生物燃料发展迟滞 非粮乙醇产业应提速
2011-8-22 9:56:00 中国经济导报 阅读量(28899)

国际油价重新站到每桶百美元以上,日本福岛核泄漏使全球核能利用再蒙阴影,世界生物燃料发展提速。而由于受生产成本高、耕地资源紧缺、技术尚未成熟等多重因素影响,我国生物燃料发展远滞后于规划目标和海外市场。

生物燃料的生产工艺和原材料种类繁多,综合考虑技术成熟程度、原材料获取、土地资源潜力等因素,我们认为,甜高粱茎秆和木薯是“十二五”时期我国最具现实可行性的生物燃料原材料。

大规模推广甜高粱茎秆和木薯乙醇产业,一方面应尽快制定可再生能源法关于生物乙醇配售实施细则,为其培育市场空间;另一方面实施准入制度,避免一哄而上,可采用“央企+民营企业+合作社+农户”的模式推广甜高粱茎秆乙醇,同时,鼓励国内企业进口甜高粱和木薯或直接到海外市场设厂。

多重因素致使我国生物燃料发展缓慢

我们调研发现,生产成本高、土地资源紧缺等因素决定了我国第一代燃料乙醇不能大规模推广;而第二代纤维素乙醇、第三代微藻柴油等技术又不成熟,商业化投产尚待时日,多重因素导致了我国生物燃料生产发展缓慢。

第一代燃料乙醇技术成熟,国内外技术差距不大,但我国生产成本、单位能耗均明显偏高。目前,国内生产水平较高的是吉林燃料乙醇厂,全部采用国外先进技术设备,在乙醇生产技术、污水处理以及节能环保方面已做到吨燃料乙醇玉米消耗量为3.1吨,耗能0.5~0.6吨标准煤,耗水8吨左右。但与美国相比差距还很大,如美国吨乙醇能耗约为0.4吨标煤。我国燃料乙醇生产成本约841美元/吨,而美国为507~634美元/吨,巴西仅370~420美元/吨。在生物柴油方面,我国植物油资源有限,需开辟新油源小油桐和麻风树等,或由国外进口;而地沟油难以满足产能的要求,而且不宜大规模生产,同时生物柴油生产成本接近石油柴油的2倍。

同时,土地资源短缺也制约着我国第一代燃料乙醇的发展。国土资源部的调查数据显示,2011年,我国人均耕地1.38亩,而美国、巴西人均耕地分别为10.5亩和30亩。我国耕地资源匮乏,粮食安全始终应是政策考虑的首要因素,因此我国不能按照美国、巴西发展玉米、甘蔗乙醇的模式发展生物燃料产业,这是限制我国当前燃料乙醇发展的根本原因。

此外,目前纤维素乙醇、微藻柴油等生物燃料转化工艺、技术还需做进一步的产业化示范。用秸秆类农林废弃物生产的纤维素乙醇为第二代生物燃料,已被列入我国战略性新兴产业,预计“十二五”期间会有较大的进展;而用微藻生产的生物柴油和燃料乙醇则被视作第三代生物燃料,刚进入中试阶段。国家能源局新能源与可再生能源司副司长史立山曾表示,虽然国内不时有厂商声称已突破纤维素乙醇商业化生产瓶颈,但并没有拿出符合标准和规模的产品。此外,目前秸秆类农林废弃物直燃发电和固体成型颗粒技术更加成熟,经济效益也相对较高,因此,第二代生物燃料并不具有优势。

综上所述,虽然我国有丰富的非粮生物质资源有待开发利用,但这些作物普遍存在收集、贮运难题,生产中又有技术、工艺、设备不成熟等诸多问题。另外,农业生产的季节性和工业化生产的连续性也与发展燃料乙醇形成矛盾。

植物纤维终将担起能源调结构的重任

生物燃料技术路线、原材料种类繁多,综合考虑技术成熟程度、原材料获取、土地资源潜力等因素,新华社经济分析师分析认为,甜高粱茎秆和木薯乙醇是“十二五”时期我国最具现实可行性的生物燃料品种。

甜高粱耐旱、耐涝、耐盐碱,适应能力极强,素有农作物中“骆驼”之称。甜高粱茎秆含糖高于甜菜,可与甘蔗媲美,是目前非粮原料中最适合大规模推广的品种。我国适宜甜高粱边际土地资源约260.5万~450.6万公顷,生产潜力732万~1267万吨。目前,黑龙江桦川四益乙醇有限公司、内蒙古特弘公司、中兴能源(内蒙古)有限公司等均开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术,并已在黑龙江、内蒙古、山东、新疆和天津等地开展了燃料乙醇的生产试点。据清华大学核研院新能源所副所长李十中介绍,利用固态发酵工艺(ASSF),甜高粱杆发酵时间30小时以下(玉米为55小时),乙醇转化率为理论值的94%以上(玉米为91.5%),过程简捷、能耗低、糖利用率高、无污水排放,可以机械化生产和自动控制,实现能量自给并副产饲料,乙醇生产过程能量投入产出比高达1:22,“基于127立方米固体发酵罐中间试验数据测算,用ASSF技术生产甜高粱乙醇成本不到4000元/吨,比玉米低1000元/吨以上。”

同样,木薯耐旱、耐贫瘠,可以在酸性和贫瘠土地上种植,被世界公认为是一种有发展潜力的燃料乙醇原料资源。我国适合种植木薯的土地资源有24万~26万公顷,生产潜力约100万吨左右。用木薯生产燃料乙醇的技术基本成熟,中粮在广西已实现20万吨规模的工业化生产。

据新华社经济分析师测算,如果利用边际性土地种植木薯和甜高粱,未来10年,可生产燃料乙醇800多万吨,加之当前近200万吨的产量,足以完成2020年1000万吨的规划目标。

但长期来看,甜高粱、木薯等也只是我国燃料乙醇的过渡性原料,还不足以改变我国整个能源结构。承担改变中国能源结构重任的是以农作物秸秆为代表的植物纤维,而开发大规模生产木制纤维类生物质燃料乙醇的工业技术,是解决燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路。

采取四项措施,加速发展我国非粮燃料乙醇产业

新华社经济分析师认为,加快发展燃料乙醇,首先要制定配售实施细则,培育市场空间。可再生能源法第十六条规定,国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物。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。但现实的情况是,除国家定点的几家燃料乙醇生产企业的产品能够获得稳定的销售,其他中小企业产品则销售无门。建议尽快制定包括收购配额、收购办法、收购价格和补贴办法等在内的实施细则,要求中石油、中石化等石油销售企业收购中小企业符合标准要求的乙醇产品。

其次是建立行业准入制度,建立从原料种植到产品供应的完整产业链模式,扩大产业规模。目前,甜高粱乙醇在我国尚未大规模推广,建议采取“央企+民营企业+合作社+农户”的模式。具体讲,就是中石油、中石化等负责甜高粱乙醇质量检验、配售;拥有自主创新技术的民营企业从事甜高粱茎秆乙醇的生产,乃至甜高粱育种、化肥供应、技术服务等;地方政府和甜高粱乙醇生产企业认可的合作社则指导农户种植、管理甜高粱,并负责甜高粱秆收集、配送;农户种植、管理甜高粱。这种模式可以发挥各方比较优势,也有利于维护产业链各方的利益。

建立行业准入制度,就是要对于不同所有制企业一视同仁,使其进行公平竞争;另一方面,还能避免企业一哄而上,防止行业盲目发展。在一个多月的调研过程中,三个生物质能展会和论坛相继召开,众多民营企业进入了燃料乙醇设备制造、生产服务等领域,刚刚起步的生物质能有些过热的苗头。农业部规划设计研究院高级工程师肖明松不无担忧地表示,要做好燃料乙醇产业的统筹规划,防止盲目发展。常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康也建议,燃料乙醇研究阶段可以不算成本、不计代价和后果,但要想产业化,必须经过充分的科学论证与规划。如成本、能耗、全生命周期的碳足迹等都要进行系统的分析。

第三是扩大燃料乙醇和生物柴油的试点范围,在具备条件的地区,如新疆和内蒙古等地区,进行产业化示范。新疆地域辽阔、光热资源丰富、高山冰雪融水丰沛,适合种植耐旱、耐盐碱的高光效作物甜高粱,并建立新兴的燃料乙醇产业和养殖业。我们了解到,早在2001年,新疆农科院就开始了甜高粱种植和生产乙醇技术的研究,已通过审定新品种1个,筛选出10个优良品种(系),优良杂交种组合5个;确定了不同生态区、不同品种的高产综合栽培技术;进行了水土资源调查,在不影响本地区粮食安全的前提下,适宜种植甜高粱的面积约800万~1000万亩,具有300万吨乙醇、200万头牛的生产潜力。在农业部规划设计院的指导下,南疆的喀什市莎车县曾成功种植甜高粱,茎秆亩产5吨,含糖量达到15%,只是由于缺乏先进乙醇生产技术而没有形成产业。

通过种植甜高粱、发展燃料乙醇产业和养殖业,新疆可以发展经济、改善民生,让广大农民特别是南疆地区的维吾尔族农牧民享受到西部大开发的成果,解决南、北疆发展失衡问题,维护边疆地区稳定。根据统计数据,每生产1吨乙醇可使农民增收1500元,生产300万吨乙醇能让农民增收45亿元,显著改善新疆农村地区的经济状况。新疆生产的燃料乙醇还可以生产成乙烯输送到内地,170万吨乙醇可以生产100万吨乙烯,而用石油生产乙烯,100万吨乙烯需配1000万吨炼油装置。

我们测算,如果这一产业能在全国适宜地区全面推广,可使农民增收110亿~190亿元,同时减排二氧化碳780万~1360万吨,具有显著的经济和社会效益。

第四是采用输出先进生物燃料技术的方式,鼓励企业到海外种植、收购甜高粱和木薯,并在当地直接加工成生物燃料乙醇。

我国适合种植甜高粱和木薯的土地资源有限,远不能满足国内市场需求。而非洲大陆幅员辽阔,适合种植耐旱的甜高粱。因此,我国可考虑采用输出先进生物燃料技术,帮助当地开发农业资源、建立新兴燃料乙醇产业的方式,来获得一石三鸟之功。我国在得到清洁燃料乙醇的同时,非洲国家也可以把高粱米作为粮食或饲料,还可以利用发酵后的高粱秆发电。这个模式还能够帮助当地农民提高收入和改善生活,让他们得到由中国公司带来的实惠,使其能够自发地保护中国公司开发的矿藏和油气田,防止极端分子进行干扰和破坏,以强化我国在非洲的利益,构建长远非洲战略。

非洲是潜在的巨大市场,先行一步取得在非洲的主导地位,不仅能够有效利用其资源,还能为将来扩大其市场奠定基础,又可以带动我国制造业、工程业等相关产业,扩大市场和就业,促进国内经济发展。

此外,我国应按照专业化和产业化的思路发展燃料乙醇产业。能源作物种植、加工转换技术,也包括建设管理、服务体系等需要很高的专业化水平,应着力培育生物质能产业的管理公司。

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