世界生物乙醇产业发展现状

世界生物乙醇产业发展现状

中国石化杂志>> 环球/ 望

作者：罗承先 2008-01-08

鉴于世界石油需求增长和油价暴涨，各国不得不加速发展替代能源，其中生物乙醇需求和发展尤为显著。但生产生物乙醇的原料，目前主要是粮食和糖料，存在成本高、与民争粮（争地）等问题。将来生产生物乙醇的根本出路，在于用农作物秸秆、木屑等纤维素为原料的方法。

生物乙醇需求预测

目前世界车用汽油需求内，乙醇的混合比率平均2.6%。去年11月国际能源机构发表预测，至2030年世界运输燃料年平均增长9%。欧洲消费量预计到2010年将超过巴西，到2030年将超过美国。2005年世界乙醇产量1710万吨（换算成石油计）。乙醇原料美国主要用玉米，巴西用甘蔗。欧洲主要用植物油生产生物柴油。2005年欧洲生物柴油产量290万吨（换算成石油计）。2005年世界生物燃料产量2000万吨（换算成石油计），基准情况下2030年达到9200万吨，年平均增长7%；替代能源对策情况下年平均增长9%，2030年世界产量14700万吨。运输用燃料内，生物燃料所占比率由现在的1%提高至2030年的7%。

据最近美国调查公司Global Insight发表的世界生物燃料调查报告，美国乙醇需求2015年达到150亿加仑后继续顺利增长，2030年达到600亿加仑。2006年美国乙醇产量约49亿加仑。世界乙醇需求2030年约800亿加仑，约为2006年世界产量135亿加仑的6倍。

世界燃料乙醇产业现状

美国

按去年1月发表的美国总统国情咨文，加速引进生物燃料，2012年目标现存动力的30%采用替代燃料。美国乙醇增产支援政策帮助农业经营是关键。为了消除乙醇产业发展“瓶颈”，美国政府增建乙醇加油站，促进乙醇混合燃料汽车普及等。据美农业部的数据，2005年美国乙醇产量1660万立方米，超过巴西的1560万立方米，居世界第一。美国乙醇消费，占国内车用汽油需求的7%，目标2025年增加至30%。全美生物柴油生产厂共65座，产量35万立方米/年，仅为柴油的1%。美国政府采取措施降低乙醇和生物柴油混合物燃料的汽车燃料税。去年美国乙醇产量1740万立方米，为车

用汽油需求（1400亿加仑）的3.3%。1998年以后美政府对进口巴西乙醇课征54美分/加仑的关税。去年1～9月进口巴西乙醇130万立方米，占巴西出口总量的57%。为了大幅增产乙醇，避免从巴西大量进口甘蔗，美国在得到最大玉米生产地生产者和环保人士的支持下，施行了对乙醇免税（51美分/加仑）、对乙醇生产投资建厂税制优惠。目前，中西部乙醇生产厂100座，预计1年内增加40座。美国政府大量投资甘蔗屑、木屑、杂草等可能生产乙醇的技术开发。美国为了实现在车用汽油中混入10%的乙醇，投入巨资发展生物乙醇产业。乙醇生产成本目前巴西平均0.9美元/加仑、美国1.1～1.4美元/加仑。巴西产乙醇与汽油竞争的分界点是世界原油价格37美元/桶以上，美国用甘蔗生产乙醇的场合，若原油价格在55美元/桶以上就可能与之竞争。

据美国能源部的最新预测，2005年美国乙醇需求1520万立方米，2030年达到5550万立方米（车用汽油需求的8%）。2005年生物柴油需求9.5万立方米，2030年达到152万立方米。去年12月中旬美国内乙醇价格2.5美元/加仑，车用汽油零售价（全美平均）2.32美元/加仑。

欧洲

欧洲柴油车所占份额急剧上升，原因是生物柴油混入需求增势的柴油比乙醇混入车用汽油容易。欧洲生物柴油生产预计2010年达到900万吨。据欧盟生物乙醇燃料协会的统计，2005年欧盟燃料乙醇产量91.3万吨，比2004年增长73%。其中，西班牙30.3万吨、德国16.5万吨、瑞典15.3万吨、法国14.0万吨。2005年欧盟燃料乙醇消费量115万吨，进口约20万吨。因新建燃料乙醇厂已开始投产运营，2006年欧盟生物乙醇产量继续保持增长。鉴于欧洲市场环境，BP、壳牌、道达尔生物燃料投资活跃。

日本

目前，日本运输部门100%依赖石油，按新的能源战略，2030年下降至80%，能源效率再提高30%。车用石油占石油需求的35%，20%采用替代燃料，日本对石油的依赖可下降7%。目标2010年车用汽油的20%用植物原料的乙醇（3%）和乙基叔丁基醚。按日本现行法规，汽车无须大幅改造，就可使用混入3%乙醇的乙醇汽油。乙基叔丁基醚比乙醇更易于混入汽油，按油品质量保证法，乙基叔丁基醚混入汽油可达7%，法国、德国等欧洲国家最大达到5.65%。目前，日本不得不从海外大量进口乙醇。最近，日本环境省决定，至2030年国内车用汽油全部采用与生物燃料混合的燃料，2010年大部分采用乙醇混合率10%的乙醇汽油。提高国内乙醇的供应能力，原料扩大到木屑、稻草等纤维素，加速开发纤维素制乙醇技术。

巴西

最近巴西政府提出5年内甘蔗产量增加1倍、将乙醇培育成新一代主力出口产业

的方针。目前乙醇关联业务员工200万人，年外汇收入约10亿美元。现甘蔗产量3.87亿吨/年，预计2011年达到6亿吨/年。2006年收获年度乙醇产量1700万立方米，2011年度增加至2700万立方米，5年后需求2000万立方米，比现在增加57%。车用汽油内乙醇生产量的2/5没有政府补贴，可与车用汽油竞争。乙醇工厂投资旺盛，今后5年投资122亿美元新建77座工厂，投资24亿美元扩建原有工厂。2012年工厂达到412座，生产乙醇95亿加仑，增产1倍以上。目前出口量300万立方米，2025年达到2

亿立方米。

汽车燃料用乙醇零售价，由美国进口巴西产乙醇价格关联决定。欧美运输汽油和乙醇，采取用管道分别输送，巴西则混合输送。乙醇的零售价课税约25%、车用汽油约60%，去年5月零售价乙醇1.33里亚尔/升、车用汽油2.23里亚尔/升，混合销售。巴西国有石油公司的2007年乙醇出口目标为85万立方米，预计巴西的出口能力，2010年600万立方米，2030年1200万立方米，2050年1100万立方米。

其他

哥伦比亚现有工厂5座，生产乙醇36万立方米。墨西哥国内石油消费的10%将转换为乙醇。今年6月，印度政府考虑全国销售乙醇汽油。已有3个邦引入乙醇汽油，早则今年11月中旬扩大至全国。

纤维素制乙醇大有可为

生产乙醇的大问题在于原料甘蔗、玉米等与人、畜争夺食料、饲料。最近，玉米、糖价格上涨。芝加哥市场玉米期货，去年1月每蒲式耳2.13美元，今年2月达到4.11美元，上涨近1倍。由生物能源的纤维素、半纤维素生产乙醇的效率比甘蔗、玉米等高。单位能源投入的能源产出比，玉米为1.3、甘蔗为8.5、纤维素乙醇16。纤维素乙醇比甘蔗高1倍。但是，其涉及技术与成本。巴西甘蔗乙醇成本为每升22美分，比汽油便宜。玉米乙醇成本为每升30美分。由农作物秸秆、木屑等纤维素生产乙醇，必须破坏植物细胞壁，切断纤维素链，释放糖分，再转化为醇。发酵、蒸馏、精制等过程，前后需要5～6种酵素。目前，这种有效酵素很贵。

比较接近实用化的纤维素制乙醇工艺主要有美国NREL、加拿大Iogen、日本NEDO 三种工艺技术。

NREL工艺：美国能源部属下国家可再生性能源研究所开发的工艺，将微粉碎的玉米芯、稻秆、蔗渣或各种纤维素，190℃条件下用1%以下的稀硫酸反应处理2分钟，加水分解半纤维素成单糖的同时进行纤维素溶胀处理。反应液固液分离，用纤维酶加水分解含木质素的纤维素（固相），同时用遗传基因重组菌进行糖化和发酵（复发酵方式）变换成乙醇。