尾气中碳氢化合物浓度平均下降42.7%,一氧化碳下降34.8%。


重重挑战需跨越


  1.燃料乙醇生产成本偏高
  按照今年以来全国玉米平均价2003元/吨,生产1吨燃料乙醇消耗3.3吨玉米计算,每吨乙醇仅玉米的成本就高达6610元,若再加上其他成本,每吨乙醇的成本高达9000元。而同期国内92#汽油批发价仅7984元/吨,燃料乙醇生产成本超过92#汽油批发价近1000元/吨以上。
  2.缺少长期稳定连贯的政策支持
2011年财政部、国家税务总局联合下发了《关于调整变性燃料乙醇定点生产企业税收政策的通知》,自2011年10月1日起,恢复征收消费税;自2015年1月1日起,取消増值税先征后退政策。尽管对以非粮为原料的燃料乙醇实行增值税先征后退和消费税免税政策,但在推广使用、技术创新、研究开发等方面仍缺乏系统、连续和稳定的政策支持,从而导致非粮燃料乙醇的推广应用积极性受到影响。
  3.公众认可度、接受度较低
  因乙醇汽油市场推广力度不足,加之乙醇汽油长期受动力不足、腐蚀油箱等不利传闻影响,公众对燃料乙醇的接受度和认可度较低,市场化推动受到一定制约。


思考与建议


  目前我国燃料乙醇发展已十多年,生产销售体系基本成熟,但与美国和巴西在燃料乙醇推广、补贴、市场监管等方面仍有一定差距。进一步推动燃料乙醇快速发展,还需在产业政策、公众宣传、技术创新等方面发力。
  1.完善产业扶持政策
  从美国、巴西两国看,燃料乙醇快速发展的主要推动力来自于政府。美、巴为发展生物燃料乙醇颁布了一系列法案并给予政策支持和补贴。配合严格的监管,再加上充足的原料保障,都是燃料乙醇产业化发展必不可少的因素。因此,建议参照美、巴两国发展燃料乙醇的成功做法,尽快制定并出台支持产业发展的全面、持续、稳定的扶持政策和严格明确的发展产业规划及措施条例。
  2.借助发展燃料乙醇重大战略机遇期,打赢脱贫攻坚战
  2020年前全面脱贫是我国需要解决的重大政治和民生问题,发展乙醇等生物燃料可提高贫困地区农民收入,带动当地经济发展。乙醇生产企业可重点关注在集中连片贫困地区,如山西吕梁、新疆南疆、秦巴山区等地,鼓励发展以乙醇为代表的生物质能源产业。
  3.加强宣传、提高公众认可度
  尽管乙醇热值仅为汽油的60%,相当于增加油耗5%。但由于乙醇含有氧元素,燃烧更充分下会使热量增加2.3%。因此,乙醇汽油与普通汽油油耗相差并不明显,且乙醇汽油可有效减少碳、细颗粒物及其他有害物质排放。故建议充分利用宣传媒介,加大乙醇汽油宣传推广力度,让广大用户了解、接受乙醇汽油,为普通汽油与乙醇汽油销售的平稳接替提供舆论支持。同时,也可以采用一些市场手段,如允许试点地区普通汽油和乙醇汽油共存,而在售价上可以对乙醇汽油有所倾斜,让消费者自己选择。
  4.加强技术创新,降低乙醇生产成本
  目前国内生物燃料乙醇生产工艺落后于国际先进水平,且原料成本居高不下缺乏经济竞争力。为此,建议生产企业通过技术创新和集成创新,开发高效预处理和水解、发酵工艺与技术,解决燃料乙醇生产环节的技术难点,降低燃料乙醇生产成本。目前我国已有一些企业攻克了利用纤维素制造燃料乙醇的技术难题,未来方向是提高转化率、降低吨燃料乙醇成本。

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