文/程遠超

全球燃料乙醇生產(chǎn)推廣進展報告

文/程遠超

燃料乙醇生產(chǎn)推廣背景

自20世紀中期以來，石油成為世界上最重要的能源物資。石油危機給世界經(jīng)濟發(fā)展投下了濃重的陰影，可再生能源發(fā)展成為大趨勢。此外，汽車尾氣對環(huán)境的污染也日益嚴重，成為人類共同面對的一大難題。生物質(zhì)能源原料來源廣、可大規(guī)模開發(fā)、廉價和清潔的屬性，使之成為世界各國新能源競相發(fā)展的戰(zhàn)略首選。我國是世界生物質(zhì)資源大國，加快先進生物燃料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及高值化綜合利用，是加快新能源發(fā)展、緩解化石能源危機、減少PM2.5和溫室氣體排放、提高農(nóng)業(yè)資源綜合利用率的核心與關(guān)鍵。

世界許多國家都成立了專門的生物能源開發(fā)管理機構(gòu)，制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃，美國的國家生物質(zhì)能管理辦公室及其“能源農(nóng)場計劃”、“乙醇發(fā)展計劃”，巴西的國家生物質(zhì)能委員會及“燃料乙醇和生物柴油計劃”，印度的國家生物燃料發(fā)展委員會及“綠色能源”工程，以及法國政府的“生物質(zhì)發(fā)展計劃”，日本政府的“新陽光計劃”等等，這一系列大量積極務(wù)實的戰(zhàn)略舉措與激勵政策，加快了世界生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，并產(chǎn)生了重大社會效益和經(jīng)濟效益。據(jù)國際能源署（IEA）的最新統(tǒng)計，目前，全球開發(fā)利用的生物質(zhì)能源已占新能源的77%以上，其中，生物質(zhì)液態(tài)與氣態(tài)能源占生物質(zhì)能源利用總量的60%以上，而且這一比例還在加速攀升。

作為生物能源的主力軍，燃料乙醇具有無可替代的優(yōu)勢——使用方便，不需要改造現(xiàn)有汽車。添加10%的燃料乙醇到汽油中，可以減少汽車尾氣CO排放量的30%，烴類排放量的40%，同時減少CO2和氮氧化合物的排放。因此，燃料乙醇在許多國家得到了大力發(fā)展。

燃料乙醇生產(chǎn)推廣歷程

巴西、美國走在了世界燃料乙醇生產(chǎn)推廣的前列，全球大部分的燃料乙醇是這兩國生產(chǎn)的。中國、歐盟、加拿大、澳大利亞、中南美洲等國家和地區(qū)緊隨其后開始了燃料乙醇的生產(chǎn)和推廣。全球燃料乙醇年產(chǎn)量從1970年代的數(shù)十萬噸急速增長到了近7 000萬噸（2013年，見表1），推廣區(qū)域從巴西、美國發(fā)展到美、歐、亞、非、大洋各大洲。

表1 2013年燃料乙醇產(chǎn)量（美國農(nóng)業(yè)部） 單位：萬噸

1.中南美洲

巴西早在20世紀70年代就開始生產(chǎn)、推廣燃料乙醇，是目前世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國家，也是世界上最早推廣使用燃料乙醇的國家。1977年巴西開始使用E20汽油（含乙醇20%），1980年研制出使用含水乙醇的汽車發(fā)動機，所用燃料乙醇含水量達7.8%，目前，巴西全國有超過250萬輛汽車是由使用含水乙醇發(fā)動機驅(qū)動的，另有1 550萬輛車使用含乙醇22%～100%的E22乙醇汽油。

目前，巴西車用燃油的主要國家標準除柴油外僅有兩項，一是 Gasolina-E22，即 22%燃料乙醇+78%汽油；另一是Ethanol-E100，即93%燃料乙醇+7%水。靈活燃料車主可以自由選擇E22和E100的混配比例。政府主要職責(zé)是根據(jù)甘蔗收成和市場需求確定當年酒精與汽油的混配比例，即在糖價走高時，適當降低乙醇混配比例，反之，則提高比例。這也是政府自1998年開始規(guī)定，酒精汽油混配比例從按22%強制性混配調(diào)整為可根據(jù)酒精的供給情況在22%～25%進行混配的重要原因。2013年，巴西生產(chǎn)燃料乙醇1 872萬噸，占全球產(chǎn)量的26.75%。

秘魯2013年產(chǎn)乙醇約18.9萬噸，消費6.7萬噸。立法規(guī)定自2010年起，汽油中必須混配7.8%的生物乙醇。墨西哥、哥倫比亞等國計劃推廣E10乙醇汽油，阿根廷計劃使用E15乙醇汽油。

2.北美洲

美國是第一大燃料乙醇生產(chǎn)國，2013年產(chǎn)量達3 972萬噸，占全球產(chǎn)量的56.77%。在糧食主產(chǎn)區(qū)的幾個州強制推廣E15，其他地區(qū)強制推廣E10/E85供消費者自由選擇。

1979年，第二次石油危機爆發(fā)，美國國會為保障國家能源安全考慮，出臺聯(lián)邦政府燃料乙醇發(fā)展計劃，大力推廣含10%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇產(chǎn)量因此從1979年的3萬噸快速增長至1990年的260萬噸。1990年，美國國會通過《清潔空氣法修正案》規(guī)定，1992年開始39個一氧化碳超標地區(qū)強制采用10%的乙醇混合汽油。1995年開始9個臭氧超標地區(qū)強制使用5.7%的乙醇混合汽油。環(huán)保要求的提高為陷入低油價泥潭的美國燃料乙醇行業(yè)注入了活力。2007年，美國《能源獨立及安全法案》獲得通過，其中具體規(guī)定了未來15年中燃料乙醇的強制使用標準，到2015年美國一半以上的新車將使用含85%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇再次迎來了一輪高速增長，2010年燃料乙醇產(chǎn)量達3 500萬噸。根據(jù)美國能源部公布的資料可以看出，近年來美國燃料乙醇的生產(chǎn)與使用獲得迅猛發(fā)展：1993年年產(chǎn)量突破38億升，2002年突破76億升也用了10年時間，2004年則超過了114億升。根據(jù)美國能源部的計劃，到2025年可再生物質(zhì)生產(chǎn)的生物燃料將代替從中東進口的石油的75%，到2030年將用生物燃料代替現(xiàn)在汽油使用量的30%，屆時將需要燃料乙醇2 280億升（1.8億噸左右）。

加拿大已形成規(guī)模生產(chǎn)，并正逐步推廣使用乙醇汽油。其各省對燃料乙醇的使用要求不同，其中安大略省已立法，要求汽油中必須含有10%的燃料乙醇，溫尼泊省也是10%，而薩斯喀則溫省要求為7.5%。

3.歐盟

近十年來，歐盟燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速，消費量從2002年的0升/天驟增至2011年的1 300萬升/天（見表2、3）。已成為重要的燃料乙醇生產(chǎn)區(qū)和消費區(qū)，2013年產(chǎn)量達409萬噸，占全球產(chǎn)量的5.85%。各國推廣E5～E8乙醇汽油。

表2 歐盟燃料乙醇消費量

表3 歐盟各國燃料乙醇消費和生產(chǎn)量

4.亞洲

我國是第三大燃料乙醇生產(chǎn)國，2013年產(chǎn)量達208萬噸，占全球產(chǎn)量的2.97%，在部分省市封閉推廣E10。2000年以來，我國原油對外依存度由30%上升至國際公認警戒線（50%）以上，達到58%，高于美國的53%。我國能源安全已成為不可忽視的問題（如圖1）。

現(xiàn)在，雖然對合作社沒有直接的考核任務(wù)，但在精準扶貧和鄉(xiāng)村振興的背景下，一些地方干部和扶貧干部出于政績宣傳的考慮，仍熱衷辦合作社。

在能源安全受到威脅，并且國內(nèi)存在存糧需要消化的背景下，我國在2002年前后開始推廣用存糧做燃料乙醇（見表5）。

2006年以前，玉米乙醇受政策扶持率先發(fā)展，但因“與人爭糧”矛盾突出，2006年后政策轉(zhuǎn)而全面限制玉米乙醇的大規(guī)模推廣，補貼也被不斷下調(diào)，玉米乙醇產(chǎn)量增速因此大幅下滑。國家批準建設(shè)燃料乙醇定點的其中4家企業(yè)采用的是1代技術(shù)，由于糧食占成本的主要部分，達到70%以上，隨著糧食價格的上漲，成本進一步上升。以中糧生化為例，2011年，公司燃料乙醇生產(chǎn)成本為8 182元/噸，而銷售價格僅為5 657元/噸，公司完全依賴政府補貼才能維系生存。根據(jù)國家政策規(guī)劃，黑龍江等10個省區(qū)已開始燃料乙醇汽油的試點工作。從數(shù)據(jù)看，國內(nèi)燃料乙醇供需仍存在一定缺口（見表4）。在玉米乙醇成本高企，政府全面限制國內(nèi)糧食乙醇產(chǎn)能規(guī)模進一步擴張的情況下，以纖維素乙醇為代表的非糧乙醇將逐漸成為國內(nèi)燃料乙醇的主要組成部分，未來市場空間較大。由于現(xiàn)有燃料乙醇定點資質(zhì)的多為玉米乙醇企業(yè)，其產(chǎn)能擴張受到政策與高成本的雙重限制，實際產(chǎn)量增長緩慢。目前，現(xiàn)有試點地區(qū)內(nèi)燃料乙醇需求無法被完全滿足，玉米乙醇已無法滿足《可再生能源中長期規(guī)劃》、《可再生能源“十二五”規(guī)劃》對未來我國燃料乙醇利用量大幅提升的要求。出于國家能源安全、糧食安全與企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，燃料乙醇勢必走向大規(guī)模發(fā)展“非糧”的時代。目前，國內(nèi)以糧食秸稈、玉米芯為原料的2代纖維素乙醇生產(chǎn)已經(jīng)具備基本技術(shù)條件，山東龍力生物、中糧肇東、河南天冠和安徽豐原都已完成纖維素乙醇中試，并開始運行或建設(shè)工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)線。同時，企業(yè)也在積極申報定點供應(yīng)資質(zhì)。纖維素乙醇已經(jīng)燃起星星之火。

圖1 我國原油對外依存度已超越美國，燃料乙醇政策扶持不斷加強

表4 我國燃料乙醇年產(chǎn)量

表5 國內(nèi)燃料乙醇政策規(guī)劃與發(fā)展目標

我國燃料乙醇的發(fā)展還存在很多制約因素亟待解決：

一是燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位與政策扶持力度不匹配，國家缺少統(tǒng)一的生物能源管理機構(gòu)。本世紀初，我國已把發(fā)展可再生能源定格為國家戰(zhàn)略。先后出臺了《可再生能源法》《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等鼓勵生物燃料發(fā)展的政策法規(guī)。但是我國對生物燃料規(guī)?；l(fā)展對減少PM2.5和溫室氣體排放上的作用認識和重視不夠，特別是隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，美國、歐盟甚至東南亞都在持續(xù)加大對生物質(zhì)燃料生產(chǎn)推廣的政策支持，而我國所出臺的鼓勵政策不配套，實施細則不完善，沒有發(fā)揮出應(yīng)有的政策導(dǎo)向作用。特別是對1.5代生物燃料的推廣使用、2代生物燃料的技術(shù)創(chuàng)新、研究開發(fā)缺乏系統(tǒng)、連續(xù)和穩(wěn)定的政策支持，從而導(dǎo)致生物燃料的推廣應(yīng)用積極性受到影響，技術(shù)創(chuàng)新投入也步履維艱。2007年以糧食為原料的燃料乙醇停止審批，直到2012年又核準了2家分別以木糖渣和甜高粱為原料的共10萬噸產(chǎn)能，2013年核準了4家以木薯為原料的共65萬噸產(chǎn)能。目前，我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，2015年前400萬噸規(guī)劃目標很可能落空。政策因素?zé)o疑在制約著我國生物燃料的規(guī)?；l(fā)展。缺乏統(tǒng)一的生物能源管理機構(gòu)，具體運行中的一些細小問題解決困難。由于國家部門工作程序不一致，使燃料乙醇實際市場需求和指令性計劃的矛盾一直得不到及時解決。根據(jù)國家發(fā)改委推廣燃料乙醇的政策要求，為了確保封閉推廣區(qū)域的市場供應(yīng)，燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)市場的實際需求保證供給，也就是說市場需要多少燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)必須生產(chǎn)多少。而國家補助則是按每年年初制定的燃料乙醇計劃數(shù)執(zhí)行。另外，為鼓勵和引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展非糧燃料乙醇，國家出臺了一些扶持政策。由于沒有明確的認定程序，雖然天冠集團和安徽豐原分別改造了30萬和17萬噸木薯乙醇產(chǎn)能并通過了驗收，但是近年來兩家生產(chǎn)企業(yè)銷售的木薯燃料乙醇至今沒有得到應(yīng)有的扶持。

二是生物燃料乙醇的功能定位和宣傳不夠，沒有體現(xiàn)出乙醇作為汽油品質(zhì)改良劑的實質(zhì)功能，使社會層面對乙醇汽油認識不足。生物燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不是簡單替代油品使用，它是優(yōu)良的油品質(zhì)量改良劑，它既是增氧劑，又是汽油的高辛烷值調(diào)和組分（一般汽油的辛烷值最高為97，乙醇的辛烷值為112。辛烷值為我國汽油的標號值，10%的乙醇加入量可提高汽油近3個標號）。當前我國正面臨著油品質(zhì)量升級（國三到國四、國五）、降低PM2.5排放等問題，但煉油行業(yè)普遍采取的限錳、降硫，降烯烴等工藝會導(dǎo)致汽油辛烷值損失較大，而我國高辛烷值組分油資源本身就缺乏。乙醇中既不含硫、烯烴、芳烴，辛烷值又高，同時可以降低50%左右的PM2.5排放，是最綠色環(huán)保、安全有效、可再生的汽油辛烷值添加劑。美國、歐盟、加拿大、澳大利亞等國的實踐已經(jīng)充分證明：乙醇作為高品質(zhì)汽油中不可或缺的重要組分，是對MTBE為代表的傳統(tǒng)石化基汽油調(diào)和劑的最佳替代品（由于污染地下水問題，美國、澳大利亞等國已禁用MTBE。其中美國走了30年使用MTBE的彎路之后，又回過頭來再走乙醇代替MTBE的路子，其經(jīng)驗教訓(xùn)可幫助我們更正確的認識燃料乙醇）。使用乙醇作為汽油的改良劑，是對國家、環(huán)境、農(nóng)民、石化企業(yè)、生物能源產(chǎn)業(yè)諸方有利、多家共贏的最佳選擇。

三是政策扶持力度偏低。生物能源作為具有特殊戰(zhàn)略性意義的新興產(chǎn)業(yè)，因其使用的對象是龐大的傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，世界各國都在定價機制、財政稅收、投資金融等方面給予優(yōu)惠和扶持。我國生物燃料的規(guī)?；l(fā)展正處于關(guān)鍵階段，無論是生物質(zhì)資源的收儲運體系構(gòu)建、產(chǎn)品供應(yīng)鏈和市場成熟度都無法與現(xiàn)有的化石能源相比，但在產(chǎn)業(yè)政策中又得不到應(yīng)有的合理的鼓勵和扶持。例如，美國給予纖維乙醇等第2代先進生物燃料以高額補助（噸纖維乙醇約2 150元RMB），我國已出臺木糖渣生產(chǎn)的纖維乙醇補貼政策為每噸纖維乙醇800元RMB。由于與美國政策力度差距較大，將制約我國在這一新領(lǐng)域長期處于競爭優(yōu)勢的后續(xù)發(fā)展能力。

日本目前尚未大規(guī)模使用燃料乙醇，由于資源缺乏，目前只有含3%乙醇的汽油供應(yīng)。政府計劃2020年前，50%以上汽車使用乙醇汽油，2030年所有汽車使用乙醇汽油。

泰國政府對燃料乙醇的生產(chǎn)使用十分重視，擬建立年產(chǎn)100萬噸燃料乙醇生產(chǎn)能力，在全國推廣使用E10乙醇汽油。2013年6月27日，廣東中科天元新能源科技有限公司為泰國Ubon Bio Ethanol有限公司設(shè)計、建造的以干鮮木薯、糖蜜為原料日產(chǎn)40萬升燃料乙醇廠順利通過驗收。為了減少對石油的依賴，泰國能源部正采取多種措施，積極推廣乙醇汽油。措施包括：與知名品牌汽車廠合作，在各類現(xiàn)有汽車及摩托車上加裝轉(zhuǎn)換裝置；從價格等方面實行優(yōu)惠，推動E85乙醇汽油（85%乙醇）的廣泛應(yīng)用；與郵政部門進行試點合作，對首批200輛至300輛長途運輸汽車進行E85乙醇汽油改裝試驗；加強對民眾的宣傳，消除老百姓對使用乙醇汽油的誤解。

菲律賓2009年2月頒布新的法律：《生物燃料法案》，要求汽車燃料用汽油至少含有5%的乙醇，到2011年達10%。關(guān)于生物乙醇使用，法律明文規(guī)定本地生產(chǎn)的生物乙醇要高于進口生物乙醇。然而，本地生產(chǎn)的數(shù)量遠遠供不應(yīng)求。

5.非洲

肯尼亞、烏干達、南非都在積極發(fā)展以甘蔗、甜菜為原料的燃料乙醇的生產(chǎn)。

6.大洋洲

澳大利亞絕大多數(shù)新的和許多較老式的汽車及輕量化商用汽車可使用E10，E10已在澳大利亞NSW、ACT和Queensland省的400個加德士加油站出售。加德士澳大利亞公司推出的Bio E-Flex燃料（E85）在一百多個大城市和地區(qū)使用，僅適用于靈活燃料汽車。

未來展望

燃料乙醇作為汽油的改良劑和可再生替代品，在石油資源日漸匱乏、環(huán)保問題日益嚴峻的形勢下成為世界性發(fā)展方向，隨著車輛保有量的快速增加，其生產(chǎn)、推廣規(guī)模迅速擴大的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，1代燃料乙醇因消耗糧食而飽受爭議，未來以木薯、甜高粱、木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)為原料的非糧燃料乙醇將是主要發(fā)展方向。

美國燃料乙醇年產(chǎn)量足以供應(yīng)全國E10乙醇汽油混配需求，未來將大力發(fā)展纖維乙醇以提高乙醇汽油中燃料乙醇的含量，目前該國已經(jīng)有4家纖維乙醇企業(yè)投產(chǎn)?？偖a(chǎn)能達到20萬噸/年。接下來還會有大量的企業(yè)投產(chǎn)、運行這種以秸稈、能源草、林業(yè)廢棄物等木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)為原料的燃料乙醇廠。巴西已經(jīng)開建以甘蔗渣為原料的纖維乙醇廠，意大利投產(chǎn)了以麥秸、蘆竹為原料的6萬噸/年的纖維乙醇廠。西班牙、丹麥、瑞典、德國等國家也在積極發(fā)展纖維乙醇。

我國近期將以大力發(fā)展木薯和甜高粱燃料乙醇為主，遠期將是發(fā)展以秸稈、林業(yè)廢棄物為原料的燃料乙醇。每年可能源化利用的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)達2～3億噸，可生產(chǎn)燃料乙醇3 000～4 000萬噸?？商娲覈拖M量的20%～30%，潛力巨大，前景光明。