世界各國對可再生能源的發(fā)展給予了高度重視,競相開發(fā),。美國、巴西走在世界前列,該兩國燃料乙醇產(chǎn)量占產(chǎn)量世界的69%,。我國從20世紀(jì)80年代起即考慮用可再生物質(zhì)生產(chǎn)能源產(chǎn)品以應(yīng)對能源危機(jī),,國內(nèi)第一套以玉米為原料生產(chǎn)乙烯/環(huán)氧乙烷聯(lián)合裝置在1985年正式立項,1992年開工建設(shè),。
1 國外燃料乙醇生產(chǎn)使用概況
1.1 美國
1.1.1 燃料乙醇生產(chǎn)使用量
目前,美國燃料乙醇生產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的33%,。近年來生產(chǎn)使用情況及預(yù)測如表1所示,。
表1 近年來美國燃料乙醇生產(chǎn)使用情況及預(yù)測
根據(jù)美國能源部公布的資料可以看出,近年來美國燃料乙醇的生產(chǎn)與使用獲得迅猛發(fā)展:年產(chǎn)量突破10億加侖用了10年時間(1984~1993年),,突破20億加侖也用了10年時間(1993~2002年),,而由20億至30億加侖僅僅用了2年時間(2002~2004年)。
根據(jù)美國能源部的計劃,,到2025年可再生物質(zhì)生產(chǎn)的生物燃料將代替從中東進(jìn)口的石油的75%,,到2030年將用生物燃料代替現(xiàn)在汽油使用量的30%,屆時將需要燃料乙醇600億加侖,,即約1.8億t,。
1.1.2 美國燃料乙醇生產(chǎn)原料及工藝
美國的燃料乙醇生產(chǎn),主要以玉米為原料,,90%以上的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)將廠建在玉米帶上,。生產(chǎn)工藝主要是全粒法(干法)階梯式連續(xù)發(fā)酵。1995年時美國44個燃料乙醇生產(chǎn)廠只有11個采用濕法工藝,。20世紀(jì)50年代后新建企業(yè)幾乎全部采用干法工藝,,主要原因是建設(shè)期短,投資較少(許多工廠是由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民和其他資本投資建設(shè)的),,并且其副產(chǎn)物干酒槽顆粒飼料(DDGS)也是當(dāng)?shù)仞B(yǎng)牛業(yè)所需的全價飼料,。
為了進(jìn)一步提高綜合經(jīng)濟(jì)效益,美國有企業(yè)用溶劑將DDGS中所含油脂萃取出來,,進(jìn)一步制成生物柴油和甘油,,也有企業(yè)將初餾塔釜底液進(jìn)一步處理后,經(jīng)復(fù)合纖維素酶酶解其中的纖維和半纖維素,,分離后殘渣加工成蛋白飼料,,酶解液進(jìn)一步發(fā)酶制醋酸。醋酸可直接銷售,,也可與乙醇生成醋酸乙酯,,再氫解為乙醇,,在這一系列反應(yīng)中,葡萄糖將全部轉(zhuǎn)化為乙醇,,而無CO2析出,,因此原料利用率大為提高。據(jù)報道,,由于DDGS等副產(chǎn)物收益較好,,沖抵后美國燃料乙醇的生產(chǎn)成本約為0.4~0.5美元/升。
1.2 巴西
目前,,巴西燃料乙醇的生產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的36%,,約為1265萬t。國內(nèi)使用1226萬t,,占全國非柴油車用燃料的40%左右,。年出口約40萬t左右。巴西是目前世界上惟一不供應(yīng)純汽油的國家,,也是世界上最早推廣使用燃料乙醇的國家,,20世紀(jì)70年代即進(jìn)行燃料乙醇生產(chǎn)與推廣,。1977年開始使用E20汽油(含乙醇20%),,1980年研制出使用含水乙醇的汽車發(fā)動機(jī),所用燃料乙醇含水量達(dá)7.8%,,目前,,全國有超過250萬輛汽車是由使用含水乙醇發(fā)動機(jī)驅(qū)動的,另有1550萬輛車使用含乙醇22%的E22乙醇汽油,。巴西的目標(biāo)是年生產(chǎn)10萬輛以乙醇為動力的汽車,,預(yù)計2011年巴西燃料乙醇的產(chǎn)量將達(dá)到2150萬t。
巴西燃料乙醇的生產(chǎn)是以甘蔗為原料,,目前全國甘蔗年產(chǎn)量約有一半用于生產(chǎn)乙醇,,預(yù)計2010年前后將有60%產(chǎn)量用于乙醇生產(chǎn)。其生產(chǎn)方法是直接將榨取的甘蔗汁進(jìn)行發(fā)酵,。前處理工藝比較簡單,,投資較少,生產(chǎn)成本較低,,據(jù)報道,,巴西燃料乙醇生產(chǎn)成本約為370美元/t,出口價格為420美元/t左右,。