加快探索 助力能源结构转型——我国燃料乙醇产业现状分析与前景展望

本刊记者 王睿佳

乙醇是一种清洁的可再生能源，其密度与汽油相近，常温常压下呈液态。燃料乙醇一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇，是清洁良好的高辛烷值燃料和汽油增氧剂，能够有效减少汽车尾气中的PM2.5 和一氧化碳，其作为可再生液体燃料的代表之一，可补充化石燃料资源，降低石油资源对外依存度，减少温室气体和污染物的排放，受到世界各国的广泛认可，并于20 世纪70 年代在一些国家率先得到应用。

我国燃料乙醇产业现状及应用

我国燃料乙醇产业发展相对晚一些，大约20世纪90年代开始酝酿，进入21 世纪整个行业的发展才步入起步阶段。20世纪末至21世纪初，我国连续多年粮食丰收，粮食生产相对过剩，粮食库存居高不下，粮食存储量远远高于联合国粮农组织的粮食安全储备标准，产生大量陈化粮和超期储备粮，国家财政负担加重。此期间，交通基础设施的逐渐完善和汽车工业的快速发展使我国汽车保有量逐年增多，能源需求逐渐增加，环境污染不断加剧，这些都为粮食向能源的转换提供了前提条件。截至2020年底，我国燃料乙醇产量为8.8 亿加仑（约合33 亿升），位列美国、巴西和欧盟之后，占全球产量的3%。

燃料乙醇产业是我国重点推广的新型产业，作为我国战略性新兴产业的重要内容，发展生物燃料乙醇受到越来越多的关注。目前市场上燃料乙醇的应用方式主要有掺烧、纯烧和变性燃料乙醇。其中，乙醇汽油是在汽油中加入适量的燃料乙醇而形成的混合燃料。实验表明，合理使用乙醇汽油可在一定程度上减少汽车尾气中污染物（主要是一氧化碳、碳氢化合物）的排放和对大气的污染，与普通汽油相比，添加10%燃料乙醇的乙醇汽油（E10）总体减排PM2.5超过40%。来自交通部汽车运输行业能源利用监测中心的测试结果显示，使用E10乙醇汽油后，排放的尾气中一氧化碳减少了19.7%，碳氢化合物减少了16.4%。对于常规排放污染物，掺混比为10%的乙醇汽油可使汽车尾气中苯的排放减少25%。这对于整个社会的可持续发展有积极作用。

我国燃料乙醇产业的政策支持

燃料乙醇的推广使用是我国一项战略性举措，更是一项复杂的系统工程，多年来国家有关部门一直在持续推进。

2000年，库存多年的陈化粮问题出现，我国开始有计划地推进燃料乙醇试点工作。2001 年，国家五部门颁布《陈化粮处理若干规定》，规定陈化粮的用途主要为生产酒精、饲料等，并批准4家生物燃料乙醇试点企业生产陈化粮燃料乙醇，随后对4 家定点企业制定价格补贴、税收减免等一系列鼓励措施。随着陈化粮消耗殆尽，政策转而全面限制玉米乙醇的大规模推广，补贴也不断下调。

2002年6月，原国家计委和国家经贸委等8部门制定下发了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》。在河南郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔滨、肇东等5个城市开展了为期1年的车用乙醇汽油使用试点工作。2004年2月，国家发展改革委等7部门又发布了关于印发《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》的通知，将试点范围扩大到黑龙江、吉林、河南和安徽4 省全省范围内推广车用乙醇汽油。在试点地区建立封闭应用示范区，在封闭应用示范区内从产业链的源头到消费终端全产业链实行强制性封闭管理，形成了以“核准生产、定向流通、封闭推广”为特征的中国可再生燃料推广模式，为进一步推广使用车用乙醇汽油奠定了坚实基础。

2006年12月，《国家发展改革委关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》首次提出“坚持非粮为主，积极稳妥推动生物燃料乙醇产业发展”。2010年，国家能源局正式批准中粮集团设立国家能源生物液体燃料研发中心，这是我国生物燃料乙醇产业发展的一个转折点，主要是推动纤维素乙醇发展。2012年，《可再生能源“十二五”发展规划》专门附有《生物质能源专项发展规划》，明确提出“十二五”期间生物质能源发展目标，其中，到2015年底生物质乙醇利用量达到350万到400万吨。2016年，我国在《生物质能发展“十三五”规划》中明确提出了2020年的生物燃料乙醇发展目标为400万吨/年，同时提出了明确的发展布局。2017年，国家发展改革委、国家能源局等15部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，提出到2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，基本实现全覆盖的方案。2018年8月，国务院常务会议确定了生物燃料乙醇产业总体布局，会议决定有序扩大车用乙醇汽油的推广使用，除黑龙江、吉林、辽宁等11个试点省份外，进一步在北京、天津、河北等15个省份推广。

我国燃料乙醇产业的前景展望

随着各国能源消费需求的增长，燃料乙醇作为替代能源的推广应用力度也在加大。在我国，生物燃料也已成为中国石油、中国石化等大型能源公司新能源领域重点发展的业务。石油化工企业控股或参股建成燃料乙醇产能占我国燃料乙醇总产能的60%以上，如中国石油控股建设吉林燃料乙醇项目，中国石化参股建设河南天冠、中粮生化（安徽）、广西中粮的燃料乙醇项目等。

生物质乙醇目前有三代技术路线。第一代由谷物生产（例如玉米、小麦和稻米），通过酶解转化为糖，然后经发酵而成。由于中国人口众多，粮食安全是国家的首要战略任务，因此不能将燃料乙醇的发展建立在粮食原料基础之上。第二代燃料乙醇称为纤维素法，基础原料是生物质，即废弃的玉米秸秆、干草、树叶和其他类型的植物纤维材料。这些原料经过纤维素酶解转化为糖，然后再经发酵生成乙醇。第二代燃料乙醇由于其优异的环境效益受到国家政策和酒精产业界的青睐。第三代燃料乙醇以微藻中含有的淀粉、纤维素、半纤维素等大量碳水化合物为原料。微藻乙醇目前还处于研发阶段，各项技术瓶颈逐步攻克中，还未达到工业化生产水平。还有一类被业界称为第1.5 代的燃料乙醇，其原料为木薯、甜高粱等适宜于特殊土地和气候条件下生产的低等作物。中国众多偏僻贫瘠的荒地适宜大量种植此类作物，以这类作物生产乙醇既不占用良田，又能提高当地种植作物农民的收入，被认为是燃料乙醇很好的过渡原料。

国内三代生物质燃料乙醇技术共存，在这三种技术中，玉米转化为燃料乙醇的第一代技术稳定成熟，处于世界领先水平。但从长期来看，纤维素乙醇才是战略目标。纤维素燃料乙醇是“十三五”期间我国燃料乙醇产业研发的重点。按照国家部署，到2020年，纤维素燃料乙醇5万吨级装置实现示范运行，到2025年，力争纤维素燃料乙醇实现规模化生产。伴随纤维素乙醇技术的成熟，国内每年可利用的秸秆和林业废弃物超过4亿吨，对实现经济可持续发展和环境质量保护起到了积极作用。

放眼全球，总结各国发展燃料乙醇的经验，推广燃料乙醇在缓解我国对石油燃料的过度依赖，为国家能源安全战略服务等方面具有重要价值。我国是全球第一大油气进口国。2020年，我国石油表观消费量约7.02亿吨，同比增长6.6%；原油进口量为5.4 亿吨，同比增长7.3%。原油进口增速继续高于国内原油产量增速，对外依存度仍在持续增高，已升至73.5%。与此同时，我国确立了碳达峰、碳中和目标，聚焦社会经济绿色低碳发展。在此背景下，生物质能在全生命周期内呈碳中性，能有效改善传统化石能源使用过程中所带来的碳排放问题，且更适合转化成液体运输燃料。因此，生物燃料乙醇是交通领域极具潜力的替代燃料。发展生物燃料乙醇，契合当下我国“双碳”目标背景下的现实需求，具有特殊的战略意义，值得我们在今后探索能源结构转型的路径上持续关注和研究。■