生物燃料论文Word格式文档下载.docx

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全球变暖、化石能源日渐消耗……引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。

如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。

但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。

其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究[1-5]。

本文分析了燃料乙醇发展经济、能源、环境、社会效益，肯定了其能源战略地位，提出几条实现我国生物燃料规模化生产的可行性建议以资借鉴。

1国内外燃料乙醇发展概况

目前面临化石能源危机，一些农产品丰富的国家正大力发展乙醇汽油供应市场。

巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”，以其富产甘蔗为原料，目前已形成1000多万吨产能，替代了1／3车用燃料。

为推广燃料乙醇，美国制定了积极的经济激励政策，计划从2006年至2012年，可再生能源燃料年用量从1200万吨增加到2300万吨。

日本重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇。

欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也在在积极进行着相关研究[1]。

目前，中国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇生产和消费国。

“十一五”期间将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。

实践证明我国过去以粮食为原料生产燃料乙醇，不符合国情，探索非粮能源资源是大势所趋[1]。

全国相关研究正如火如荼进行着，呈现一派“百花齐放，百家争鸣”的景象。

特别是筹建中的中国科学院青岛生物能源与过程研究所，顺应时代潮流而生，肩负历史、国家使命，是集中力量办大事的“国家队”。

2中国能源战略

随着全球变暖和化石能源消耗，人们对新型替代能源--乙醇的关注度日益上升，正成为许多国家新能源政策的重要组成部分。

以此为契机，8年前中国上马了燃料乙醇项目，也意在解决过剩陈化粮问题。

经过1999-2005几年间不懈努力，国家首批4家燃料乙醇定点生产企业完成了规划建设的102万吨产能，基本实现了“十五”提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标。

然而我国人口众多，人均耕地少，用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人“争食”、“争土地”，造成人类生存空间越来越小，不符合我国国情。

因此，2006年12月国家发改委和财政部联合下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理、促进产业健康发展的通知》要求生物燃料乙醇项目建设需经国家投资主管部门核准，未经国家核准不得增加产能[1-5]。

在规划实施中，国家采取国际通行做法，对燃料乙醇生产给予财政补贴和产业政策扶持。

财政补贴额逐年减少，2007年每生产一吨燃料乙醇国家给予1373元补贴，到2008年底将采取弹性补贴方式以尽可能避免企业亏损[1]。

未来工作依据是国家《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》，其总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；

根据市场发育情况，扩大发展规模；

确定合理布局，严格市场准入；

依托主导力量，提高发展质量；

稳定政策支持，加强市场监管。

其基本原则有7条：

因地制宜，非粮为主；

能源替代，能化并举；

自主创新，节能降耗；

清洁生产，循环经济；

合理布局，留有余地；

统一规划，业主招标；

政策支持，市场推动[1]。

“十一五”期间我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。

这一产量的制定主要取决于全国用于非粮生产的盐碱地和荒地面积[1]。

并且国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产、定向流通、市场开放、公平竞争”的相关政策[1]。

3燃料乙醇效益

燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水，再加上适量变性剂制成。

目前，中国试点推广的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，燃料乙醇发展实现了“十五”规划中提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标[1]，不仅部分解决了汽油紧张，拉动了大宗农产品的消费，为农民增加了收入，也促进了国家可持续发展战略。

乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但其分子中含氧，抗爆性能好，取代传统MTBE为汽油抗爆、增氧添加剂，避免了其毒害性（致癌，地下水污染），具有优良能源、环保效益。

如汽油中乙醇添加量≤l5％时，对汽车行驶性能无明显影响而尾气中温室气体含量降低30％-50％。

添加10％，其辛烷值可提高2-3倍，还可清洁汽车引擎，减少机油替换使其动力性能增加[3]。

事非偶然，联合国工业发展组织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原料永久的和可供选择的来源”[3]。

4燃料乙醇生产原料

一次能源必将耗竭，研究、开发可再生能源势在必行。

以混配乙醇汽油（E10乙醇汽油）为例，每用1000万吨就可节省1O0万吨汽油，而要提炼这些汽油至少需要300万吨原油，足见乙醇的能源战略地位[1]。

燃料乙醇生产原料主要有玉米（美国）、甘蔗（巴西）、薯类、谷类等。

不同原料全生命周期的能量效益也不同，由高到低依次是甜甘蔗、甜高梁>

木薯>

玉米、小麦。

如巴西甘蔗能量比达到1︰8以上，玉米、小麦等粮食作物及木薯、甘薯大约是1︰1.3～1.4，产生正效益[1]。

然而以粮食为原料，势必与人“争粮”、“争地”，利用非粮资源是大势所趋。

非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁，还有大量粮食作物秸秆，农业、工业、生活废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。

其中，纤维素是地球上贮量最丰富的有机物，其能量来自太阳，通过植物光合作用固定下来。

每年地球上由光合作用生成的植物体总量达1.5×

l011kg，40％是纤维素。

按全球人口平均，每人每天可分摊到56kg。

日本就重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇[3]。

如我国过去以玉米为原料生产燃料乙醇，成本相对要高，不符合人多地少的国情。

因此，现阶段国家对生物燃料乙醇项目建设实行核准制。

“十一五”专项规划要求燃料乙醇生产走“非粮”路线。

此外，欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也正如火如荼地进行着相关研究[1]。

5燃料乙醇生产路线

对于生物质衍生合成气制乙醇有并存、竞争的化学法、生物法两种转化技术：

（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，化学法好比西药，强烈、见效快，生物法好比中药，温和、见效慢。

两种方法“各有千秋”，其制约因素是成本和高效、廉价催化剂、酶和合适微生物的开发等关键技术。

总而言之，生物法具有选择性、活性好、反应条件温和等优点，但原料利用率低、反应时间长、产物浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适于不同反应条件，不能很好耦合。

相比，化学法具有原料利用率高、反应时间短、催化剂构成简单、没有严格反应条件限制等优点，但为高温、高压过程，对设备要求高[1-5]。

6能效分析

生物质直接燃烧热效率很低，只有10％左右，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，缓解了人类面临的资源、能源、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，用作汽油添加剂抗暴性能好、低排放，可提高其辛烷值2-3倍，还能使汽车动力性能增加等[3]。

7经济分析

目前中国试点推广的E10乙醇汽油价格按国家同期公布的90号汽油出厂价乘以价格系数0.911。

90号汽油目前出厂价不到5000元/吨。

由于玉米价格上涨导致生产成本增加，每销售1吨燃料乙醇要亏损数百元且在汽油多次提价之前，每吨亏损一度达到了1000多元[2]。

此外，燃料乙醇定价机制不合理，有两个“倒挂”，不能充分体现其价值：

一是油价倒挂，我国原油价格和国际市场接轨，但成品油没有实现接轨；

二是燃料乙醇产品价格倒挂。

原本成品油价格就低，再乘以0.911所形成的价格对燃料乙醇经济性就很差。

另外，以燃料乙醇取代高价MTBE，而燃料乙醇各项指标接近或优于MTBE，价格更高才合理，但并非如此，从技术上也没有充分体现其经济性。

就目前生产工艺而言，燃料乙醇生产成本本来就很高再加上定价机制不合理，导致生产企业严重依赖于国家财政补贴[1]。

结语

全球大约12%的能量供应来自生物质的燃烧，其中发展中国家大约35%的初级能源为生物质能，主要集中在传统的领域（例如炊事）;

发达国家大约3%，主要作为商品能源，进行区域供暖或发电。

为了促进生物质技术的广泛应用，各国分别制定了相应的目标和政策。

例如，欧盟在《可再生能源白皮书》中建议在2010年将再生能源的使用份额提高到12%，达到京都议定书的要求，其中建议生物质能转化为电能和热能的总量将达到5，700PJ。

目前，我国已经成为世界能源消费大国，也是全球能源消耗增长最迅速的国家。

在2002年世界初级能源消耗的增加量中，中国占68.5%，成为主要的能源消费国和进口国。

2002年中国石油需求增长了5.8%，相当于2002年世界石油消耗量的增加值，己经取代日本成为全球第二大石油消费国.预计到2020年，我国能源总需求量为20亿吨标准油，石油和天然气的净进口重为3.1卜3.68亿吨，占能源消费量的15.85%、18.4%.

近20年来，我国在生物质能的应用方面取得了长足的进步，每年可提供相当于3亿多吨标准煤的能源，促进经济发展，保护生态环境，满足广大农村地区人们生活用能的要求。

但与发达国家相比，无论技术层面或应用层面则具有较大的差距。

我国每年产生50余亿吨的生物质，其中约6亿吨被用作能源，主要作为农民的生活和生产用能，能源利用率较低，仅为10%~20%。

为进一步促进我国生物质能产业的发展，建议政府的有关部门制定优惠政策，研究高效的燃烧技术，促进建立生物质燃料收集、预处理和配送体系，积极推广村、镇级生物质供热系统，鼓励建

设与使用生物质发电系统及与煤混合燃烧发电系统，这将对我国社会、经济和环境持续协调发展起到重大深远的影响。

建 

议

要实现我国生物燃料规模化生产，关键要解决好资源、技术、市场、国家投资、价格和税收政策四个环节问题；

在尽量不与粮食作物争地的情况下，积极开发非粮原料种植基地；

努力开发自主知识产权，争取生产技术、设备国产化；

延长产业链，除燃料乙醇外生产如乙酸乙酯、乙烯、环氧乙烷等化工产品。

这样，实现了对资源综合利用，“吃干榨尽”，大大提高了农产品附加值，也在一定程度上减少了企业亏损。