乙醇用作燃料的歷史始于汽車誕生之日,。早在1908年,,當(dāng)?shù)谝惠v福特Model T汽車從裝配線下線時,就用乙醇作為其發(fā)動機的燃料,,此時石油工業(yè)才剛剛開始,。后來,汽油開始用作燃料并發(fā)現(xiàn)其價格低廉,。與此同時在在世界各地發(fā)現(xiàn)了新的石油儲量,。在數(shù)百萬年前,微小的水生植物和動物在高溫高壓和多層沉積物的復(fù)蓋下,,形成了液態(tài)物,,人們稱之為石油,它是碳氫化合物的混合物,。煉油廠把這些混合物分餾為各種油品,,如汽油、柴油,、液化石油氣,、殘渣燃料油和其他產(chǎn)品。在依賴石油的世界中,,巴西作為主要的乙醇生產(chǎn)和使用國,,具有特別的意義,。
巴西保持世界燃料乙醇生產(chǎn)和使用的領(lǐng)先地位,消費量達1073萬噸/年,,汽油將繼續(xù)調(diào)合高達22%~24%乙醇,。在巴西,90%的乙醇都用作燃料,。巴西有近400萬輛以乙醇為燃料的汽車,,乙醇的消費量已占到全國汽車燃料消費量的43%。
1 生物燃料乙醇
從1923年起,,巴西就將乙醇混入汽油中,,其混入比例約為5%~40%不等。1975年以來,,用作燃料的乙醇耗量迅速增長,,當(dāng)時聯(lián)邦政府又頒發(fā)了旨在降低石油進口的“Proalcool”計劃,有關(guān)廠商因而受到鼓舞,,擴大了甘蔗生產(chǎn),,并建設(shè)新的釀酒廠,生產(chǎn)用作生物燃料的乙醇,。
在過去30年里,,巴西的甘蔗產(chǎn)量從1975年的9100×104t增長至2007年的49100×104t,2007年的甘蔗產(chǎn)量相當(dāng)于5.89×108bbl一次能源產(chǎn)量。這些甘蔗是由7萬名農(nóng)民在600×104μm2土地上種植出來的,,耕地面積約為巴西全部耕地面積的2.7%,。自“Proalcool”計劃實施以來,聯(lián)邦政府已經(jīng)節(jié)約了用于進口原油(包括關(guān)稅)的外匯約1500億美元,。
巴西燃料銷售網(wǎng)共有3萬多個加油站為2600×104輛在汽油中混入22%~26%乙醇的汽車和540×104輛用純乙醇或含不同比例乙醇(可變?nèi)剂霞夹g(shù))的汽車加油,。與此同時,汽車業(yè)推出了可變?nèi)剂掀?,它們可使用純乙醇,、汽油或兩者以任何比例摻混的燃油。這些可變?nèi)剂掀囋诎臀鞣浅A餍?,銷量達200×104輛,,占2007年汽車總銷量的86%。這種流行趨勢的出現(xiàn)有以下3個理由:首先是汽油價高,,消費者要尋求廉價的能源,,而乙醇價格僅為汽油的60%;其次,,可變?nèi)剂掀囀瓜M者可更靈活地選用燃油品種,,從而少受市場價格變化的影響;再次,選用純乙醇或乙醇-汽油混合物作燃油可使有關(guān)從業(yè)人員(包括甘蔗地里的農(nóng)民)獲得環(huán)境和社會效益,。2004年以來,,可變?nèi)剂宪囕v銷售成為巴西汽車業(yè)的主要增長點。
繼最初的可變?nèi)剂掀囁扇〉膶Σ叱晒χ螅?005年汽車業(yè)又推出了三種燃料(汽油,、乙醇和天然氣)汽車。而且,,又開發(fā)了基于乙醇的燃料電池新項目,,與此同時,巴西政府推出了“生物柴油”計劃,,為乙醇和植物油開辟了新市場,,第一年就可節(jié)約柴油80×104m3。
乙醇用作燃料時,,對環(huán)境的主要好處是可減少二氧化碳,、重金屬和其他有毒污染物的排放,這一點對一些大城市(如圣保羅和里約熱內(nèi)盧等)尤為重要,。乙醇是一種清潔燃料,,其生產(chǎn)過程幾乎完全是可持續(xù)的,因為含碳氣體通過甘蔗循環(huán),,不會按與汽油或柴油相同的比例把化石CO2釋放到大氣中,。由于乙醇廠采用了可持續(xù)的生產(chǎn)工藝。它具備充分的潛在條件可獲得“京都議定書”規(guī)定的碳信用,。產(chǎn)生的甘蔗渣可燃燒產(chǎn)生蒸汽,,為蒸餾和發(fā)電供給能量。產(chǎn)自糖廠的糖漿以水稀釋或與甘蔗汁混合后送往發(fā)酵,,而蒸餾釜的殘留物可送至甘蔗地里用作肥料,,以減少鉀肥用量和進口量。
目前,,巴西是全球第二大乙醇生產(chǎn)國,,在甘蔗地和釀酒廠等相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的從業(yè)人員在百萬人以上。1975年以來乙醇的年產(chǎn)量由56×1O0m3猛增至2007年的2200×104m3,。巴西現(xiàn)有釀酒廠343家,,但產(chǎn)量集中在中南和西北地區(qū)。預(yù)計到2009年,,還將新建一批釀灑廠,,每家年生產(chǎn)能力可達到100×104~200×104t。而且,,很多釀酒廠正在增加其乙醇生產(chǎn)能力,,以滿足國內(nèi)需求和出口到那些正在尋求替代燃料以減少石油對其經(jīng)濟和環(huán)境影響的國家。
2 釀酒廠如何應(yīng)對市場波動而生存下來
在“Proalcool”計劃實施期間,生產(chǎn)商面臨了乙醇價格由1980年的700美元/m3降至1999年的200美元/m3以下,。除乙醇-汽油混合燃料外,,聯(lián)邦政府廢除了對乙醇市場的干預(yù),價格放開,。在巴西,,糖和乙醇的價格產(chǎn)生了雙重的影響。許多糖廠設(shè)有釀酒裝置,,當(dāng)國際市場的糖價較生產(chǎn)乙醇更可獲利時,,就將有更多的甘蔗用于糖的生產(chǎn),僅將糖漿送往發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,。這些廠商根據(jù)糖和乙醇的市場價格采用這種機制來組織其生產(chǎn),。
在1975~2007年的30多年里,甘蔗送往制糖的比例為26.5%~86.3%,2007年,,此比例約為45%,。
在乙醇市場出現(xiàn)危機時,為了應(yīng)對價格低廉和市場波動,,科技工作者開發(fā)出新的技術(shù),,并轉(zhuǎn)讓給釀酒廠,在危機期間幫助他們生存下來,。在甘蔗種植方面的新技術(shù)有:培植甘蔗新品種,、改良土壤、使用肥料,、控制蟲害,、采用新的收割系統(tǒng)等,這些措施使甘蔗的單產(chǎn)由1977年的53t/hm2提高至2008年的95t/hm2,。同時,,甘蔗的含糖量由9.5%增至14%,甘蔗原料的糖提取率由88%提高至95%~98%。