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中国要规模、科学发展燃料乙醇产业,需要建立全生命周期检测模型,注重产业研发,努力实现科技成果向生产力的转化。

/本刊记者 吴 清

燃料乙醇发展的步伐似乎越来越快:继2006年在广西投资7.5亿元建成年产20万吨非粮燃料乙醇项目后,近日中粮集团2.3亿元追加投资该项目并有望年底投产,从而在广西实现规模化;随后,浙江50万吨/年燃料乙醇项目动工开建;万吨纤维素乙醇工厂近日落户黑龙江肇东市……

其实,纷纷上马乙醇项目并不奇怪。继美国和巴西之后,2006年中国已经成为全球第三大燃料乙醇生产国。在国际能源问题日趋紧张的背景下,积极发展包括燃料乙醇在内的可再生能源成为各国的一条出路甚至是必须。那么,我国要推动燃料乙醇的进一步发展,乙醇与人争粮的矛盾应该如何缓解,在规模发展过程中政府与企业各自应该扮演好怎样的角色,需要采取哪些举措?为此,本刊记者采访了中国工程院院士汪燮卿。

建立全生命周期监测模型

记者:汪院士,您好!尽管2006年中国已经成为燃料乙醇第三大生产和使用国,但是至今,我国燃料乙醇与人争粮的矛盾仍然制约着产业的进一步发展,原料问题也成为了发展的最大障碍。在您看来,应该如何在这两者之间达到一个较好的平衡?

汪燮卿:现在燃料乙醇的发展重点肯定是放在非粮这部分,这是发展前提,也是解决与人争粮矛盾的根本。

在这个前提下,最重要的是对于原料要先调查清楚,做到心中有底。虽然我国生物质能资源丰富,但资源量到底有多少、分布在哪些地方、资源采集的成本如何、哪里可以种植能源作物、预期收益如何、潜力有多大等问题目前还没有做过较详细的调查和评价工作。在做完这些调查之后,要研究原料的充分利用,谨防因为原料的缺乏,使研究成果变成无米之炊。因此,原料调查应该引起高度重视。

在乙醇原料调查的基础和评价上,我们要形成总的统筹规划,每个地方都应该结合各自的地理和气候条件来发展相应的乙醇产业,比如现在广西在建设的木薯产业示范基地,东北有大面积的玉米秸秆则可以重点发展玉米秸秆的乙醇产业等。

同时,对生物质能源的研究工作要强调它的全生命周期。不能只看生物质能源某一个阶段可以产生多少乙醇燃料或者生物柴油,而是要看从生物原料开始,在播种、农药、施肥、灌溉、集输、储存等所有过程,直到加工生产每一个环节都有能量的消耗,要算总账,这样才能够做到科学评估和可持续发展。

所以在这方面我国应该建立一个监测模型,全程监测燃料乙醇从生物质原料开始到生产运输等各个环节的能量消耗,这样统计后才能看出燃料乙醇通过光合作用无碳排放的真正效果。现在美国已经建立类似的一个模型。只有根据我国实际情况建立这种模型,设定一定的标准,通过计算才能得出科学的结论,避免先投入后评估可能造成的巨大损失风险,以便促使成本和效益的最优化。

实现成果与生产力的转化

记者:当前我国乙醇产业的生产设备和相关工艺技术是否已经成熟,生产效率和成本如何?

汪燮卿:我国前些年主要是集中在粮食的乙醇生产上,积累了较多经验。这几年开始重点发展非粮乙醇的生产,主要集中在玉米秸秆、木薯、甜高粱和甘蔗渣等方面,由于起步晚,所以与国际先进水平还是存在较大差距,比如像我国现在也有自己的一套秸秆的乙醇生产技术。丹麦的生物技术公司Novozymes已将玉米秸秆纤维转化成糖所用的酶制剂的成本降低了30%。实验室价格已经达到每加仑1018美分,该技术的突破为玉米秸秆纤维素乙醇的大规模产业化生产带来了希望。

燃料乙醇能否得到广泛使用,成本价格是关键。国外以淀粉为原料生产乙醇的成本很低,而目前中国燃料乙醇的生产成本仍然偏高,在节能、工艺水平、自动化、综合利用等方面均与国外存在较大差距。如何降低原料成本与生产消耗已成为燃料乙醇能否顺利健康发展的重要因素。

中国高度重视燃料乙醇研究。20063月,全国首家以寻找石油替代产品为目标的新型研究机构——中国农业科学院生物质能源研究中心成立,首先要做到原料的数量和品种的评估,并在此基础上与化工部门密切配合,提出相应的工艺和技术,逐步形成完整的燃料乙醇产业研发体系。

国家主管部门制定的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油十一五发展专项规划》,重点支持用木薯、甜高粱、秸秆等非粮原料生产燃料乙醇。目前,不少国家以相关原料生产乙醇的技术已较为成熟完备,中国应在自主创新的同时,注重引进与再创新。

记者:那我们应该如何克服这个难题、尽快实现相关工艺技术的快速发展和跟进?

汪燮卿:技术的引进,一方面可以通过与先进国家、先进公司的合作来实现。另一方面,国家应该加大科研投入,尽量实现成果和生产力的转化。在试验阶段,可以多人多个方向的大胆假设研究,在优选求证后,应该把分散的科研力量都集中起来,进行重点攻关,这样就较容易出好的成果。当前科研项目立项多,科研分散厉害,较严重影响了科研的效果和深度。

现在以燃料乙醇为代表的可再生能源是一个发展方向,在这个前提下我们可以进行更大胆地投入和尝试,但在推广和规模化应用的时候,则要很小心,进行全面考量和论证。对于全生命周期的监测,要看能量投入和产出是否平衡。要特别强调对技术、经济、生态环境,包括水资源等统一考虑,这样我们才能够做到科学、可持续发展。

最近,欧盟出台了较严格的生物燃料系列标准,规定只有二氧化碳排放总量低于化石燃料至少35%的生物燃料才能获得认证,从而进入欧盟市场并得到政府的财政补助。欧盟这种通盘考虑、严格论证的做法就很值得学习和借鉴。

激发燃料乙醇活力

记者:只有调动生产者、消费者等各方力量才能真正实现乙醇推广和产业化发展。您认为可以从哪些方面入手来有效协调和保障乙醇燃料生产商、汽车生产商及消费者的利益并调动他们的积极性?

汪燮卿:从经销商和消费者角度来看,燃料乙醇虽然存在热值较低的缺点,但优势较为明显,比如辛烷值高、燃烧充分,属于可再生能源,所以还是得到消费者认可的。从目前燃料乙醇产量和消费量来看,每年的消费量均大于产量,说明不用过多担心生产出的燃料乙醇没有经销商、消费者不认可的问题。另一方面目前还存在甲醇仿冒乙醇等一些漏洞,损害了消费者利益。

从生产者角度来说,我国对国内4家指定的燃料乙醇生产企业免征5%的消费税,对生产燃料乙醇的增值税实行先征后返,对生产所需的陈化粮实行补贴,对陈化粮的供应价格实行优惠等,现在优惠措施还是较大的。

在这方面可以借鉴发展较好的美国和巴西的经验,不仅是简单的政府补贴,而且有相关税收优惠、法律和标准完善等相关产业服务支持的及时跟进。
记者:燃料乙醇的推广和产业化应用,在产业服务体系建设、研发和人才培养方面还存在哪些问题,可以如何改进?

汪燮卿:目前,经济发达国家都建立了比较完善的可再生能源技术研究开发机构,形成了比较完善的产业服务体系。如美国的可再生能源实验室,欧盟的联合研究中心,都是政府专门负责可再生能源研究和开发的机构。我国在可再生能源方面还没有专门的研究机构,也没有一所大学培养可再生能源的专业人才,设计、咨询等产业服务体系很不健全,这不能适应我国目前可再生能源发展的需要。

此外,在燃料乙醇专用发动机研发方面,中国还是比较欠缺的。国内推广使用车用乙醇汽油,初始加入量是从体积分数10%起步的。对于使用乙醇含量更高的汽油所采用的发动机及相关材料,应组织有关单位和企业开展研发工作,新燃料与新发动机的研发工作应同步进行,才能实现和谐发展。随着推广使用乙醇汽油工作的逐步深入,应在充分试验的基础上,研究在汽油中添加更高比例的燃料乙醇,并及时制订相应的标准。

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