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乙醇汽油:原料成了問題

2018-09-13 14:56  瀏覽:  

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乙醇是世界公認的優良汽油添加劑。

8月25日起,天津市內有10座加油站進行汽油置換,并從當日起供應乙醇汽油,天津市車用乙醇汽油正式投入使用。

天津并不是國內率先推廣使用車用乙醇汽油的城市。此前,黑龍江、吉林、遼寧等11個試點省份已開始推廣使用車用乙醇汽油,并取得積極的效果,今年將進一步在北京、天津、河北等15個省份推廣。

依照2017年國家推出的《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》(以下簡稱《方案》),到2020年,車用乙醇汽油要在全國范圍內推廣使用。

“乙醇是世界公認的優良汽油添加劑,對節能減排意義重大。燃料乙醇確實符合中國發展的國情,也是減少機動車尾氣污染的一個重要策略。但燃料乙醇的來源問題還存在一些爭議,最主要的就是糧食安全問題。”中科院大連化學物理研究所研究員申文杰對《中國科學報》記者表示。

燃料乙醇具有戰略意義

如今在各國政府大力推動下,推廣使用車用乙醇汽油的國家越來越多。中國工程院院士劉中民告訴《中國科學報》記者,乙醇是世界公認的環保清潔燃料和油品質量改良劑,乙醇汽油的使用比例在逐步增加,美國、歐洲以及巴西普遍使用乙醇汽油。50多個國家制定了生物燃料配套政策,包括規定摻混指標或指令、給予稅收激勵,這些是出于能源安全戰略、農業持續發展和振興農村經濟、減少溫室氣體排放以及緩解環境污染的考慮。

8月下旬,國務院常務會議決定,要有序擴大車用乙醇汽油推廣使用,會議確定了生物燃料乙醇產業總體布局。具體方法是,堅持控制總量、有限定點、公平準入,適量利用酒精閑置產能,適度布局糧食燃料乙醇生產,加快建設木薯燃料乙醇項目,開展秸稈、鋼鐵工業尾氣等制燃料乙醇產業化示范。

劉中民表示,燃料乙醇產業是我國重要的戰略性新興產業,對替代石油等不可再生能源以及應對大氣霧霾污染、防控水土污染都有十分積極的戰略意義。例如,在天津,環保部門初步測算,使用乙醇汽油后,該市機動車尾氣排放每年可減少一氧化碳排放量10%~15%,減少碳氫化合物排放量3%~5%,減少顆粒物排放量1%左右。

我國自2001年推廣車用乙醇汽油以來,至2016年12月已累計生產銷售燃料乙醇2208萬噸,相當于減少國內原油進口約5000萬噸。國內外幾十年反復的測試結果都表明,使用車用乙醇汽油能夠減少汽車有害物的排放,特別是可顯著降低排放物中的HC和CO含量。

我國交通部汽車運輸行業能源利用監測中心的測試結果為,使用E10乙醇汽油后,排放的尾氣中CO減少了19.7%,HC減少了16.4%。對于常規排放污染物,研究發現,摻混比為10%的乙醇汽油可使汽車尾氣中苯污染的排放減少25%。

糧食燃料乙醇要適度布局

“乙醇汽油的使用初衷是好的,但《方案》最大的問題是沒有明確生產生物乙醇的主要原料是什么。”劉中民介紹,目前生物乙醇的主要原料分兩類,作物與生物質,目前全世界能夠實現乙醇規模化生產的原料是作物,主要有玉米、薯類、谷類等,巴西主要用蔗糖,“在我國以糧食作物為原料,勢必與人‘爭糧’‘爭地’,我們一般理解的生物質是不包括糧食的,主要指秸稈等農作物的副產物,沒人把糧食稱為生物質,糧食安全是首先需要保障的”。

然而,中國汽車流通協會常務理事賈新光表示,我國目前是以玉米為主要的乙醇生產原料,應進一步發展非糧食作物生產的纖維素乙醇。

“我國的糧食安全狀況還遠遠沒有到可以浪費糧食的程度,但是到目前為止,以秸稈為代表的纖維素乙醇與玉米乙醇相比成本上沒有優勢。”賈新光說。

非糧資源包括木薯、甘薯、甜高梁,還有大量糧食作物的廢棄物秸稈,農業、工業、生活廢料等纖維素、半纖維素、木素及其它可用生物有機質資源。以這類資源作為原料生產乙醇的技術還處于實驗研究階段,很難滿足“2020年在全國范圍內推廣使用車用乙醇汽油”的目標。“《方案》中的生物乙醇概念太過籠統,當然要推進生物質制乙醇技術的發展,但現階段提出的生物乙醇好像就是指糧食法了,這是令人擔心的。”劉中民說。

他表示,我國的石油消費量是6億噸/年,糧食產量也是6億噸/年,“我國2/3的石油需要進口,已經受制于人,糧食出現危機后果更加嚴重,拿糧食去做汽車燃料,一定要非常慎重”。

另一方面,從成本方面來看,用糧食做原料也并不合算。劉中民認為,“3.1噸玉米生產一噸乙醇,每噸玉米1500元,乙醇的成本則在每噸4000到5000元,經濟上未必合算;若還要政府補貼,是不可能持久的。“糧食生產乙醇只能作為調節,國務院常務會議上也提到糧食燃料乙醇生產要適度布局”。

多種能源應互補融合

申文杰認為,國外(比如美國、巴西)燃料乙醇均來自于生物質發酵,特別是玉米、甘蔗等,但這些國家的原料來源豐富,且人口密度不是太大,在一定量的范圍內不會明顯影響國家的糧食安全。

“中國的情況有些特殊,即使按照10%的添加量,也需要近1500萬噸的年用量。”申文杰說,燃料乙醇與糧食具有一定的沖突;如果只是強調陳化糧制乙醇,在乙醇的產量上有一定的制約。但如果從煤炭等化石資源制備乙醇,則面臨碳循環周期的問題。“總的結果是我國燃料乙醇發展路線限定了生物質來源的乙醇。”

劉中民強調,一方面要節約能源,發展可再生能源,包括生物質能源、水能等,另一方面也不能低碳排放唯一論,“要用好我們的化石資源,促進綠色消費,比如煤制油、煤制氣、煤制乙醇,如此才能做到能源的綜合互補。用煤炭生產乙醇原則上與煤制油、烯烴沒有差別,都是煤代油戰略實施的具體路線。

目前全世界乙醇年產量約1億噸,而我國才200多萬噸。人多地少的國情及糧食安全問題,讓劉中民瞄準煤制乙醇這一技術。去年1月,大連化物所與延長集團共同研發、具有我國自主知識產權的全球首套煤基乙醇工業化示范項目正式生產出合格的無水乙醇,技術主要指標達到國際領先水平,使我國大范圍推廣乙醇汽油成為可能。

“煤化工單個產品就可以形成上千億元的產值,煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇加起來可達萬億產值。”劉中民表示,現代煤化工產業發展潛力巨大,我國技術“局部領先、空間很大”。

煤化工最大的難題是清潔化利用。我國國內面臨環保壓力,如何減少二氧化碳排放,保持發展、減排和環境的平衡,需要在國際發展趨勢和能源革命大格局下思考。“乙醇的生產也不能單純依靠糧食作物,實現化石能源與可再生能源、清潔能源的融合才是正確的選擇。”

劉中民告訴記者,中科院大連化物所正在牽頭籌建潔凈能源創新研究院,并于近期正式啟動了“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類戰略性先導科技專項。“創新研究院是要探索更為靈活的體制機制,促進創新和重大成果的產生,先導專項是重要的平臺和抓手,沒有這些戰略性項目為載體,體制機制探索會非常困難甚至虛化。”

“我們的技術路線不僅注重現階段多種能源的互補融合,更兼顧了我國能源發展從高碳向低碳直至無碳過渡中的技術需求,希望為構建我國互補融合的清潔低碳、安全高效能源新體系提供技術支撐。”

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