ｔ燃料乙醇的水耗为例，我国各主要企业水耗一
般在１０ ｔ左右，美国一般为３～５ ｔ，可见我国与世 界先进水平之间的巨大差距。另一方面，由于生物 原料供应问题，单一企业规模难以扩大到与石油炼 制相当的水平，依靠规模效应、全厂优化等方法降 低能耗、水耗的方式受到限制。 由于原料、技术等因素影响，以生物燃料为代 表的生物炼制企业普遍存在产品成本较高的问题。 为此国家对生物炼制产业给予一定的优惠和补贴， 以促进产业发展。以燃料乙醇为例，国家对批准生
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覃伟中等：生物炼制与石油炼制一体化——促进我国生物质能源发展的有效对策之一
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产燃料乙醇的定点企业免征变性燃料乙醇５％的消 费税；对企业生产变性燃料乙醇的增值税实行先征 后返；企业生产变性燃料乙醇所使用的陈化粮享受 陈化粮补贴政策；并对定点企业在变性燃料乙醇生 产、调配、销售过程中发生的亏损实行定额补贴。 在实施过程中，国家每年需补贴燃料乙醇企业 １０亿～２０亿元，这对于我国生物炼制产业规模的 扩大十分不利。 从产业长远发展角度来看，发展替代能源是维 护我国能源安全的重要组成部分，在今后一段时 期，我国生物炼制产业的主要目标仍是解决生物燃 料生产的原料供应和技术问题，因此发展的重点还 将集中于生物燃料原料和产品生产及相关技术研发 和大规模应用方面。但在中远期，生物炼制产品必 将由能源拓展到材料和化学品。发达国家已开始研 究利用生物质大规模生产材料和化学品的问题，并 有相当规模的工业化应用【ｌ ５。１６］。因此尽管存在一 定困难，在建设生物炼制企业时，除考虑近期重点 发展生物燃料外，也应规划中期和长远发展，便于 在未来增加产品种类，扩大生产规模。这就需要在 当前产业规划、项目和企业配套设施建设等问题上 做到远近兼顾，综合考虑。 ２
ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ
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ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａ ｎｅｗ ｉｄｅａ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈａｔ ｂｉｏｒｅ“ｎｅｒｙ ａｎｄ ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｅｒｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｉｎ ｓｔｕｄｉｅｄ
第６１卷
第７期
化工学报
ＣＩＥＳＣ
Ｖ０１．６１
Ｎｏ．７ ２０１０
２０１０年７月
Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｊｕｌｙ
生物炼制与石油炼制一体化 促进我国生物质能源发展的有效对策之一
覃伟中，李
强，朱
兵，陈丙珍
（清华大学化学工程系，北京１０００８４）
摘要：生物炼制是与石油炼制互补的新型工业生产模式，对我国生物质能源发展有重要作用。我国生物炼制产 业发展目前处于起步阶段，面ｌ临着原料、技术等问题。针对我国国情，提出了在条件适当地区，生物炼制企业 建设采取生物炼制与石油炼制一体化建设的设想。以燃料乙醇项目建设为例，通过对单独建设和一体化建设两 种方案的比较，从成本、未来发展和原料供应等方面分析了一体化建设的优势。研究表明生物炼制与石油炼制 一体化模式将对我国能源、化工等行业的可持续性发展起到促进作用。 关键词：生物炼制；石油炼制；一体化
生物炼制与石油炼制一体化设想
由于生物炼制与石油炼制的相似性，如果将生
表ｌ
Ｔａｂｌｅ ｌ
某燃料乙醇项目和某石油化工项目基本投资及能耗、水耗情况
Ｂ嬲ｉｃ ｉｎＶ嚣ｔｍｅｎｔ－ｅｎｅｒ酣粕ｄ ｗａｔｅｒ ｃｏ砸ｕｍｐｔｉ仰ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｆｕｅｌ ｅｔｈａｎｏＩ ａｎｄ ｏｉｌ ｒｅｆｉ耻ｒｙ ｐｒｏｊｅｃｔｓ
中图分类号：ＴＱ ０２８．８
文献标识码：Ａ
文章编号：０４３８—１１５７（２０１０）０７—１６５３一０６
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｒｅｆｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｅｒｙ：
ａｎ
ｅｆｆｅｃｔｉＶｅ ｗａｙ ｏｆ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｄｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏｍａｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
引
言
生物炼制的概念最早在１９８２年被提出叫。生
通过热化学、化学或生物方法等降解成为一些中间 平台化合物，如生物基合成气、糖类（如葡萄糖、 木糖等），然后再加工成为生物燃料或化学品，如 乙醇、甘油、乳酸等悟３｜。近年来，我国经济快速 发展，能源消费不断增长，其中石油消费增长尤其
物炼制是与石油炼制平行的新型工业生产模式，以 生物质（如淀粉、半纤维素、纤维素等）为原料，
ａ
ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ
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（Ｄ印ｎｒ￡优Ｐｎ￡ｏ，西踟ｉｃ口Ｚ勘ｇｉ扎ＰＰｒｉｎｇ，几ｉ，ｌ办鲫ｍ妇＂ｉ￡了，ＢＰ巧ｉ行ｇ １０００８４，砚ｉ加）
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物炼制企业与大型石化企业的生产过程结合起来， 对公用工程、副产品综合利用及控制管理流程进行 优化配置，可产生显著的协同效应，创造良好的经 济、社会和环境效益。大型生物炼制企业的规划和 建设涉及工业、农业、林业等多方面，在项目规划 和建设时，应该积极鼓励考虑当地已有的石化企业 基础，在相关技术条件满足要求时，两类企业建设 可以相互结合，采取一体化设计、建设、生产。对 于生物炼制企业，这在一定程度上可以实现建设和 生产成本最小化，同时实现原料利用效率、土地利 用效率和产品价值最大化，同时也可减轻国家对生 物炼制企业的补贴压力。 本文以３０万吨燃料乙醇生产项目为例，根据 燃料乙醇和石油化工项目建设投资和生产运行情 况，计算方案１（燃料乙醇项目单独建设）和方案 ２（燃料乙醇项目同适当规模的石化项目一体化建 设）的建设、生产和运输等费用，以比较两种方案 的优劣，分析生物炼制与石油炼制一体化设想可能 的效益。数据来源于作者的调研和测算。３０万吨 燃料乙醇生产项目同千万吨级石油化工生产项目的 投资、能耗、水耗等基本情况见表１。 ２．１建设成本和生产成本优势 方案１和方案２的建设成本情况如表２所示， 方案２的建设成本只相当于方案１的８０％左右， 即可节约投资１亿～２亿元。在方案１中，各项设施
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Ｐｒｏｇｒａｍ（２００６ＢＡＣ０２Ａ１７）．
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迅速。２００９年我国原油的进口依赖程度超过５０％。 在此背景下，发展生物炼制、利用可再生的生物质 资源成为了我国能源供应的战略选择之一，得到了 政府和企业的大力支持［４。５］。近年来，生物炼制产 业尤其是生物质能源产业得到了迅速发展，企业和 产业规模都不断扩大，但也面临许多问题，如原料 供应困难、生产成本过高等¨］。由于生物质资源的 特殊性，这些问题单纯依靠生产技术研发、企业规 模扩大等方式难以得到妥善解决，需要系统化、多 角度、多选择的组合方案［７］。借鉴石油炼制的经 验，有条件地结合两种生产模式，实现生物炼制与 石油炼制一体化，是促进我国生物质能源发展的有 效对策之一。 目前，有学者已经等［Ｂ］提出了借鉴石油炼制 的经验，在生物炼制生产中引入石油炼制生产的设 想。Ｔｈｏｍａｓ等［９］根据生物炼制技术的最新发展， 初步讨论了利用传统石油炼厂加工生物原料的技术 可行性。这些研究仅从技术角度提出了将两种炼制 结合的构想，对于其技术经济性、实际可操作性尚 未深入分析，未考虑实施方案，尚无实际应用。本 文主要针对这些问题，从实际生产方案比较出发， 分析了生物炼制和石油炼制一体化同单独建设相比 所能产生的效益和影响。对部分大型生物炼制项目 和石油炼制项目在建设时进行一体化统一规划，可 以获得明显的经济效益和社会效益，这对缓解我国 生物炼制产业发展所面临的问题有特殊意义。 １
他均主要使用玉米、小麦等粮食原料‘１４］。由于我 国生物炼制产业发展时间短，而燃料需求相对较 大，加上人口众多，土地资源尤其是耕地紧缺，使 产业发展面临一系列问题。 首先，原料供应在一段时间内依然是制约生物 炼制产业发展的主要瓶颈问题。我国生物炼制产业 坚持“因地制宜，非粮为主”，主体原料正转向第 二代非粮作物，其中燃料乙醇正在向木薯、甜高粱 等原料发展，生物柴油向新型油料作物、油料林木 果实等原料发展。对于资源总量最为丰富的纤维素 类原料，由于技术原因，距离其大规模利用还有一 段距离［５ ６｜。目前，由于大部分非粮原料的土地开 发和种植时间不长，农林业生产技术还不成熟，因 而其产品产量、品质、生产周期等尚不稳定，作为 稳定的工业原料来源存在一定问题。其次，相关工 业转化技术也存在制约因素，在第二代原料中，只 有以木薯为原料的燃料乙醇在我国真正实现了大规 模工业化生产，利用甜高梁、秸秆、新型油料植物 等原料的生产技术等均仍处于中试研究或初步开发 阶段。第三，大部分非粮作物的种植主要需要利用 各类边际土地，种植地域分布上相对于粮食更加分 散，并且都有一定地域局限性，例如木薯只适合广 东、广西和海南等地区种植，这就增加了原料收集 运输的困难，也极大地限制了生产企业的选址。此 外，我国燃料乙醇定点企业绝大多数位于内陆，且 独立于炼油厂单独布局，原材料和产品运输以火车 和汽车为主，乙醇物流运输成本高。因此，在这些 问题解决之前，原料供应仍将是生物炼制企业面临 的首要问题。 由于起步较晚，我国生物炼制总体技术落后于 美国、巴西等先进国家，这对于生物炼制产品的经 济和环境竞争力有很大影响。这一点突出体现在产 品生产效率相关指标上，如能耗、水耗等。以生产