我国发展甘蔗燃料乙醇的战略思考

甘蔗和木薯是热带、亚热带作物,对山坡地、沙洲地和盐碱地等边际性土地有较强的适应性,在蔗糖主产区广西、云南、广东、海南等地广泛种植。木薯燃料乙醇面临原料供应不足、价格上涨的问题。文章分析了以甘蔗作为燃料乙醇原料具有的优势,同时对我国长期食糖需求及支撑食糖需求的土地潜力进行了研究。研究表明,与木薯原料相比,以甘蔗原料生产燃料乙醇具有单位土地面积产量高、综合利用价值高、节能减排效果好等优势,同时具有保护环境、稳定食糖价格等作用。只要食糖价格合理,在保证我国粮食安全与食糖安全的前提下,通过实施间套种技术,近期可以实现100万t甘蔗燃料乙醇的产能,远期的产能目标为200万～300万t。     

木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期能源消耗多目标优化研究

建立了木薯乙醇—汽油混合燃料生命周期能源消耗单目标和多目标优化模型。以生命周期总体能源消耗、化石燃料消耗和石油消耗为优化目标，对木薯乙醇—汽油混合燃料生命周期能源消耗进行了单目标及多目标优化，并进行了灵敏度分析。结果表明：多目标优化能使木薯乙醇—汽油混合燃料的生命周期总体能源、化石燃料和石油消耗同时降低，可以为木薯乙醇—汽油混合燃料的应用提供决策依据，具有重要的应用价值。     

我国燃料乙醇发展现状和趋势分析

原油价格高企和日益严重的环境污染问题,使得人们越来越关注燃料乙醇等清洁环保的可再生能源。我国2001年开始发展燃料乙醇,已成为第三大燃料乙醇生产国,但我国目前以玉米和小麦等粮食为原料生产燃料乙醇,成本较高且影响国家粮食安全。本文从产业政策和经济效益角度分析了我国燃料乙醇发展趋势和原料路线选择,燃料乙醇的发展应立足于中国国情,走以非粮作物如木薯和纤维素为原料的生产路线。以木薯为原料生产燃料乙醇,技术成熟,经济效益良好。以纤维素为原料生产燃料乙醇,具有广阔的发展前景,是未来燃料乙醇的发展趋势,但目前技术不成熟,生产燃料乙醇成本较高。     

燃料乙醇生命周期影响评价

建立了中国燃料乙醇生命周期影响评价模型,并以木薯燃料乙醇为例,对中国燃料乙醇进行了生命周期影响评价。结果表明：在木薯燃料乙醇生命周期过程中,“燃烧／车辆使用”产生的环境影响最大,占整个生命周期的51．82％;其次为“燃料生产”单元,占41．32％;“原料生产”单元仅占6．86％。随着木薯燃料乙醇在汽油中混合比例的增加,其生命周期环境影响总水平值降低。与汽油比较,木薯乙醇产生的环境影响较小。     

生物燃料乙醇和生物柴油全生命周期分析

使用清华大学Tsinghua-CA3EM模型中的Well-to-Wheels模块,对玉米、木薯、甜高粱制取燃料乙醇和大豆、麻风果、地沟油制取生物柴油共6条技术路线,进行了基于案例的全生命周期计算。结果表明:除木薯制乙醇路线外,其它各路线的化石能源投入都大于所产燃料所含的能量;与汽油、柴油路线相比,各生物燃料路线所需的化石能源减少、温室气体排放增加;导致此状况的原因主要为燃料生产能耗高、原料种植过程中肥料消耗多等。综合考虑,对于富煤贫油国情而言,现有生物燃料路线具有可行性。     

能源作物——甘蔗和木薯的效益比较

分析和比较了甘蔗和木薯光合作物的净能比、所占用的土地资源、种植经济效益、生产乙醇的理论产量和乙醇实际生产效益.分析结果表明:甘蔗和木薯都有较高的净能比,但甘蔗作物占用较好的土地资源,与粮食争地,种植甘蔗比种植木薯的净利润高,成本利润率低,甘蔗的土地乙醇产量比木薯的土地乙醇产量大,甘蔗乙醇和木薯乙醇的实际生产的经济效益相近.     

木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期评价

利用生命周期评价理论，对E10、E22、E85和E100等木薯乙醇-汽油混合燃料进行了生命周期能源、环境及经济性评价，并提出木薯乙醇一汽油混合燃料推广可行度指标。结果表明：与汽油比较，所有木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期的整体能源消耗增加，石油消耗降低；生命周期CO、CO2和HC排放降低；生命周期成本增加，并需要政府补贴政策支持。从平衡能源消耗、环境影响和经济性角度考虑，E10是较合适的推广应用形式。     

我国非粮燃料乙醇的原料资源量分析

目前世界燃料乙醇的生产原料约60%为甘蔗或甜菜等糖质原料、33%为玉米或小麦等淀粉质原料,而纤维质原料正日益受到重视。我国可用于生产燃料乙醇的非粮淀粉质原料主要有甘薯、木薯、蕉藕、葛根等。其中蕉藕目前尚未形成产业化生产;葛根原料价格高,不宜作为乙醇原料;甘薯归属粮食范畴;只有木薯是最适宜制燃料乙醇的非粮淀粉质原料。纤维质原料主要包括农作物秸秆、农林废弃物、木屑等,其中农作物秸秆是我国产量最大的非粮燃料乙醇原料。秸秆资源密度考虑,利用区域应主要集中在河南、山东、江苏等地,保守估计这3个省的秸秆量可供生产1117×104t乙醇。目前制约纤维质原料制乙醇的关键瓶颈之一是原料的收集、运输及供应保障,若没有国家大的政策扶持和资金补贴,纤维质原料因缺乏经济可行性而尚不具备工业化生产乙醇的条件。糖质原料主要有甘蔗、甜菜、甜高粱茎秆和菊芋。由于菊芋菊粉附加值高,不宜作乙醇原料;甘蔗、甜菜主要用于糖业,不会作为乙醇原料;从单位土地面积乙醇产量和原料成本、农民种植收益综合来看,甜高粱茎秆是适宜生产燃料乙醇的糖质原料。需要寻求产业化种植模式来落实资源总量,提高资源保障度;另一方面要进一步研究低成本、安全保质的茎秆储藏技术。     

4种能源植物在中国的适应性及液体燃料生产潜力评估

利用气象数据评价边际性土地种植能源植物甜高粱、木薯、柳枝稷和麻疯树的气候适宜性,估算液体生物燃料的生产潜力,并比较这4种能源植物的经济效益。结果表明,在集中连片宜耕边际性土地中,甜高粱、木薯、柳枝稷和麻疯树的适宜种植面积分别为218.65、18.82、208.67和46.19万hm2。甜高粱、木薯、柳枝稷燃料乙醇的生产潜力分别为648.82、23.85、633.63万t,麻疯树生物柴油的生产潜力为40.42万t。与柳枝稷和麻疯树相比,甜高粱和木薯的经济效益更高,更适宜边际性土地液体生物燃料生产,其利润分别为2940和1322$/hm2。     

广西特色的节能路

油电资源紧缺,已是世界共同面对的难题。这些年,广西充分利用自身得天独厚的地理优势与种植优势,走山了一条有广西特色的节能路。在广西境内任何一家加油站,除了柴油外,往汽车里加的都不再是普通无铅汽油,而是乙醇汽油。而这种添加的燃料乙醇,来自于非粮作物的木薯。木薯就是广西特色,中国最大的木薯种植基地就