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关于大力发展甜高粱制取液体燃料产业的建议

 

为保障国家能源安全、改善生态环境,我国已颁布实施了《中华人民共可再生能源法》,目前的主要工作应是根据符合我国国情和资源条件,选择重点发展的产业。根据调查研究和专家建议,我们认为,甜高粱对土地和气候的适应性强,是高效的光能转换绿色植物,大力发展甜高粱制乙醇液体燃料,将会对我国能源产业、农村经济发展产生积极的影响。

一、我国甜高梁制取乙醇产业的基本情况

1、甜高梁种植的潜力巨大

目前,甜高粱是世界上生物量最高的作物之一。其光能转化率达到18—28%,高于最新型的光电池;甜高粱具有抗旱、耐涝、耐盐碱的特点,对肥料和土壤的要求不高,在各种类型的土壤中均可栽培,从海南岛至黑龙江都可以种植甜高粱;甜高粱少有病害,一般不进行专门防治,其抗病、抗逆性强;除亩产粮食150—400kg以外,甜高粱茎秆产量可达每亩4—5吨,最高可达7吨;甜高粱的茎秆富含糖分,汁液糖锤度达到15—20%,含糖量可与甘蔗媲美,而且糖浆型甜高粱主要含葡萄糖,易于转化为乙醇。根据中国农科院专家的实验表明,每公顷甜高粱可制取乙醇6160升,高于甘蔗的5680升,木薯的5332升,玉米的2986升,水稻的2434升。综合以上特点,甜高粱作为生物质能源作物具有很大的发展潜力。

我国人均耕地面积不到世界平均的一半,发展甜高梁制取乙醇产业需要增加甜高粱的种植面积。目前,我国的粮食问题主要是饲料问题。2001年我国玉米播种面积2426万hm2,总产量11408.8万t,其中68%用于饲料,13%用于食用,8%用于加工。甜高粱较玉米的生物质产量高,其籽种是粮食,茎秆制取乙醇后的残渣是优质饲料,所以,将一部分种植玉米的耕地转种甜高粱不会影响我国的粮食安全;甜高粱的生物特性决定无需占用良田,很多地区是在利用非耕地、撂荒地、河滩地种植甜高粱,在试种甜高粱成功的地区,有2000万亩的盐碱地可以用于种植甜高粱;我国尚有宜农荒地5亿亩,其中适宜开垦为耕地的约2亿亩,这也是发展甜高梁制取乙醇产业的资源基础。

2、甜高梁制取乙醇的技术已经成熟

 发展甜高粱制取乙醇产业需要技术保障。我国政府科技部门非常重视生物质燃料乙醇的开发利用工作,自“七五”到“十五”期间的20年来,一直被列为国家重点科技攻关课题。目前,我们建立了优良能源作物甜高粱示范育种基地;甜高粱种植示范面积达10万亩以上,建成年产20000吨燃料乙醇的工业化生产能力,达到工业化建设阶段。

 在育种方面,我国开发的高产甜高粱杂交良种 “醇甜系列”号甜高粱在6‰盐碱度的荒地种植,茎秆产量达到80吨/ha、茎秆汁液锤度18%以上,每公顷甜高粱茎秆汁液可以转换5t乙醇,其纤维素余渣还可经水解糖化发酵生产乙醇5t,或者作为饲料和制浆造纸原料,同时“醇甜系列”甜高粱还可收获籽粒4.5~6t/ha。

 在乙醇加工技术方面,已经开发出“甜高粱茎秆制取乙醇固体发酵工艺”、“甜高粱茎秆制取乙醇液体快速发酵技术”。 “甜高粱茎秆制取乙醇固体发酵工艺”的工艺设备简单,投资省、建厂期短,易于操作,便于推广;按理论计算,固体发酵比液体发酵的酒精提取率提高40%;如果采用固体发酵分散生产原酒,集中进行蒸馏,设备利用率高;固体发酵工艺生产过程没有任何污水和污物排放,是环保型产业。固体发酵的效益很好,生产设备较零散,属劳动密集型产业,适合在农村地区开展小型加工的企业。

“甜高粱茎秆制取乙醇液体快速发酵技术” 采用固定化酵母多极连续发酵工艺与装备运行,可使发酵时间缩短至6-10小时,大大的提高了酒精生产能力;固定化酵母于载体内不断增殖而不易老化,延长了酵母的使用寿命,既减少了酵母液的制备环节,又减少了有机物排放量,减轻了对环境的污染。生产过程大量减少传统工艺的污水排放量;该工艺设备其体积小,效率高、占地面积小,可大大地减少基建投资。经估算,建设一套固定化发酵生产酒精的工厂约是传统常规工厂投入的2/3左右,该工艺易实现自动化生产,节约人力和能源消耗。已建成年产400t燃料乙醇的示范工程。

 3、甜高梁制取乙醇液体燃料产业已初步成型

来自世界各地的研究报告表明,甜高粱作为能源作物越来越受到人们的重视,越来越引起有关国际组织和一些国家政府的关注。欧洲共同体经过17年对生物能源的研究,确定了两种生物能源类型:一种是甜高粱,一种是速生轮作林;巴西除甘蔗以外,用甜高粱生产酒精作汽车燃料,或在汽油中加10%~15%使用,或在经改装的发动机中全用酒精作燃料。

我国自行开发的“醇甜系列”的几个甜高粱杂交种,已经在我国自海南、湖南、湖北、重庆市、江苏、河南、山东、内蒙古自治区、新疆自治区、辽宁、吉林到黑龙江等各省地试种成功,均获得好收成。到目前为止,在黑龙江省桦川、辽宁朝阳、山东安丘、新疆吐鲁番和内蒙古呼和浩特都经过几年的甜高梁种植、制取乙醇等示范,积累拉丰富的经验。总生产能力达到年产20000t规模。目前我国甜高梁制取乙醇的试产规模达到年产5000t,技术谁平初步具备商业化发展的条件。除大规模企业生产以外,还出现了合伙作坊生产、单一农户生产等不同形式的甜高粱制取乙醇的生产模式。

二、发展甜高梁制取乙醇液体燃料产业具有重要意义

发展甜高粱制取乙醇产业对缓解我国能源紧缺、改善能源结构、促进能源利用向环境友好型转变;促进我国农村工业发展、解决农村劳动力就业问题,提高农民收入;减少二氧化碳排放,减缓环境恶化等方面都具有重要的意义。

经济的持续高速增长离不开能源,1993年中国成为石油净进口国,此后,石油进口稳步快速上升,进口费用逐渐增长,2000年的进口费用比1999年猛增了220%,2002年的进口量和进口额分别是8975万t和165亿美元。2004年我国的石油进口依存度已达到46%,各种预测表明,中国对外石油依赖路径已经形成且难以改变,中国石油安全问题日益显现。在这一背景下,我国于2005年出台了《可再生能源法》,明确提出鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物,以及生物液体燃料的生产和利用。如果从宜农荒地中拿出1333万hm2,从种植玉米的耕地中转产1000万hm2,用共计2333万hm2的耕地来种植甜高粱以生产燃料酒精,以单产最低的茎秆4000kg/亩和子粒200kg/亩计,可产乙醇1309亿L,约为目前全世界酒精总产量的397%,可制成E20的汽油醇6545亿L,足以满足近期我国对能源需求。减少我国对进口能源的依赖程度。

和玉米原料生产乙醇比较,以甜高粱茎秆为原料,制取乙醇的原料成本可降低30%-50%,乙醇产品吨成本可降低500元,以甜高粱茎秆为原料,每生产1万t乙醇可节约20000亩土地资源。甜高梁还额外有每亩300-400kg的粮食产量。对农户来讲,其经济效益也远较玉米高,假设甜高粱亩产茎秆6000kg,子粒200kg,若将茎秆以0.14元/kg、高粱米以1元/kg出售,每亩可获得790元的纯收入,大大高于玉米的230元。2333万hm2甜高粱生产酒精的产值约4000亿元,种植及加工成本按450元667m2计算,其利润也将达2425亿元,至少也可比玉米增加1620亿元的纯收入。通过调整种植结构,可以大幅度增加农民收入,促进农村经济增长。

按上述生产能力,1309亿L酒精大概可减少1.23亿t碳的排放。这不仅有利于环境保护,还可通过“清洁发展(CDM)”机制获得国家融资。如果在全国各地发展甜高粱制取乙醇产业必将极大地促进我国畜牧业、食品加工业、机械制造、交通运输等上、下游产业的发展,增加农村地区的就业机会,有利于加速我国农村城市化的进程。

三、政策建议

 在我国,甜高粱制取乙醇产业是一个前途远大的朝阳产业。当前,甜高粱的种植面积、加工规模并不是很大。《可再生能源法》已经颁布,但是还没有操作性强的实施细则,甜高粱制取乙醇产业面临着初期投资大、产业链条长、易受国际能源价格影响等困难,需要从政策、金融、税收等方面予以支持。

首先,从政策上应重点支持甜高粱制取乙醇产业,建设国家研究开发基地;其次,制定国家财政扶持计划,扩大公益性生物乙醇产品的政府采购力度;第三,制定和实施有利于发展生物质乙醇的一系列优惠政策,包括产业发展的减免税的激励政策,以及促进应用生物质乙醇的强制政策;具体而言,可以通过象对地方小水电建设的投资补贴一样,对以甜高粱为原料的乙醇加工企业实施补贴,引导社会投资的加入;实行优惠的税收政策,通过减免各项税收,或征收化石能源的使用税,以提高生物质乙醇的竞争能力;通过贴息等金融政策帮助企业降低成本等。

各级政府和有关部门还应在认真贯彻实施《可再生能源法》的基础上,对甜高粱制取乙醇产业提供必要的政策支持和强大的技术支撑,包括政策引导、教育培训、服务体系建设等,促进甜高粱制取乙醇产业的健康快速的发展。

 

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