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生物燃料乙醇的未来发展看政府推动与监管
访中国酒业协会酒精分会秘书长、生物燃料乙醇产业联盟秘书长张国红
作者:谭一泓 发表时间:2018年06月30日

  生物燃料乙醇是指通过微生物发酵将生物质原料转化为燃料乙醇,可与汽油混合配置成乙醇汽油或单独作为汽车燃料。生物燃料乙醇这个名称本身就包含了两层含义,即原料是生物质,方式方法是生物发酵工艺。

  生物燃料乙醇其实已经不是什么新鲜名词,早在十几年前就已经被广泛提出。“当时发展燃料乙醇产业主要是因为对不断增加的石油对外依存度的担心,需要减轻对进口依赖,其次才是消化陈化粮。”中国酒业协会酒精分会秘书长张国红直言不讳地指出。我国现阶段对石油进口的依赖度已经达到历史最高水平,2017年我国石油对外依存度高达67.4%,较2016年上升3%。发展生物燃料乙醇符合我国绿色低碳的能源转型战略方向,有利于优化能源结构,提高我国能源自给能力和安全水平。

  但他同时强调,发展生物燃料乙醇对于保障国家粮食安全,毫无疑问有着重大的战略意义。于2017年9月由国家发改委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发的《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》,也正是以“保障国家粮食安全”作为实施基础和前提条件。该方案提出以生物燃料乙醇为代表的生物能源是国家战略性新兴产业,到2020年,全国范围内将推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖;到2025年,力争纤维素乙醇实现规模化生产,先进生物液体燃料技术、装备和产业整体达到国际领先水平,形成更加完善的市场化运行机制。

  2018年4月24日,国家能源局在新闻发布会上介绍,生物燃料乙醇应用有序推进,生物燃料乙醇产业总体布局方案初步拟定完成,生物燃料乙醇应用推广工作规范有序展开。

  然而,不可否认的是,到目前为止,生物燃料乙醇的发展仍然面临一些挑战。

  对粮食安全的误解

  生产生物燃料乙醇,需要将诸如玉米之类的生物质发酵成为燃料酒精。在很多人看来,这属于糟蹋粮食,“与人争粮、与畜争食”。但在张国红看来,事实并非如此。“这是一个急需破解的误解,发展生物燃料乙醇,恰恰可以保障粮食安全。”

  张国红进而解释道,粮食安全和发展粮食产业二者并不矛盾,要辩证地看待和分析二者之间的关系,二者是互相促进的关系。只有把粮食这个大饼做的更大,相同比例的绝对数字才会更大,才会有粮食安全和粮食产业的同步发展。以玉米为例,我国玉米单产水平和技术水平与发达国家差距明显,有较大的提升空间。如果离开粮食转化,也就谈不上粮食安全。玉米原料的生物燃料乙醇正是我国玉米深加工产业中的一个重要组成部分。

  同时,近年来,我国粮食生产连年丰收,在有力保障市场供应的同时,也带来了政策性库存高企、超期储存粮食数量攀升等问题,在这个过程中所花费的经费和粮食浪费数字也是惊人的。此外,数量同样庞大的重金属超标粮食也急需加工寻找出路。“除了用于燃料乙醇生产,这些超期储存粮食、问题粮食别无它用。”张国红指出。因此,燃料乙醇发挥着增强粮食市场调控能力和提升质量安全水平的重要作用。

  国家能源局科技司相关负责人也曾在《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》新闻发布会上公开表示,扩大生物燃料乙醇生产消费,可调节粮食供求,有效处置超期超标等粮食,提高国家粮食安全水平,促进农业供给侧结构性改革。

  2017年9月8日国务院办公厅印发的《关于加快推进农业供给侧结构性改革大力发展粮食产业经济的意见》也提出,在保障粮食供应和质量安全的前提下,着力处置霉变、重金属超标、超期储存粮食等,适度发展粮食燃料乙醇,推广使用车用乙醇汽油。

  除了消化问题粮食、优化粮食结构,发展生物燃料乙醇还可以改善粮食的使用效率。

  作为生物燃料乙醇生产过程中的重要副产品或叫伴生产品,干玉米酒精糟(DDGS,DistillersDriedGrainswithSolubles,指干酒糟及其可溶物)是一种高品质蛋白饲料,含有更多、更好的营养成分。在以玉米为原料发酵制取乙醇的过程中,其中的淀粉被转化为为乙醇和二氧化碳,其他营养成分(如蛋白质、脂肪和纤维等)均留在酒糟中。同时,由于微生物的作用,酒糟中蛋白质、B族维生素及氨基酸含量均比玉米高,并增加了酵母代谢产生的营养物质。

  “在生产生物燃料乙醇的同时,每一吨乙醇可生产0.9吨DDGS。DDGS作为饲料工业原料,直接进入饲料加工厂,减少了饲料行业对玉米的使用,而吨DDGS的价值要远高于吨玉米的价值。”张国红介绍道。也就是说,对于饲料生产而言,DDGS与玉米之间存在一定的替代关系,DDGS有效地提升了玉米的使用效率,并改善饲料品质。按照生物燃料乙醇推广方案的目标,到2020年全国基本实现全覆盖,假设其中使用玉米原料占到60%、70%、80%的比例来推算,年转化玉米量分别约为1920万吨、2240万吨、2560万吨,再减去DDGS的回补,实际消耗玉米最大量约占全国玉米年总产量的比例不到9%。这个比例是很低的,远低于美国乙醇消耗玉米占美国年产玉米量的45%的水平。同时,在规划方案中,明确了原料多元化原则,发展适当比例的以薯类等非粮原料生产的乙醇。

  安全、环保的生物燃料乙醇

  对于生物燃料乙醇的另一个担忧是:油耗高、动力低,有些人甚至认为好车不能用生物质乙醇。

  不过这些担忧与质疑并不准确。“已经有很多研究证明生物燃料在热值、动力等方面与普通汽油并没有太大的区别,反倒在污染物排放的减少方面优势明显。”张国红指出。

  据了解,与普通汽油相比,加乙醇汽油理论上热值要差3.8%左右。然而,含氧量高的乙醇可以促进汽油的燃烧,增加1%-2%的热量。此外,乙醇汽油的辛烷值比普通汽油高出十几个单位,也弥补大概1%-2%油耗的损失(辛烷值越高,抗爆性能越好,抑制引擎震爆能力越强,例如赛车时经常会在汽油里添加一定比例的乙醇,来提升赛车的燃烧充分性、抗爆性)。也就是说,乙醇汽油和普通汽油油耗相当。

  在动力方面,曾有媒体报道过中国石油化工股份有限公司洛阳分公司炼油工艺专家任满年的实验。其用93号汽油车用乙醇汽油和普通93号汽油做对比,结果发现93号车用乙醇汽油和普通93号汽油在功率、扭矩、油耗等各方面基本表现相当,而在污染物减排方面优势明显。专门的对比实验表明,乙醇汽油可以减少二氧化碳以及机动车尾气中的颗粒物(降低30~50%)、一氧化碳(降低35%以上)、碳氢化合物(降低15%左右)等有害物质排放。此外,乙醇做为增氧剂添加后,可以避免因使用传统增氧剂MTBE而导致的污染地下水的风险。

  “生物质燃料乙醇用的原料是自然界可循环再生的生物质、用的方法是生物法,在碳减排方面贡献明显。在中国承诺2030年左右碳排放达到峰值、不断提高汽油标准的背景下,生物燃料乙醇尤其可以大有作为,”张国红强调道。而生物质原料几乎包括所有粮食、纤维素等原料。目前,第一代以粮食作物作为原料的燃料乙醇工艺路线已经非常成熟,也是发展重点。以纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇则是应重点关注研究的对象,也是下一阶段要重点发展的对象。不过,张国红也承认目前“第二代生物燃料乙醇仍在技术上存在难点,转化成本高”。

  谈到煤制乙醇、以及合成气发酵法制乙醇等方面,张国红指出,“化工合成乙醇无任何减排贡献,并不包含在国家生物燃料乙醇产业总体布局方案和规划中。煤制乙醇,以及焦炉尾气、钢厂尾气等通过综合利用生产乙醇,可以用于工业乙醇市场,如果成本足够低,会对发酵乙醇形成一定的替代,但要看化石基与生物质原料的价格谁更有优势了。”张国红坦言。

  理性看待新能源汽车的挤压效应

  对于生物燃料乙醇未来的发展潜力,也有人认为新能源汽车的发展会形成挑战。对此,张国红指出发展新能源汽车对于燃料乙醇肯定存在挤压效应,但对目前的发展进程没有影响,这取决于汽油车持有顶峰的时间节点与电池技术两个方面的因素。

  “汽油车的持有量顶峰未来三至五年内都到不了,目前中国的人均汽车持有量、户均汽车持有量均与发达国家间存在差距,还有发展空间,”张国红说。“同时,新能源汽车的挤压效应大小也取决于电池及快速充电技术的发展情况。”

  未来发展看政府推动与监管

  因为种种原因,我国的生物燃料乙醇推广使用在上一个十年发展缓慢。未来,生物燃料乙醇能否朝实施方案部署目标快速发展?张国红认为需要重点关注如下几个方面:

  一是政府的推动力度,及政策的落实力度。这是重点中的重点,也是关键所在。

  二是市场的监管问题,如如何防止化工合成乙醇及进口乙醇进入乙醇汽油市场?定点生产企业的利益如何保障?如何监管?市场肯定会受到利益驱动,如果监管不到位,一定会影响乙醇生产企业的积极性,也会对后续建设产生影响。一种有效的方式是学习借鉴美国推广乙醇的成功经验,实行生物燃料乙醇溯源制度。

  三是乙醇价格制定。张国红建议2020年前严格按方案执行,之后再逐步市场化放开。乙醇结算价格应更合理,要同时考虑到乙醇原料和石油价格的波动。

  四是应重视科学有序扩大建设生物燃料乙醇,避免一哄而上,防止出现新一轮产能过剩。

  “总体而言,机遇与挑战并存,我们要坚定信心,加快发展,我国生物燃料乙醇的未来一定是光明的。”张国红信心满满地说。

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