生物液体燃料的发展方向与潜力

        一、生物液体燃料(生物燃油)是中国今后开发利用生物质能的一个主要方向1.1生物液体燃料产业的主要驱动因素是石油安全

        生物质能资源包括农作物秸秆和农业加工剩余物、薪材及林业加工剩余物、禽畜粪便、工业有机废水和废渣、城市生活垃圾和能源植物，可转换为多种终端能源如电力、气体燃料、固体燃料和液体燃料，其中受到最多关注的是生物质液体燃料(生物燃油)。世界不少国家已经开始发展生物燃油产业(包括生物燃油加工业以及其相关产业，如能源农业和能源林业)，其中共同的目的在于保障石油安全。

        2004年中国石油净进口量为1.2亿吨，消费量为3.1亿吨，进口依存度达到了38.7%；国际能源署(IEA)预测中国到2010年、2020年石油进口依存度将达到61.0%和76.9%。石油进口量和进口依存度的迅速攀升给中国石油安全带来了日益严重的影响；中国的石油安全问题也引起了一些国家的顾虑。国产的石油和石油替代燃料能否“养活中国”呢？与资源有限的煤炭液化和国内油气资源开发等手段相比，资源可再生而且潜力巨大的生物燃油技术也受到了越来越多的关注。巴西生物燃油产业利用蔗糖发酵制取生物乙醇，2002年消费量达到了104亿公升，替代率接近40%。

        美国和欧盟国家在生物燃油产业方面也有丰富的经验。不过巴西的发展背景与中国更为接近。巴西生物燃油产业(以生物乙醇工程为开端，后来又发展了生物柴油)源于1975年，起因主要有二：一是出于国家能源安全和经济发展的考虑，在1973-1974年第一次石油危机中，由于巴西80%的燃料依赖进口，油价暴涨使巴西损失了40亿美元，经济也受到沉重打击；其次是为了促进国内种植业的发展和保护农民的利益，因为巴西是全球最大的甘蔗种植区。

        1.2发展生物燃油产业将带来显著的环境效益

        能源农林业的大规模发展可以有效地绿化荒山荒地、减轻土壤侵蚀和水土流失。大量使用生物燃油对中国大气环境的保护和改善也有着突出的意义：与化石燃料相比，生物燃油的使用很少产生NOx和SOx等大气污染物；由于生物质CO2的吸收和排放在自然界形成碳循环，其能源利用导致的CO2排放远低于常规能源。到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨(这一数据是基于能源研究所2005年“中国能源中长期开发利用前景分析”研究项目的生物质能部分的情景分析；情景分析中能源林业以生产生物柴油原料为主，能源农业以生产生物乙醇原料为主；其中2020年、2030年、2050年预计开发量为：生物乙醇0.039、0.079、0.16亿吨，生物柴油0.15、0.33、0.89亿吨)，则可绿化约3000万公顷荒山荒地，减排约3.1亿吨CO2。

        1.3发展生物燃油产业将为中国“三农”问题的解决做出相当的贡献

        建设从能源农林业到生物燃油加工业的生物燃油产业链可以成为中国解决“三农”问题的一个有力手段。

        1.3.1带动农业经济和林业经济

        2020年生物燃油开发量预计为1900万吨左右，初步估算可给国家和地方创产值1000亿元。到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨，将创造5000亿元左右的年产值、吸纳1000万个以上的劳动力(主要是能源农林业接纳的就业)，并为带动农村经济发展起到极大的作用；形成这部分生物燃油产能的初始投资(主要是产业建设投资，荒地改造和树种等费用相对较低)预计可以控制在1.0万亿元以内：年产值与产能投资的比值(大于1：2)大于某些常规能源产业的比值(例如，火电的年产值与产能投资的比值约为1：2.5)。

        1.3.2创造大量就业特别是农村地区的就业

        可以吸纳1000万个以上的劳动力，其中主要是农村劳动力，这有利于缓解农村大量劳动力闲置的局面。

        1.3.3为中国的城镇化建设提供有力支持

        一方面，中国的城镇化建设提高了人均能源需求量，特别是人均燃油需求量；另一方面，城镇化建设需要与之相伴的产业建设和就业机会的创造(一定程度上还需要增加在农村的就业机会以缓冲农村向城镇的移民浪潮)：能源农林业(和生物燃油加工业)在这两方面都可以发挥重要作用。二、中国生物燃油发展现状与趋势

        2.1中国发展生物燃油产业已有一定的技术基础

        生物燃油产业的核心技术是生物燃油技术和能源作物的选育和种植技术。自“八五计划”期间已经开始生物燃油资源与转换技术的研究开发，采用传统技术用粮食和油料作物生产醇类和油类产品，这只限于在食品与轻工产业；制取燃料作为交通能源产业建设则是在“九五计划”期间由原国家计委公布实施。能源作物的概念对中国来说是较新的，但其选育和种植技术的相关研究实际上已有数年的基础。

        2.1.1“陈化粮”制生物燃油

        目前生物燃油的主要原料为“陈化粮”。严格来说，以“陈化粮”制取生物乙醇并不能算在能源农业的范畴，因为就其主要用途而言粮食作物与能源植物有本质区别。但这也为发展生物乙醇技术积累了技术经验和产业基础，待甜高梁等能源植物资源得到发展后，即可进行原料转移。

        经国务院批准，原国家计委2001年4月17日发布中国实施车用汽油添加燃料乙醇的决定。同时国家质量技术监督局颁布了“变性燃料乙醇”和“车用乙醇汽油”两个国家标准。国家投资50余亿元，批准全国建立4个以消化“陈化粮”为主要目标的燃料乙醇企业，目前均已投产，总生产能力100余万吨。粮食为燃料乙醇原料，每吨超过3000元，含加工费后，燃料乙醇成本超过4000元/吨。

        国家规定2004年10月起黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北及江苏的部分地区，强制封闭使用车用乙醇汽油。到2005年，上述各省及其所辖市区，军队特需和国家特种储备除外，全部实现车用乙醇汽油替代其他汽油。

        2.1.2能源农业作物甜高梁和甘蔗

        科技部国家“863计划”支持的“甜高粱茎秆制取燃料乙醇”项目提供的甜高粱品种，种植技术和燃料乙醇加工技术已经较为成熟。目前已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江省、内蒙古自治区、新疆维族自治区、辽宁省和山东省等地，建立了甜高粱种植、甜高粱茎秆制取燃料乙醇加工的基地。

        甜高粱茎秆为燃料乙醇原料，每吨收购价2000元，含加工费后，燃料乙醇成本低于3500元/吨。16吨甜高粱茎秆(中国北方平均4亩耕地的产量)可以制取1吨燃料乙醇。废渣还可以制取500公斤生物柴油。甜高粱制取乙醇仅用其茎秆，甜高梁籽粒仍然作为粮食使用(不用于发酵制乙醇)。它的适应性也很好：中国10℃以上年度有效积温2000℃以上的地区都可以种植；同样情况下，甜高粱比其他作物抗旱、抗涝和耐盐碱。

        甘蔗是中国重要的糖料作物，近几年，广西、云南、贵州等省种蔗致富对脱贫起了一定作用，但糖的消费量有限，并且由于合成甜味素的冲击，甘蔗种植面积有大幅波动；而燃料乙醇市场需求量大，所以甘蔗在中国南方地区是最有可能大量用于生产燃料乙醇的糖类原料。大致4亩的甘蔗产量可制取1吨乙醇，与甜高梁近似；蔗渣同样可制取生物柴油。

        此外，亩产乙醇量高于普通甘蔗的“能源甘蔗”在澳大利亚等国已培育成功；中国在能源甘蔗方面的研究也已经起步并得到了较快的发展。

        2.1.3能源林业作物麻疯树和黄连木

        中国开展能源林业作物的研发已有成果，南方已建有产业。如利用菜籽油、籽油、乌桕油、木油、茶油等原料小规模生产生物柴油的案例。近年来，为了不与食用油和工业用油争原料而开发了麻疯树果实、黄连木籽等作原料制取生物柴油技术，初步具备商业化发展的条件。

        四川利用麻疯树果实为原料建成了设计能力10万吨的柴油加工厂，现年产能力为2万吨，并制定了企业标准。制约生物柴油发展的因素是原料价格。麻疯树果实购入1.4元/公斤，每吨生物柴油需麻疯树果实3吨多，每吨生物柴油的原料成本超过4000元。种植麻疯树亩产生物柴油可接近200公斤。

        黄连木籽含油率在30%左右。按每亩种植40棵、每棵产果20公斤计，则亩产生物柴油约200公斤，与麻疯树的产量接近。

        麻疯树和黄连木在中国相当面积的地域都适宜栽种；随着相关科研工作的进行，完全有可能发现或培育出其他拥有相近或更高生物燃油产量的、适宜更广泛的栽种地域的能源树种(包括麻疯树和黄连木的改良树种)。

        2.1.4生物燃油产业的经济效益

        以种植生产乙醇的甜高梁为例，按照内蒙古的试点经验，与种植普通玉米相比，每亩可增收140元。

        种植麻疯树的收益也较高：即便按较低的亩产量450公斤计，每亩收益也达630元。

        目前生物燃油的成本比化石燃油要高一些，但技术革新对降低成本的潜力是巨大的。以巴西为例，每吨乙醇的成本从开始时的800美元下降到目前的300美元。此外，由于资源有限、不可再生，化石燃油的价格始终会上涨，生物燃油相比之下将有更强的价格竞争力。

        2.2中国生物燃油加工业目前的规模和产品价格

        中国生物柴油产业刚刚起步，目前的年产量不到3万吨；但发展势头较好。

        2005年4月1日，安徽成为继黑龙江、吉林、辽宁、河南之后的第五个推广试用乙醇汽油的省份，中国燃料乙醇生产能力达到82万吨/年，如表5。安徽丰原集团正在建设20万吨/年燃料乙醇装置，年内即可投产，届时中国的燃料乙醇产量将达到102万吨/年。燃料乙醇价格按汽油出厂价格的0.911与销售单位(石化厂或加油站)结算，亏损部分由国家补贴。

        2.3中国生物燃油产业的发展潜力与前景

        2.3.1中国具有发展生物燃油产业的巨大空间

        中国发展生物燃油的资源潜力主要取决于用作种植能源植物的土地资源面积和单位面积产量。

        能源农业可利用的土地资源有：947万公顷的宜耕土地后备资源，按60%的垦殖率计入；2003年有72.24万公顷的高梁种植面积，按80%的甜高梁推广率计入；在全国800万公顷盐碱化耕地中，用中国已开发成功的技术加以改造的面积约为167万公顷，按80%的利用率计入。总计759.6万公顷土地可用于能源农业。按种植甜高梁计(种植普通甘蔗的生物燃油亩产量与之接近)，则可生产生物乙醇约2850万吨，生物柴油1425万吨。以上部分所利用的土地与规划中的农业用地并无多大冲突。比如说，按照粮食生产中长期预测，粮食部门所需的耕地面积并无增加，因为提高单产的潜力足以满足中国粮食需求的增加。 (责任编辑：泉水)

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