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生物质燃料乙醇研究中止

作者: 发布时间:2017-11-18

杰 万水兵 何涛 张文楠

引    言 

    全球变暖、化石动力日渐消耗等引发了人们对新式、可再生动力的深化考虑。如巴西、美国、我国等国正活跃开发、操作生物质燃料乙醇消费技能。但假设自始自终以很多粮食消费燃料乙醇必定和人“争食”、“争地”,构成人类保存危险,走“非粮”路途是形势所趋。此中,纤维素地球贮量丰盛,其能量来自太阳,经过光竞赛用固定下来,取之不尽,用之不息,各国正如火如荼地中止着相关研究  [1-5]。本文分析了燃料乙醇展开经济、动力、环境、社会效益,必定了其动力战略地位,提出几条完结我国生物燃料规划化消费的可行性主张以资学习。 

     1  国表里燃料乙醇展开概略
    现在面对化石动力危机,一些农产品丰盛的国家正大力展开乙醇汽油供给商场。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”,以其富产甘蔗为质料,现在已构成1000多万吨产能,替代了1/3车用燃料。为推行燃料乙醇,美国拟定了活跃的经济鼓舞方针,计划从2006年至2012年,可再生动力燃料年用量从1200万吨增多到2300万吨。日本要点研究操作农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇。欧盟、***、菲律宾、墨西哥等国也在在活跃中止着相关研究  [1]。

    现在,我国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇消费和出产国。“十一五”期间将消费600万吨生物液态燃料,此中燃料乙醇500万吨。理论证明我国曩昔以粮食为质料消费燃料乙醇,不合乎国情,探索非粮动力资源是形势所趋  [1]。全国相关研究正如火如荼中止着,呈现一派“百家争鸣,百家争鸣”的现象。出格是筹建中的我国科学院青岛生物动力与进程研究所,顺应时代潮流而生,担负前史、国家任务,是集中力量办大事的“国家队”。 

     2  我国动力战略

    跟着全球变温暖化石动力消耗,人们对新式替代动力--乙醇的存眷度日益上升,正成为许多国家新动力方针的重要组成部分。以此为要害,8年前我国上马了燃料乙醇项目,也意在处置赏罚赏罚过剩陈化粮问题。经过1999-2005几年间不懈尽力,国家第一批4家燃料乙醇定点消费企业完结了断构建立的102万吨产能,底子完结了“十五”提出的“拉动农业、护卫环境、替代动力”三大战略意图。但是我国人口众多,人均犁地少,用很多粮食消费燃料乙醇必定要和人“争食”、“争土地”,构成人类保存空间越来越小,不合乎我国国情。因此,2006年12月国家发改委和财务部结合下发了《关于增强生物燃料乙醇项目建立打点、促进财富健康展开的告诉》要求生物燃料乙醇项目建立需经国家出资主管部门核准,未经国家核准不得增多产能  [1-5]。

    在结构实施中,国家采用世界通行做法,对燃料乙醇消费赐与财务补助和财富方针搀扶。财务补助额逐年削减,2007年每消费一吨燃料乙醇国家赐与1373元补助,到2008年末将采用弹性补助方法以尽可能阻止企业吃亏  [1]。将来作业依照是国家《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”展开专项结构》,其整体思路是活跃培养石油替代商场,促进财富展开;根据商场发育情况,扩大展开规划;断定合理规划,严厉商场准入;依托主导力量,前进展开质量;不变方针支撑,增强商场监管。其底子原则有7条:当场选材,非粮为主;动力替代,能化并重;自主立异,节能降耗;清洁消费,循环经济;合理规划,留有余地;一致结构,业主投标;方针支撑,商场鞭笞  [1]。“十一五”期间我国将消费600万吨生物液态燃料,此中燃料乙醇500万吨。这一产值的拟定首要取决于全国用于非粮消费的盐碱地和荒地面积  [1]。并且国家将继续实施生物燃料乙醇“定点消费、定向疏通、商场敞开、公正协作”的相关方针  [1]。 

     3  燃料乙醇效益 

      燃料乙醇是经过对乙醇进一步脱水,再加上适量变性剂制成。现在,我国试点推行的E10乙醇汽油是在汽油中掺入10%纯度达99.9%以上的乙醇制成  [2]。简而言之,燃料乙醇展开完结了“十五”结构中提出的“拉动农业、护卫环境、替代动力”三大战略意图  [1],不只部分处置赏罚赏罚了汽油严重,拉动了大宗农产品的出产,为农人增多了收入,也促进了国家可接连展开战略。乙醇燃烧值仅为汽油2/3,但其分子中含氧,抗爆功能好,替代传统MTBE为汽油抗爆、增氧增加剂,阻止了其毒害性  (致癌,地下水污染),具有优质动力、环保效益。如汽油中乙醇增加量≤l5%时,对轿车行进功能无鲜亮影响而尾气中温室气体含量下降30%-50%。增加10%,其辛烷值可前进2-3倍,还可清洁轿车引擎,削减机油沟通使其动力功能增多  [3]。事非偶尔,结合国工业展开安排就在维也纳乙醇专题讨论会上提出:“乙醇应该被当作燃料和化工质料永久的和可供挑选的来历”  [3]。

    4  燃料乙醇消费质料

    一次动力必将耗竭,研究、开发可再生动力势在必行。以混配乙醇汽油  (E10乙醇汽油)  为例,每用1000万吨就可节俭1O0万吨汽油,而要提炼这些汽油至少必要300万吨原油,足见乙醇的动力战略地位  [1]。

    燃料乙醇消费质料首要有玉米  (美国)、甘蔗(巴西)、薯类、谷类等。差异质料全生命周期的能量效益也差异,由高到低顺次是甜甘蔗、甜高梁  >  木薯  >  玉米、小麦。如巴西甘蔗能量比抵达1︰8以上,玉米、小麦等粮食作物及木薯、甘薯约莫是1︰1.3~1.4,孕育发作正效益  [1]。但是以粮食为质料,必定与人“争粮”、“争地”,操作非粮资源是形势所趋。非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁,还有很多粮食作物秸秆,农业、工业、日子废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。此中,纤维素是地球上贮量最丰盛的有机物,其能量来自太阳,经过植物光竞赛用固定下来。每年地球上由光竞赛用生成的植物体总量达1.5×l011  kg,40%是纤维素。按全球人口均匀,每人每天可分摊到56  kg。日本就要点研究操作农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇  [3]。如我国曩昔以玉米为质料消费燃料乙醇,老真相对要高,不合乎人多地少的国情。因此,现阶段国家对生物燃料乙醇项目建立实施核准制。“十一五”专项结构要求燃料乙醇消费走“非粮”路途。其他,欧盟、***、菲律宾、墨西哥等国也正如火如荼地中止着相关研究  [1]。

    5  燃料乙醇消费路途

    关于生物质衍生合成气制乙醇有并存、协作的化学法、生物法两种转化技能:

    (1)生物法:纤维素、半纤维素,酸解或酶解或发酵→单糖  (五碳、六碳糖),化学、酶催化及微生物发酵→乙醇

    (2)化学法:纤维素、半纤维素、木素及其它生物体有机物,热解→合成气  (H2,  CO),化学或酶催化或微生物发酵→乙醇

    在某些方面,化学法比方西药,激烈、见效快,生物法比方中药,温文、见效慢。两种方法“工力悉敌”,其制约要素是成本和高效、廉价催化剂、酶和适合微生物的开发等要害技能。总而言之,生物法具有挑选性、活性好、反应条件温文等利益,但质料操作率低、反应时间长、产品浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适于差异反应条件,不能很好耦合。比较,化学法具有质料操作率高、反应时间短、催化剂构成简略、没有严厉反应条件约束等利益,但为高温、高压进程,对方法要求高  [1-5]。

    6  能效分析

    生物质直接燃烧热效率很低,只需10%支配,而将它们转化成气体或液体燃料  (甲烷、氢气、乙醇、丁醇、柴油等)  热效率可达30%以上,缓解了人类面对的资源、动力、环境等一系列问题  [4]。其次,乙醇燃烧值仅为汽油2/3,但分子中含氧,用作汽油增加剂抗暴功能好、低排放,可前进其辛烷值2-3倍,还能使轿车动力功能增多等  [3]。

    7  经济分析

    现在我国试点推行的E10乙醇汽油价格按国家同期发布的90号汽油出厂价乘以价格系数0.911。90号汽油现在出厂价不到5000元/吨。因为玉米价格上涨导致消费成本增多,每出售1吨燃料乙醇要吃亏数百元且在汽油多次涨价之前,每吨吃亏一度抵达了1000多元  [2]。其他,燃料乙醇定价机制不合理,有两个“倒挂”,不能富余体现其价值:一是油价倒挂,我国原油价格和世界商场接轨,但制品油没有完结接轨;二是燃料乙醇产品价格倒挂。正本制品油价格就低,再乘以0.911所构成的价格对燃料乙醇经济性就很差。此外,以燃料乙醇替代高价MTBE,而燃料乙醇各项目标接近或优于MTBE,价格更高才合理,但并非如此,从技能上也没有富余体现其经济性。就现在消费工艺而言,燃料乙醇消费成本本来就很高再加上定价机制不合理,导致消费企业严重依赖于国家财务补助  [1]。

    建    议

    要完结我国生物燃料规划化消费,要害要处置赏罚赏罚好资源、技能、商场、国家出资、价格和税收方针四个环节问题;在尽量不与粮食作物争地的情况下,活跃开发非粮质料种植基地;尽力开发自主知识产权,争打消费技能、方法国产化;耽搁财富链,除燃料乙醇外消费如乙酸乙酯、乙烯、环氧乙烷等化工产品。这样,完结了对资源归纳操作,“吃干榨尽”,大大前进了农产品附加值,也在必定水平上削减了企业吃亏。 

        参考文献

        [1]  秦凤华.  燃料乙醇欣欣向荣  [J].  我国出资,  2007,  38-41.

        [2]  任波.  乙醇汽油转机  [J].  财经,  2007,  178:  100-102.

        [3]  雷国光.  用纤维质质料消费燃料乙醇是我国再生动力展开的标的意图  [J].  四川食物与发酵,  2007,  43  (135):  39-42.

        [4]  窦克军,  孙春宝.玉米秸秆发酵消费乙醇的研究中止  [J].  四川食物与发酵,  2007,  43  (135):  30-34.

        [5]  路宽行.  乙醇燃料:翻开新动力之门?[J].  经济导报,  2007,  3013:  30-31.

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