4、乙醇是可再生能源,若采用小麥、玉米、稻谷殼、薯類、甘蔗、糖蜜等生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,其燃燒所排放的CO2和作為原料的生物源生長所消耗的CO2, 在數(shù)量上基本持平,這對減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。

燃料乙醇產(chǎn)業(yè)鏈

乙醇脫水制得燃料乙醇

脫水技術(shù)是燃料乙醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一。從普通蒸餾工段出來的乙醇,其最高質(zhì)量濃度只能達(dá)到95%,要進(jìn)一步的濃縮,繼續(xù)用普通蒸餾的方法是無法完成的,因?yàn)榇藭r(shí),酒精和水形成了恒沸物（對應(yīng)的恒沸溫度為78.15℃）,難以用普通蒸餾的方法分離開來。為了提高乙醇濃度,去除多余的水分,就需采用特殊的脫水方法。

目前制備燃料乙醇的方法主要有化學(xué)反應(yīng)脫水法、恒沸精餾、萃取精餾、吸附、膜分離、真空蒸餾法、離子交換樹脂法等。

發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇

發(fā)酵法采用各種含糖（雙糖）、淀粉（多糖）、纖維素（多縮己糖）的農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物及野生植物為原料,經(jīng)過水解（即糖化）、發(fā)酵使雙糖、多糖轉(zhuǎn)化為單糖并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙醇。淀粉質(zhì)在微生物作用下,水解為葡萄糖,再進(jìn)一步發(fā)酵生成乙醇。發(fā)酵法制酒精生產(chǎn)過程包括原料預(yù)處理、蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、廢醪處理等。

成熟的發(fā)酵醪內(nèi),乙醇質(zhì)量濃度一般為8-10％(w)。由于原料不同,水解產(chǎn)物中乙醇含量高低相異,如谷物發(fā)酵醪液中乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于12％,纖維素可用酶或酸水解,如亞硫酸法造紙漿水解液中僅含乙醇約1.5％。除含乙醇和大量水外，還有固體物質(zhì)和許多雜質(zhì),需通過蒸餾把發(fā)酵醪液中的乙醇蒸出,得到高濃度乙醇,同時(shí)副產(chǎn)雜醇油及大量酒糟。

世界酒精的66%用于燃料，14%用于食用，11%用于工業(yè)溶劑，9%用于其它化學(xué)工業(yè)。發(fā)酵酒精作車用燃料有兩種方式: 其一是配制汽油和無水酒精的混合物——汽油醇，酒精在混合物中的比例最高可達(dá)25%。用汽油醇作汽車燃料時(shí)，可以利用原有的汽車發(fā)動機(jī)；其二是直接利用酒精作為汽車燃料， 這時(shí)必需使用專門設(shè)計(jì)的，具有更高壓縮比的發(fā)動機(jī)。在這方面， 巴西走在最前面。早在1989 年，巴西以甘蔗、糖蜜、木薯、玉米為原料年產(chǎn)發(fā)酵酒精12Mt以上，幾乎全部用來代替汽油， 大部分采用第二種方式作為汽車的燃料。從那時(shí)起， 巴西已經(jīng)不再進(jìn)口原油， 少量國產(chǎn)原油還可出口， 率先實(shí)現(xiàn)了汽車燃料的酒精化。目前巴西的乙醇產(chǎn)品中普通乙醇占2/3，無水乙醇占1/3。也是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)國，也是唯一不使用純汽油作為汽車燃料的國家。

1908年，美國人設(shè)計(jì)并制造了世界上第一臺純乙醇的汽車，1930年乙醇/汽油混合燃料在美國內(nèi)布拉斯加州首次面市，1978年含10%乙醇的混合汽油在內(nèi)布拉斯加州大規(guī)模使用。1990年11月，美國國會通過空氣清凈法修正案，要求從1992年冬季開始，美國39個(gè)CO排放超標(biāo)地區(qū)必須使用含氧量質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2.7%的含氧汽油(相當(dāng)于添加體積分?jǐn)?shù)為7.7%乙醇)。目前，美國乙醇生產(chǎn)能力70.78億L/a，58個(gè)乙醇生產(chǎn)廠分布在美國19個(gè)州，其主要原料為玉米約占90%，高粱等其他原料占10%。

歐盟每年約生產(chǎn)176萬t酒精。1997年只有5.6%用于燃料。1994年歐盟通過決議，給予生物燃料的中試工廠以免稅。并在2010年使燃料酒精的比例達(dá)到12%。因此一些后續(xù)的國家如荷蘭、瑞典和西班牙也出臺了生物能源計(jì)劃。

泰國是亞洲第一個(gè)由政府開展全國生物燃料項(xiàng)目的國家。在短短的兩年時(shí)間內(nèi)，泰國成功地開展了乙醇和燃料酒精項(xiàng)目， 這些項(xiàng)目提供了利用過剩的食用農(nóng)產(chǎn)品的途徑，對提高泰國農(nóng)村幾百萬農(nóng)民的生活水平起到了積極作用。

印度是僅次于中國的亞洲第二大酒精生產(chǎn)國。設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力約為200萬t，實(shí)際開工率為50 %左右。主要原料糖蜜每年用量為500萬t。印度的酒精50%用于著名的印度香料和各種有機(jī)合成。政府對不同用途的酒精收以不同的稅率。一度政府暫時(shí)停止食用酒精的生產(chǎn)，導(dǎo)致了酒精產(chǎn)量的下滑。盡管印度的糖蜜資源不夠

中國在吉林年產(chǎn)60萬噸和河南年產(chǎn)30萬噸燃料乙醇項(xiàng)目分別于2001年9月于2004年開工建設(shè)，另外，河南天冠年產(chǎn)30萬噸與黑龍江華潤金玉年產(chǎn)10萬噸燃料乙醇的改擴(kuò)建項(xiàng)目已分別于2000年和2001年完成，并在當(dāng)?shù)亻_始了乙醇汽油的試用工作。從2001年開始，我國先后在河南、黑龍江開始試用車用乙醇汽油，采取地方立法的手段在試點(diǎn)城市封閉運(yùn)行。河南先在南陽、洛陽、鄭州三市使用車用乙醇汽油，現(xiàn)已全省使用。2001年消耗了147噸燃料乙醇，2002年消耗了約5000噸燃料乙醇。黑龍江先在肇東和哈爾濱使用車用乙醇汽油，2001年消耗了127噸燃料乙醇，2002年消耗了約500噸燃料乙醇，目前燃料乙醇需求逐年增加，供需狀況良好。經(jīng)過5年的試點(diǎn)和推廣使用，我國生物乙醇汽油在生產(chǎn)、混配、儲運(yùn)及銷售等方面已擁有較成熟的技術(shù)。截至2006年6月，我國已形成燃料乙醇102萬噸年生產(chǎn)能力、年混配1020萬噸生物乙醇汽油的能力，生物乙醇汽油的消費(fèi)量已占到全國汽油消費(fèi)總量的20％。2006年，我國燃料乙醇的生產(chǎn)達(dá)到130萬噸。

2006年中國全年糧食產(chǎn)量超過4.9億噸,實(shí)現(xiàn)三年的連續(xù)增產(chǎn),但糧食總的供求關(guān)系還是處在一個(gè)緊平衡的狀態(tài)。玉米這幾年的加工能力擴(kuò)張得比較快，2005年,全國玉米深加工能力已經(jīng)達(dá)到了1000億斤,實(shí)際加工消耗是500多億斤，2006年加工能力達(dá)到了1400億斤,實(shí)際加工也接近700億斤。深加工對于玉米的消耗也造成了玉米供求狀況的變化,帶動了價(jià)格的上漲。據(jù)預(yù)測，2007年糧食價(jià)格將上漲6%左右，漲幅高于2006年，糧、油等食品價(jià)格上漲將成為推動CPI上漲的主要因素。此前，國家發(fā)改　委要求各地不得以加工玉米為名，違規(guī)建設(shè)生物燃料乙醇項(xiàng)目，盲目擴(kuò)大玉米加工能力。在這種大背景下，發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)是否會影響中國的糧食安全，成了一個(gè)熱議話題。

2006年中國玉米產(chǎn)量1.385億噸，其中飼料用量是9600萬噸，3020萬噸是工業(yè)用量，燃料乙醇所用的玉米量只占工業(yè)用量的1/10，玉米總產(chǎn)量的2%多一點(diǎn)。所以不存在爭糧的嫌疑。

中國發(fā)展非糧乙醇的可行之路，在于發(fā)展用甜高粱、甘薯、木薯等原料來替代糧食。纖維法　生產(chǎn)乙醇技術(shù)還不成熟，美國計(jì)劃用6年時(shí)間攻克這一技術(shù)難關(guān)。國內(nèi)有企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用纖維原料生產(chǎn)乙醇，但目前噸成本比糧食法要高1000多元。

根據(jù)《生物燃料乙醇以及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，到2010年，中國將以薯類、甜高粱等非糧原料為主生產(chǎn)522萬噸燃料乙醇，屆時(shí)乙醇汽油使用量將占全國汽油用量的75%。

到2020年，中國燃料乙醇年產(chǎn)量可達(dá)1000萬噸。

其實(shí)，可再生能源會議作出的停止在建的乙醇燃料項(xiàng)目，這只是階段性的選擇，之前，國家出發(fā)改委也多次通知，要求新上燃料乙醇項(xiàng)目“剎車”，然而，效果不盡人意。如何破解隱藏在問題背后的“發(fā)展”與“資源”之間矛盾，卻需要國家有關(guān)部門用更長的時(shí)間來求解。按理說，食品和能源經(jīng)　濟(jì)并不相關(guān)，但是目前正在趨于緊密關(guān)聯(lián)。當(dāng)石油價(jià)格上漲時(shí)，食品價(jià)格也會上漲。據(jù)大連商品交易所公布信息稱，國內(nèi)玉米價(jià)格在過去9個(gè)月里上漲了近30%，其原因是人們把玉米用于生產(chǎn)燃料乙醇所致。

乙醇既是一種化工基本原料，又是一種新能源。

盡管目前已有著廣泛的用途，但仍是傳統(tǒng)觀念的市場范圍。未來乙醇作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的市場方向?qū)⒅饕w現(xiàn)在三個(gè)方面：

一是車用燃料，主要是乙醇汽油和乙醇柴油。這就是我們傳統(tǒng)所說的燃料乙醇市場，也是近期的（10年內(nèi)）容量相對于以后較小的市場（在我國約1000萬噸/年）。美國政府已制定了一個(gè)大力發(fā)展燃料乙醇的計(jì)劃，計(jì)劃到2011年，將汽油中（不包括柴油）的燃料乙醇用量由每年15億加侖（約450萬噸）至少提高到44億加侖（約1360萬噸）；

二是作為燃料電池的燃料。在低溫燃料電池諸如手機(jī)、筆記本電腦以及新一代燃料電池汽車等可移動電源領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景，這是乙醇的中期市場（10-20年內(nèi)）。乙醇目前已被確定為安全、方便、較為實(shí)用理想的燃料電池燃料。乙醇將擁有新型電池燃料30—40%的市場。市場容量至少是近期市場的5倍以上（主要是纖維原料乙醇）；

三是乙醇將成為支撐現(xiàn)代以乙烯為原料的石化工業(yè)的基礎(chǔ)原料。在未來二十年左右的時(shí)間內(nèi)，由于石油資源的日趨緊張，再加上纖維質(zhì)原料乙醇生產(chǎn)的大規(guī)模工業(yè)化，成本相對于石油原料已具可競爭性，乙醇將順理成章地進(jìn)入石化基礎(chǔ)原料領(lǐng)域。在我國的市場容量至少也在2000萬噸/年以上。乙醇生產(chǎn)乙烯的技術(shù)目前就是成熟的，隨著石油資源的日趨短缺和價(jià)格的上漲，乙醇將會逐步進(jìn)入乙烯原料市場，很可能將最終取而代之。如果要做一個(gè)形象而夸張的比喻的話，二十世紀(jì)后半葉國際石油大亨的形象將在二十一世紀(jì)中葉為“酒精考驗(yàn)”的乙醇大亨所替代。

燃料乙醇生產(chǎn)，除了它本身的經(jīng)濟(jì)性及對農(nóng)業(yè)、能源的好處之外，還有一些明顯的關(guān)聯(lián)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。一方面，燃料乙醇有著巨大的環(huán)保效應(yīng)，隨著它的推廣，可以大量節(jié)省大中城市治理空氣污染的費(fèi)用。北京市每年用于治理空氣污染的費(fèi)用需十幾億元，而現(xiàn)在空氣污染的主要來源是汽車尾氣。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測，北京市空氣污染60-70%是汽車尾氣造成的。在其它方面投資治理費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、費(fèi)資金，尾氣污染重點(diǎn)要在“油”上下功夫，只有這樣針對性強(qiáng)，效果才好。單乙醇汽油一個(gè)措施就可使尾氣污染減少三分之一，而需要的補(bǔ)貼值只有1.5億元左右。

另一方面，對于石化行業(yè)發(fā)展來說，燃料乙醇具有巨大的需求又是十分有利的。我國汽油的品質(zhì)的提高和石化產(chǎn)品（化纖）的發(fā)展，目前都受到石油中高辛烷值組分的制約。提高油品質(zhì)量，需要高辛烷值組分（如重整油），而發(fā)展化工和化纖（如聚酯纖維和苯系化工），也都需要高辛烷值組分。在石油中，高辛烷值組分的量是一定的（一般為石油的6%），雙方實(shí)際上在爭分這有限的資源。由于用于石化和化纖效益遠(yuǎn)好于汽油，為了滿足需要，每年還要專門進(jìn)口高辛烷值組分原料（石腦油，每年進(jìn)口200萬噸左右，其價(jià)格是石油的1.5倍），包括石化行業(yè)后來準(zhǔn)備發(fā)展的MTBE，也都是為了解決汽油的高辛烷值組分資源不足的問題。我們已經(jīng)接受了美國的教訓(xùn)，已經(jīng)確定了不再發(fā)展MTBE的產(chǎn)業(yè)政策，那么發(fā)展乙醇就是最好的選擇。我們可以單從全國汽油品質(zhì)提高所需高辛烷值組分的量來配套發(fā)展，用量也是很大的。比如說我們參照美國現(xiàn)行的一些配方，在汽油中只加7.7％的乙醇，也可以加5.7％的乙醇和5%的MTBE混合（均屬新配方汽油），年需求量至少在200萬噸以上。既解決了高辛烷值組分的緊缺，又節(jié)約了大量進(jìn)口的外匯支出。