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燃料乙醇:2021年产能仍将保持低速增长
2021年12期 发行日期:2021-06-16
作者:■沈阳沈化院测试技术有限公司 胡彦冰 赵志敏

  燃料乙醇属于燃烧清洁的高辛烷值燃料,具有辛烷值高、抗爆性能好,减少矿物燃料对大气的污染、可再生等优点,但也存在热值低、腐蚀金属的缺点。根据可发酵糖获得来源,燃料乙醇可分为:第Ⅰ代燃料乙醇,即“糖-淀粉”乙醇,主要是以糖(如甘蔗)或淀粉(如玉米)为原料;第Ⅱ代纤维素乙醇,是对农业废弃物(如秸秆、玉米芯)及能源作物(柳枝稷)中的木质纤维素进行预处理以获得葡萄糖、木糖等可发酵糖,以其作为底物发酵生产乙醇。

  燃料乙醇作为新兴能源,可减少石油消耗,保障国家能源安全;作为汽油添加剂,可提高辛烷值,减少矿物燃料对大气的污染;利用农作物发酵生产乙醇,燃烧排放的CO2与作物在生长过程中消耗的CO2基本持平,可减少矿物燃料燃烧产生的CO2。目前,以农副产为原料的发酵工艺占全球乙醇总生产能力的95%以上。  

  以下重点介绍并分析预测燃料乙醇近年来的生产、市场、价格、进出口及科研开发及技术进展情况。

生产情况分析及预测

  2020年,受新冠肺炎疫情影响,人们交通出行减少且原料成本上升,在这双重压力之下,全球燃料乙醇行业供需齐降。我国燃料乙醇市场表现亦不甚理想,来自成本及需求方面的压力持续,进口方面也在四季度商谈活跃。受需求放缓,以及成本压力增加影响,2020年我国燃料乙醇行业产能增速明显放缓,但12月随着国投海伦和江西雨帆装置投产,2020年燃料乙醇产能终以增长收官。2020年,我国燃料乙醇产能较2019年增长40万吨/年,达到469.5万吨/年。2016—2020年国内燃料乙醇产能变化趋势见图1。

  受生产亏损影响,2020年国内燃料乙醇产量迎来下降,全年燃料乙醇产量为274万吨,较2019年降5%。在当前乙醇汽油推广政策转为慎重后,需求受限,燃料乙醇拟在建产能明显放缓,并且已有部分产能释放至食用和工业行业中。在低价原料条件难以得到满足情况下,2021年燃料乙醇产能仍将保持低速增长。

  燃料乙醇产量减少的主要原因:一是2020年受疫情影响,国内燃料乙醇厂家减少了燃料乙醇产量,加大了酒精等抗疫用品的产量;二是2020年国内外公共卫生事件下,传统乙醇在消毒和出口方面增加,传统乙醇价格在需求和成本支撑下价格一路上涨,而乙醇汽油推进和消耗缓慢及原料高位下成本增加,导致生产企业利润亏损,企业纷纷调整生产及销售方向,燃料乙醇产量减少;三是从进出口情况来看,2020年4—7月份,我国燃料乙醇进口基本触底,且为了支持国外抗疫,加大了出口量。

  2020年我国燃料乙醇生产企业情况见表1,部分在建、拟建、规划的燃料乙醇项目见表2。

  从表2可以看出,国内燃料乙醇新项目大多数处于拟建或筹建状态,装置奠基后,大多没有开工建设。一方面原因是相关手续还没有办下来及资金没有到位;另一方面是在乙醇汽油政策没有进一步明朗的情况下,燃料乙醇新进入者担心装置建成投产后发生产品滞销进而影响资金流的回收。2020年受疫情和国际油价下跌影响,我国实现乙醇汽油全覆盖脚步放缓。目前,影响乙醇汽油推广最大的问题正是原料供给趋紧。此前陈化粮库存充足,但2019年消化速度超出预期,库存持续下降,燃料乙醇供应存在较大不确定性。当前,原料供应问题使乙醇汽油全国范围内推广的目标出现不确定性。

  燃料乙醇行业未来由国投和中粮两大集团占据主要供应定位日渐清晰,而作为能源与农业的中间产品,未来燃料乙醇对于民营企业的进入难度将进一步增加。这一点从当前国家整个布局,以及长远发展方向来看,无论是粮食安全、陈化粮工业消费安全,还是核心资源把控等方面,都是十分有必要的。  

市场分析及预测


  2017—2019年国内燃料乙醇消耗增加明显,主要因为乙醇汽油的推广带动燃料乙醇的消耗。2020年由于疫情的影响,国内食用及工业乙醇消耗增幅明显,消毒乙醇用量增加;2021年国内燃料乙醇的消耗量将持续减少,疫情好转后消毒用量减少,白酒产业增加自酿,2021年整体下游消耗将减少。

  事实上,国家发改委等十五部门曾在2017年出台的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油实施方案》中提出,到2020年实现乙醇汽油全国基本覆盖。基于此,自2019年开始,山西、河北、山东、江苏等地相继发布乙醇汽油推广方案,但由于各种原因上述各省乙醇汽油推广工作目前均滞后。此外,国家发改委、国家能源局也于2019年底召开会议,将此前全国覆盖的推广计划调整为“鼓励但不强制”。 

  目前,我国的燃料乙醇的主要原料是玉米等粮食作物,今年玉米的价格是近几年来的一个高点。伴随着原料价格的上涨,生产燃料乙醇的成本逐步上升。2020年原料玉米价格持续走高,燃料乙醇生产企业价格也随之上调,但企业的利润并未跟随原料的增长而增加:一方面受公共卫生事件的影响,乙醇汽油消耗缓慢;另一方面原油2020年上半年价格偏弱,下游对于高价的原料抵触情绪高,燃料乙醇生产仍然处于亏损。目前看来疫情的好转似乎并没有给燃料乙醇行业带来喘息机会,2020年全球的燃料乙醇需求难以摆脱困境,产量急剧下滑,产量仅为274万吨左右。

  2020年8—9月份,国内燃料乙醇货源紧张,江苏地区中石化徐州分公司提出将对供应乙醇汽油的地区停止乙醇汽油的供应,并换为92#车用汽油。此消息一出,更加验证了燃料乙醇的艰难处境——产量低,价格高,销路少。目前徐州地区的车用乙醇汽油都已换为92#车用汽油,这让后期再次推广乙醇汽油有了一定的困难。除了徐州,安徽宿州、山东临沂等多地也已经开始或准备停止供应乙醇汽油。燃料乙醇的发展依赖国家政策,短暂的停售并不代表就此停止发展,而是要通过新技术去解决陈化粮和能源问题,给人类提供更多的便利和粮食能源安全。如今在玉米价格过高引发乙醇市场种种问题的情况下,发展非粮乙醇必须提上日程。如何摆脱原料的束缚,如何降低成本、保护环境,这是后期燃料乙醇发展必须要考虑的问题。

  未来,我国乙醇汽油需求增量主要来自两个方面:一是原有推广区域的市场增量;二是新增市场区域的需求增量。目前,广东、四川、浙江这些汽油消费量较大的省份仍未推广使用乙醇汽油,江苏、湖北、山东也仅是部分使用乙醇汽油。可见,我国乙醇汽油的未来需求量可观。

价格分析及预测

  目前,国内燃料乙醇市场压力重重,主要表现在成本高企,以及进口增长带来的未来供应上升。尽管大部分燃料乙醇企业当前采用陈化粮进行生产,但民营企业目前仍以新粮玉米为原料。东北地区多地粮价高企,副产品DDGS弱势下行趋势下,以纯玉米为原料生产燃料乙醇在2020年大部分时间处于亏损状态。图2为吉林省燃料乙醇2018—2020年毛利变化走势,由图可以明显看出,吉林燃料乙醇的利润在逐年降低,2020年基本处于亏损状态。

进出口分析及预测

  2020年我国乙醇共进口近5.5万吨、出口29.4万吨,其中出口大幅增加,而进口维持低位。

  乙醇中能用于调油的是改性乙醇。进口方面,改性乙醇累计进口5.0万吨,进口主要来源国为印度尼西亚、美国、巴西和南非,前四位国家占改性乙醇总进口量的99.9%;未改性乙醇累计进口0.5万吨,进口主要来源于越南。图3为2019—2020年国内乙醇进口量对比。

  近5年来,我国乙醇进口量的最高水平是2018年的82.8万吨,2019年仅为8.3万吨、2020年5.5万吨。近年我国乙醇进口量波动较大,影响变化的关键因素在于内外盘套利。2020年国内乙醇市场价格整体呈上行趋势,而2021年主要原材料玉米等带来的成本支撑可能较长周期存在,国内乙醇价格高位运行之下,预计将吸引进口货源增加。

  出口方面,未改性乙醇累计出口27.7万吨,约占出口总量的94%,改性乙醇累计出口1.7万吨。2020年出口量较2019年的1.7万吨大幅增加,是2019年出口量的17倍以上。上半年国外市场出现阶段供应不足,主要受国际公共卫生事件影响,消毒需求提升;但之后随国外的供应和运输恢复,加之国内乙醇市场持续上涨使得出口套利窗口关闭,下半年出口量呈现下降趋势。图4为2019—2020年国内乙醇月度出口量对比图。

  2020年国内未改性乙醇的出口地涉及90个国家/地区,前三位的是韩国7.4万吨、土耳其3.5万吨、西班牙2.2万吨。改性乙醇的出口地虽达到了34个,但出口量相对不多,其中居前三位的是中国台湾、澳大利亚和泰国,全年最多的也未突破3000t。

科研开发及技术进展

  1.一株具有XR-XDH途径的可快速发酵木糖的酿酒酵母菌株及构建方法

  2020年12月1日,中国石油化工股份有限公司公开了一株具有XR-XDH途径的可快速发酵木糖的酿酒酵母菌株及构建方法,该酿酒酵母菌株为SEB13,分类命名为酿酒酵母Saccharomycescerevisiae,保藏编号为CGMCCNo.19586。该发明以发酵性能优良的工业酿酒酵母菌株作为出发菌株,结合基因定点突变、基因工程、交配和进化工程手段,构建了一株具有XR-XDH途径的木糖发酵、性能优良,且具有优良抑制物耐受的酵母菌株。该菌株具有较高的木糖消耗速率和乙醇生成速率,为秸秆燃料乙醇工业化生产提供了优良菌株来源,具有很好的工业应用潜力。

  2.燃料乙醇的废醪处理系统

  2020年10月27日,江苏联海生物科技有限公司公开了一种燃料乙醇的废醪处理系统,包括与废醪第一出口端连接的离心机构。所述过滤机构的污泥出口端设置有污泥罐,清水出口端设置有清水罐,废醪第二出口端与高温厌氧处理系统连接。本系统对废醪液进行了有效的处理,节约了用水,降低了厌氧罐处理负荷,同时符合现在的环保需要。

  3.联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法置

  2020年10月23日,广东中科天元新能源科技有限公司公开了一种联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法。其装置由粗馏塔、高压精馏塔、低压精馏塔A、低压精馏塔B、水洗塔、甲醇塔、分子筛床组成。其中粗馏塔、水洗塔、低压精馏塔B和甲醇塔依次连接,粗馏塔还分别连接低压精馏塔A和高压精馏塔;低压精馏塔A连接于分子筛床。通过本发明的生产装置,可以使得装置内的各工序,以及其他车间的工序的热源得到合理利用,热源耦合更合理,利用更充分,进一步节省了蒸汽消耗。同时,装置操作弹性更大,可以根据市场需求灵活安排生产,并且产品指标和饲料颜色得到了保证,产品更具有市场优势和竞争力。

  4.利用淀粉质原料和纤维素原料制备乙醇的系统

  2020年10月27日,国投生物科技投资有限公司公开了一种利用淀粉质原料和纤维素原料制备乙醇的系统。在该系统中含有纤维分离单元,用于对调浆得到的淀粉质原料浆液进行纤维分离,得到淀粉质原料纤维和淀粉浆液。淀粉质原料纤维进入纤维素发酵产乙醇部分的混酸单元,淀粉浆液进入淀粉发酵产乙醇部分的液化单元进行液化;还通过将淀粉质原料产乙醇和纤维素原料产乙醇整合得到一个联产系统,实现了设备的高效利用,降低了酶制剂用量。本实用新型所述的系统还能够降低原料和酶的使用量,降低水耗、能耗和蒸汽消耗量。

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