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。

Iogen工艺：加拿大Iogen公司开发以麦秆等为原料，工艺特点集中在前处理上下工夫。

纤维酶的加水分解反应和成（乙）醇发酵分别进行。

目前，Iogen公司用示范装置生产生物乙醇的同时，并由石油炼制公司Potro Canada正进行实用装置设计。

NEDO工艺：日本NEDO工艺的特点在于前处理用浓硫酸加水分解，纤维素、半纤维素选择性变换为葡萄糖和C5、C6单糖，为其转化为乙醇，采用经遗传基因操作培育的酵母或细菌。

为了由纤维素原料实用规模生产燃料乙醇，考虑到验证实验所需时间，预计还需3～4年。

此外，在美国能源部资助下有6家公司，用纤维素原料（农作物废料、牧草等）开发生产乙醇的工业方法，除采用生物工程的办法外，还有先把生物质气化，再用合成气生产乙醇的办法。

这6家公司总投资超过12亿美元，能源部资助3.85亿美元。

能源部的目标是2012年纤维素乙醇的生产成本能与汽油竞争。

美国《世界炼油商务文摘周刊》2007年6月11日报道，大规模生产能与汽油在成本上竞争的纤维素乙醇可能只需要两年时间。

工业示范工厂在两年内建成，届时纤维素乙醇在美国的生产成本将大幅下降，约从6美元/加仑左右降至2008年的2美元/加仑、2012～2016年的1美元/加仑。

到2016年，美国的乙醇产量将达到200亿加仑，其中纤维素乙醇产量将达到50亿～60亿加仑。

我国加速发展乙醇产业据2007年版BP能源统计的数据，我国原油可采储量163亿桶，储采比为12.1，世界原油可采储量12082亿桶，储采比为40.5，我国原油可采储量仅占世界的1.3%。

我国天然气可采储量2.45万亿立方米，储采比为41.8，世界天然气可采储量181.46万亿立方米，储采比为63.3，我国天然气可采储量也仅占世界的1.3%。

进入新世纪以来,我国石油需求急剧增长，储量和产量远不能满足需求，2005年原油进口依赖已经达到40%。

预计2010年、2020年我国的石油进口依赖将分别达到50%和60%以上。

目前我国汽车普及台数，每千人20台，而发达国家，如日本达到每千人600台，即使我国发展到日本的1/10就是60台，目前汽车保有量也将增加2倍，汽油需求大体也将增长2倍。

2005年我国汽油消费量4853.3万吨，占油品消费量的16%。

汽油消费量增加2倍就是14559.9万吨。

加之，近几年国际原油价格暴涨，我国的石油供应形势十分严峻。

2006年5月我国政府公布的“可再生性能源中长期规划”，就发展生物燃料，尤其对发展生物乙醇提出了具体目标，2010年生物乙醇产量达到200万吨/年，2020年达到1000万吨/年。

鉴于我国粮食并不富裕，发展燃料乙醇只能依靠主要粮食以外的原料作物，比如甘蔗、薯类、甜高粱等。

黑龙江省已建成年产5000吨的甜高粱秆生产乙醇的示范装置，16～18吨甜高粱秆可生产1吨燃料乙醇，农民种植甜高粱比玉米每亩可多收入100～200元。

除尚存储备、保鲜、全年连续生产、残渣综合利用等问题外，也和“不与民争粮，不与粮争地”的原则不符。

我国全年产生的农作物秸秆等农业残渣6亿～7亿吨，除用作饲料、肥料、燃料等外，尚余3亿～4亿吨白白焚烧处理。

若4亿吨用于生产乙醇，按计算可生产5000万吨生物乙醇。

再加上利用林业残渣、制糖、制纸业的残渣和纤维素系生活垃圾，合计约可达到6500万吨，比目前我国年消费汽油的量还多。