生物燃料濫觴
如果有人告訴你,在不久的將來(lái),開(kāi)車(chē)的時(shí)候聞到的不再是刺鼻的汽油味,而是淡淡的酒味;游輪上飄散的不再是習慣的柴油味,而是清清的菜油香……你會(huì )相信么?
在上世紀90年代之前,很多人會(huì )搖搖頭,一笑而過(guò)。不過(guò),隨著(zhù)歷史的車(chē)輪邁入21世紀,這段描述的情景正逐步成為現實(shí)。自2000年開(kāi)始,國內已經(jīng)有加油站出售標有“E10”字樣的90號或93號乙醇汽油,同時(shí)柴油機車(chē)上、輪渡上和發(fā)電廠(chǎng)里也慢慢用上了帶有菜油香的柴油。
也許下列一組數字能說(shuō)明這一系列變化背后的原因:
2006年,全國有4家大型國有生物乙醇生產(chǎn)商,共生產(chǎn)生物乙醇產(chǎn)量達102萬(wàn)噸。2008年,全國已有5家大型國有生物乙醇生產(chǎn)商,生物乙醇的實(shí)際產(chǎn)量也增加到146萬(wàn)噸。
除原有的生產(chǎn)基地之外,湖北、河北、江蘇、江西、重慶5省也開(kāi)始規劃和發(fā)展生物乙醇。僅重慶一地就有兩個(gè)以甘薯為原料的生物乙醇生產(chǎn)基地,投產(chǎn)后產(chǎn)能為100萬(wàn)噸。
2006年,全國生物柴油產(chǎn)量為18萬(wàn)噸。2008年,全國生物柴油產(chǎn)量預計為36.1萬(wàn)噸。兩年間生物柴油的產(chǎn)量增長(cháng)了一倍多。
不過(guò),要想親身體會(huì )一把帶酒香的汽油和飄菜香的柴油,估計你還需要開(kāi)上車(chē),跑到離你最近的特供省份加油站才行。由于這兩類(lèi)燃料的供應有限,目前全國還只在東北三省全境、江蘇、湖北、河南、廣西等少數省份的部分城市加油站有供應。
那么,這些燃料除了氣味比較特別之外,還有哪些不同之處呢?這些燃料是不是環(huán)保、傷不傷發(fā)動(dòng)機呢?……別急,讓我慢慢道來(lái)。
前文談到的兩種燃油的學(xué)名分別叫生物乙醇和生物柴油,統稱(chēng)為生物燃料。同石油、天然氣和煤等化石燃料相比,生物燃料最大特點(diǎn)是可再生性和對環(huán)境更友好。因為制造生物燃料所需的原料是植物,可以通過(guò)有規劃的種植反復大量獲取。這也是生物燃料同石油、天然氣和煤等源自化石的燃料最大的不同之處。同時(shí),由于添加了生物燃料的混合燃料不再使用含鉛的添加劑,車(chē)輛和船舶排出的尾氣對大氣造成的污染會(huì )更小。
不過(guò),由于生物燃料尚在起步階段,某些方面的性能還不足以完全替代化石燃料。例如生物乙醇的熱值低、耐候性差,生物柴油的黏度大、氧化性差。目前通常通過(guò)將生物燃料以一定比例與汽油或柴油混合,這樣既能滿(mǎn)足動(dòng)力的需求又能保持環(huán)保的優(yōu)勢。生物乙醇通常以1:9的比例同各種標號的汽油混合,混合后的產(chǎn)品被稱(chēng)為E10汽油。而生物柴油則是按照5:95、10:90或者20:80的比例同各種標號的柴油混合,混合后的產(chǎn)品被稱(chēng)為B5、B10或B20柴油。由于添加比例較低,使用乙醇汽油或生物柴油的發(fā)動(dòng)機是無(wú)需改裝的。這進(jìn)一步降低了應用生物燃料的成本。
我們先來(lái)簡(jiǎn)單地回顧一下歷史,看看為什么會(huì )出現這些獨特的燃油。
上世紀八十年代,中國剛剛步入改革開(kāi)放時(shí)期,國家每年都向外出口石油。隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展節奏的不斷加快,中國在九十年代中期就已從原油出口國變?yōu)榧冞M(jìn)口國,而且產(chǎn)供之間的差距正在逐步加大。據國際能源機構統計,2005年中國共消耗3.17億噸原油,其中1.36億噸為進(jìn)口。至2010年中國預計將會(huì )消耗3.5億噸原油,其中國內資產(chǎn)只有2.0億噸,1.5億噸原油需進(jìn)口。至2020年,中國將需要4.5億噸原油,供應缺口也會(huì )進(jìn)一步擴大到2.0億噸左右。與此同時(shí),在可預期的未來(lái),國際原油供應還將受到外交關(guān)系、地區局勢、供油國內部政局等因素變化的影響。生物燃料等可再生能源的發(fā)展有助于減小中國對原油進(jìn)口的依賴(lài),增強國內的能源供應安全。
出于能源、環(huán)保和經(jīng)濟發(fā)展的角度考慮,中國政府自2000年開(kāi)始就在積極推動(dòng)生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源發(fā)展專(zhuān)項資金管理暫行辦法》、《B100生物柴油標準》等法規、標準和管理辦法來(lái)規范行業(yè)的發(fā)展。據2006年公布《生物燃料乙醇及車(chē)用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專(zhuān)項規劃》,中國政府的目標是在2010年生產(chǎn)600萬(wàn)噸生物液態(tài)燃料,其中燃料乙醇500萬(wàn)噸,生物柴油100萬(wàn)噸;到2020年,生產(chǎn)2000萬(wàn)噸生物液態(tài)燃料,其中燃料乙醇1500萬(wàn)噸,生物柴油500萬(wàn)噸。發(fā)改委還專(zhuān)門(mén)制定了《車(chē)用乙醇汽油擴大試點(diǎn)工作實(shí)施細則》,以規范生物乙醇產(chǎn)業(yè)原料采購、生產(chǎn)、渠道、銷(xiāo)售的行為。
嚴酷的挑戰
雖然生物燃料自身有很多優(yōu)勢,國家也在大力扶持,但現階段生物燃料產(chǎn)業(yè)仍面臨諸多艱巨的挑戰。首當其沖的就是生物燃料原料匱乏,其次是原料成本居高不下。
無(wú)論是從含糖量高的植物、作物中提取生物乙醇,還是從動(dòng)植物油脂和含油量高的植物種子中制備生物柴油,能否大量制造生物燃料,關(guān)鍵在于相應的原料供應是否充足、穩定。中國曾效法美國,用玉米和小麥作原料生產(chǎn)燃料乙醇,但在經(jīng)歷了2006年的糧食價(jià)格大漲后,中國政府停止批準新的玉米/小麥制生物乙醇項目,提出非糧生物乙醇是今后的生物乙醇發(fā)展的方向,并確立了“不與人爭地,不與糧爭田”的原則。這一原則同樣適用于生物柴油。
繞過(guò)糧食作物發(fā)展生物燃料的策略雖然降低了出現食物緊缺局面的可能,但同時(shí)也為燃料行業(yè)帶來(lái)了更大的挑戰。最大的壓力來(lái)自替代原料的供應上。同隨處都能找到的玉米、小麥和地溝油相比,即使是目前最熱門(mén)的非糧作物和油料植物,如木薯、甜高粱、麻風(fēng)樹(shù)、黃連木等,都存在種植面積偏小、種植過(guò)于分散的狀況。據農業(yè)部統計,2008年,全國玉米總產(chǎn)量為15600萬(wàn)噸,小麥總產(chǎn)量為11250萬(wàn)噸,而同年木薯總產(chǎn)量約為1680萬(wàn)噸,其中60%產(chǎn)自廣西。油料作物方面,麻風(fēng)樹(shù)主要產(chǎn)于西南和南部地區,黃連木的分布相對較廣,但成規模的種植都還處于試驗階段,目前還沒(méi)有形成穩定的樹(shù)籽供應。
非糧作物原料供應的壓力同時(shí)也來(lái)自于成本。中糧位于廣西北海的20萬(wàn)噸級生物乙醇項目于2008年初正式開(kāi)工,該項目主要用木薯作為原料,也是國內目前唯一的非糧生物乙醇項目。按現有技術(shù)水平,以7.5噸鮮木薯生產(chǎn)1噸生物乙醇計,該項目共需鮮木薯150萬(wàn)噸。而廣西2008年實(shí)際木薯種植量已達1000萬(wàn)噸,遠超過(guò)中糧生物乙醇一期工程所需的量。但是,中糧卻并未如預期中那樣輕松地解決原料供應問(wèn)題。由于政府暫時(shí)還沒(méi)有出臺配套的非糧乙醇制造企業(yè)財務(wù)、稅收支持政策及相關(guān)辦法,中糧不得不控制原料收購價(jià),但大量采購木薯造成了市場(chǎng)價(jià)格的高昂。當地農民不愿“低價(jià)”賣(mài)出木薯,中糧不得不從臨近廣西的越南、泰國等國進(jìn)口干木薯片等原料。按廣西中糧的設想,2006年初期從國外采購20%左右的木薯,到2008年逐步擺脫對國外的依賴(lài)。不過(guò)現實(shí)情況恰好相反,2008年廣西中糧超過(guò)80%的木薯需要從國外進(jìn)口。
算上一筆帳
生產(chǎn)成本方面,不管是用木薯制乙醇,還是用纖維素制乙醇,原料都在生產(chǎn)成本中占據了很大部分。以鮮木薯制生物乙醇為例。生產(chǎn)1噸生物乙醇需要7.5噸鮮木薯,2008年廣西每噸鮮木薯收購的平均價(jià)是450元,而每噸乙醇的加工成本是800元,每噸生物乙醇的生產(chǎn)成本就是:450×7.5+800=4175元。
中國生物柴油產(chǎn)業(yè)目前處于起步階段,行業(yè)準入門(mén)檻較低。由于中國政府對生物柴油市場(chǎng)的監管較為寬松,國內也尚未出臺生物柴油行業(yè)規范,導致生物柴油產(chǎn)品廠(chǎng)商眾多,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。原料方面,由于棉籽、大豆、油菜籽都以食用為主,價(jià)格高達6800~7000元/噸,一般不用于生物柴油制造。中國發(fā)達的餐飲業(yè)使廢棄烹飪油、煉油下腳料和油渣成了最常用的生物柴油原料。目前國內排名前三的生物柴油制造商無(wú)一不是用這些油料作主要原料的。利用廢棄烹飪油、煉油下腳料和油渣制生物柴油,每噸生產(chǎn)成本在4380元至6400元左右,隨地溝油的收購價(jià)格變化而浮動(dòng)。
廢棄烹飪油的先天缺陷阻礙了中國生物柴油行業(yè)的升級和進(jìn)步。下一階段的發(fā)展重點(diǎn)將會(huì )放在含油植物種子原料制取生物柴油上。由于中國餐館從業(yè)者分布不集中,而全國又很少有統一的地溝油收集公司,眾多小型的生物柴油制造商常年處于“有料開(kāi)工,無(wú)料歇業(yè)”的階段。此外,地溝油含較多雜質(zhì),如過(guò)濾不徹底通常會(huì )造成生物柴油品質(zhì)的下降。
先驅的摸索
原料匱乏、技術(shù)落后無(wú)疑都不能給企業(yè)帶來(lái)利潤。但在巨大的行業(yè)發(fā)展潛力的面前,主要的行業(yè)領(lǐng)導者都保持了清醒的頭腦,展開(kāi)了一系列摸索。
為了確保生物柴油的原料供應,中國的大型生物柴油公司和研究機構正在探索更先進(jìn)的原料。在國家林業(yè)局的支持下,中石油(12.77,0.00,0.00%)正加緊在四川建設生物柴油試點(diǎn)基地的進(jìn)度。發(fā)改委已于2009年6月批準了中石油南充6萬(wàn)噸麻風(fēng)樹(shù)生物柴油項目的安評、環(huán)評、職業(yè)危害評價(jià),該項目預計將于2009年8月試車(chē)投產(chǎn)。與此同時(shí),該項目配套的中石油四川攀枝花25萬(wàn)畝麻風(fēng)樹(shù)種植基地的工程也已完成20萬(wàn)畝麻風(fēng)樹(shù)種植工作。該基地建成后將會(huì )服務(wù)于中石油位于四川省內的多處生物柴油煉油廠(chǎng)。位于陜西省漢中市城固縣的德融公司也已于2008年6月開(kāi)始建設其年產(chǎn)10萬(wàn)噸的生物柴油項目,該項目將會(huì )充分利用漢中市現有的143萬(wàn)畝黃連木。
作為生物乙醇領(lǐng)域名副其實(shí)的領(lǐng)軍企業(yè),中糧集團還同國外領(lǐng)先的公司進(jìn)行了長(cháng)期的技術(shù)合作,并取得了初步成效。中糧集團從2006年6月開(kāi)始與總部位于哥本哈根的諾維信公司進(jìn)行纖維素酶的合作。通過(guò)諾維信提供的纖維酶技術(shù),中糧將玉米秸稈、木質(zhì)素纖維素等原料變?yōu)榭砂l(fā)酵糖,再轉變?yōu)楣I(yè)乙醇?;趯χ袊袌?chǎng)的信心,諾維信公司在蘇州建立了目前全球最大的酶發(fā)酵生產(chǎn)基地。該工程已于2008年底前完工并投入使用。另一家國外生物乙醇巨頭,與通用汽車(chē)有戰略合作協(xié)議的美國Coskata公司也于2008年表示了對中國市場(chǎng)的投資興趣。該公司擁有利用農林業(yè)廢棄物等固體廢料制取生物乙醇的技術(shù),目前正在尋找合作伙伴在中國推廣、轉讓其技術(shù)。
漫長(cháng)的前路
“前途是光明的,道路是曲折的?!贝笾驴梢杂眠@么一句話(huà)來(lái)概括中國生物燃料產(chǎn)業(yè)的現狀。
生物燃料制造是工業(yè)上游產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)。從原料種植、收購、儲藏、運輸直到后期的燃料分配、銷(xiāo)售的每一個(gè)環(huán)節都需要進(jìn)一步完善。與此同時(shí),生物燃料制造工藝的研發(fā)與改進(jìn)技術(shù)含量高、資金投入大,光靠企業(yè)自發(fā)投入是不夠的。參照歐美和巴西等國大量實(shí)踐經(jīng)驗,政府的大力參與和支持是推動(dòng)生物燃料發(fā)展的重要動(dòng)力。中國政府必定會(huì )陸續出臺和完善生物燃料行業(yè)標準,同時(shí)從財政補貼和稅收減免等角度對生物燃料行業(yè)的發(fā)展給予更多支持。
在全球金融危機余波未平的2009年,中國政府在經(jīng)歷了油糧之爭后逐步變得更加務(wù)實(shí)和審慎,而業(yè)內企業(yè)在經(jīng)受了國際油價(jià)的頻繁波動(dòng)之后也開(kāi)始步步為營(yíng)地部署自己的發(fā)展規劃。中國生物燃料產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展究竟會(huì )如何,我們將拭目以待。
謝鋒(Frank Xie)Frost & Sullivan咨詢(xún)公司化工、材料與食品部門(mén)的咨詢(xún)師,主要關(guān)注的市場(chǎng)和領(lǐng)域包括生物燃料、個(gè)人護理品、精細化工材料和農業(yè)產(chǎn)品等等。Frank畢業(yè)于四川大學(xué)華西醫學(xué)中心。Frank于2005年加入Frost & Sullivan,之后撰寫(xiě)了《2008年中國生物燃料原料市場(chǎng)分析》等多份行業(yè)研究報告,并先后服務(wù)過(guò)多家全球五百強和國內新興企業(yè)。
雖然生物燃料自身有很多優(yōu)勢,國家也在大力扶持,但現階段生物燃料產(chǎn)業(yè)仍面臨諸多艱巨的挑戰。首當其沖的就是生物燃料原料匱乏,其次是原料成本居高不下。
責任編輯: 張磊