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纤维素乙醇成本高企 甜高粱秆或率先量产

http://msn.finance.sina.com.cn 2011-08-08 08:25 来源: 21世纪经济报道

房田甜 廖斯清

  核心提示:非粮燃料乙醇商业化生产,是触手可及的现实?还是遥不可及的梦想?意大利Mossi&Ghisolfi集团(下称M&G)将在明年给出一个答案。这家总部设...

  非粮燃料乙醇商业化生产,是触手可及的现实?还是遥不可及的梦想?意大利Mossi&Ghisolfi集团(下称M&G)将在明年给出一个答案。这家总部设在意大利托儿托纳的跨国化学企业日前宣布,将在位于意大利西北地区的Crescentino兴建年产量为1300万加仑/年(约4万吨)的纤维素乙醇工厂。即将建成的新工厂以多种纤维素原料生成乙醇,建成后的规模将达到现有投产最大示范厂的10倍,计划于2012年投产。

  纤维素乙醇的生产,首先要将麦秸、玉米秸秆、城市垃圾或能源作物等生物质原料制成浆状物。之后添加酶制剂,将生物质中的纤维素转化成糖,糖经过发酵后得到乙醇。

  M&G这家新厂所需的酶制剂和优化工艺,由丹麦诺维信提供。作为全球最大的工业酶制剂供应商,它从2006年开始,就与中粮进行着类似的合作。

  或许是受到M&G此举的激励,中粮也正筹划着在中国兴建一个5万吨的纤维素乙醇项目。“今年下半年的时候,我们应该就具有了这样产业化的能力。”中粮科学研究院生化研发中心总经理助理林海龙说。

  同样的突破还来自于清华大学的1.5代燃料乙醇——甜高粱秆燃料乙醇技术。“马上我们要和埃塞俄比亚农业部签个协议。”清华大学核研院新能源技术研究所副所长李十中透露。

  他表示,这项协议的内容将包括,埃方政府计划出资100万美元和200万公顷土地发展甜高粱燃料乙醇产业。“这个项目可年生产1700万吨乙醇、1200万吨高粱米和208亿度电上网。”

  此外,李十中及其团队的1.5代燃料也有望在中国实现产业化,“我们正在和吉林省接触一个产业化项目的合作。”

  国企的游戏?

  “过去5年,一大批美国创业公司涌入燃料市场旨在利用各种技术,开发、增加及运作新燃料供应。”埃森哲大中华区副总裁杨葳说,“这些企业主要以风险资本和私人股本基金为后盾。”

  但在我国,因生物燃料工业与食品安全有着密切关系,生物燃料工业的创建更多需要由政府提供指导,而非自有市场结

  构来推动投资,民营企业以及其他的新兴公司基本上没有机会。

  杨葳认为,“国有企业以清晰明确的激励计划为动力,在政府资助下,正在推动生物燃料工业向前发展。”据了解,目前中粮、中石油、中石化、中海油都向纤维素乙醇市场投入了大量资金。

  中投顾问新能源行业研究员萧函介绍,国内仅有五家企业拥有生产燃料乙醇许可证的,分别是吉林乙醇、广西中粮、丰原生化、中粮肇东和河南天冠。其中中粮肇东是中粮集团的全资子公司,丰原生化是中粮集团的控股子公司,广西中粮的85%股份为中粮集团所有,剩余15%为中石化持有,吉林乙醇的20%股份为中粮集团所有。

  针对燃料乙醇,国家主要通过免税和补贴给予支持,生产一吨燃料乙醇约可获得1000元左右的补贴。但也有观点认为,国企研发动力不足,制约了我国纤维素乙醇的技术发展。

  “以中粮、诺维信和中石化三方合作来看,尽管中粮和中石化都表示在预处理、酶水解、发酵三个环节上拥有研发能力,但关键的酶制剂还是由丹麦公司诺维信制造。”一位业内人士表示。

  2006年中粮在黑龙江肇东建了一个以玉米秸秆为原料、年产500吨纤维素乙醇的中试装置,初期成本高达2万元/吨。“经过五年探索后,现在中试成本降到1/3左右。”林海龙说。

  诺维信(中国)研究发展中心高级总监吴文平在接受记者采访时则表示,在中试工厂初期2万元/吨到1万元/吨的成本下降过程中,酶的成本下降起到主导作用。

  商业化前景待检

  利用木质纤维素生产乙醇,原料资源丰富,潜力巨大。但过去因技术难题,国际上虽已研究二十多年,成本却一直居高不下,未实现大规模商业化量产。

  据了解,木质纤维素结构复杂,包括纤维素(35-37%)、半纤维(23-25%)和木质素(18-22%)。秸秆、木材被自然赋予的结构是要足够密实,因为要抵抗外界的侵害才能“站得住”,所以木质素将半纤维素和纤维素紧密包裹在内部,形成紧密结构,天生可以抵御酶的“进攻”。

  “所以酶作用之前,要把两者间的长链打断,让它变得足够疏松,之后就是传统工艺:如同酿酒一样,把糖变成酒精,然后蒸馏变成无水乙醇。”吴文平介绍。

  “技术上的难点在于:预处理过程可能有副产物,对发酵有抑制作用。”李十中说。

  但是,诺维信宣称一种名为Celic CTec2的酶已经破解这个难题,能让两种糖的发酵同时完成。“目前整个过程需要1天-2天时间,我们正在努力让它缩得更短。” 研发人员介绍。

  该研发人员并未透露目前纤维素乙醇的成本,但林海龙则表示,成本正在逐年降低,目前已经与汽油价格相差无几。

  “与汽油相比,纤维素乙醇的热值会低3%,但是燃烧效率要高出1.2%,综合来说,效率比汽油要低1.8%。”林海龙说。这也就意味着,每1升汽油,就需要1.018升纤维素乙醇替代。

  但多名业内人士均表示了对纤维素乙醇价格的质疑,认为其在短期内不可能降到汽油水平。“相比之下1.5代技术要成熟一些,清华大学的甜高粱秆技术工业化程度很高了。”两院院士石元春表示。

  甜高粱秆机会?

  从李十中看来,尽管甜高粱也需种植,但它对于土地的要求却很低。因它耐旱耐涝耐盐碱,可种在盐碱地里,也不存在“与粮争田”的问题。

  根据国家能源局统计,我国边际性土地中可种植能源作物的面积,约有2000万公顷(3亿亩)。“此外,我国还有6亿亩的退化农田和约1200万亩的盐碱地。”李十中介绍。

  过去,甜高粱主要是用于酿酒。两年前,清华大学与一家名为内蒙古特弘生物有限责任公司(下称特弘生物)合作,在内蒙古鄂尔多斯建成一个2000吨的连续固体发酵示范厂。特弘生物负责项目的投资。

  “甜高粱燃料乙醇生产过程的表观能量投入产出比为1:3。实际锅炉和加热空气炉用燃料为高粱秆自身供给,不应计算在内,能量投入产出比为1:22。”李十中说。

  在项目实施了两年之后,特弘生物董事长王云表示,“目前,我们的生产成本约是4582元/吨。”

  他表示,每一顿甜高粱秆燃料乙醇,需要16吨的甜高粱茎秆,以200元/吨的原料价格计算,约需要3200元。此外,还需要糖化酶、大麦芽等辅助原料,成本是185元。

  在动力上,需要水电等费用是约313元;设备按投资3904元/吨计,14年折旧,每年约是279元;人工费、修理费、财务费用等加起来约是605元。

  看起来,甜高粱秆燃料乙醇在技术和价格上已经具备了产业化的水平,但它并没有改变燃料乙醇目前的尴尬境地。

  “燃料乙醇十一五期间定的是200万吨的目标,最后只完成了170多万吨,十二五的发展目标是300万吨,5年的增长目标还不足50%。”石元春分析,“但在我国,液体燃料的需求是最快的。”

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