巴西保持世界燃料乙醇生產(chǎn)和使用的領(lǐng)先地位,消費(fèi)量達(dá)1073萬(wàn)噸/年,,汽油將繼續(xù)調(diào)合高達(dá)22%~24%乙醇,。在巴西,90%的乙醇都用作燃料,。巴西有近400萬(wàn)輛以乙醇為燃料的汽車(chē),,乙醇的消費(fèi)量已占到全國(guó)汽車(chē)燃料消費(fèi)量的43%。
乙醇用作燃料的歷史始于汽車(chē)誕生之日,。早在1908年,,當(dāng)?shù)谝惠v福特Model T汽車(chē)從裝配線下線時(shí),就用乙醇作為其發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,,此時(shí)石油工業(yè)才剛剛開(kāi)始,。后來(lái),汽油開(kāi)始用作燃料并發(fā)現(xiàn)其價(jià)格低廉,。與此同時(shí)在在世界各地發(fā)現(xiàn)了新的石油儲(chǔ)量,。在數(shù)百萬(wàn)年前,微小的水生植物和動(dòng)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(chēng)之為石油,它是碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。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?jiān)剂嫌秃推渌a(chǎn)品,。在依賴(lài)石油的世界中,巴西作為主要的乙醇生產(chǎn)和使用國(guó),,具有特別的意義,。
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(lái),用作燃料的乙醇耗量迅速增長(zhǎng),,當(dāng)時(shí)聯(lián)邦政府又頒發(fā)了旨在降低石油進(jìn)口的“Proalcool”計(jì)劃,,有關(guān)廠商因而受到鼓舞,擴(kuò)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(guò)去30年里,,巴西的甘蔗產(chǎn)量從1975年的9100×104t增長(zhǎng)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(wàn)名農(nóng)民在600×104μm2土地上種植出來(lái)的,耕地面積約為巴西全部耕地面積的2.7%,。自“Proalcool”計(jì)劃實(shí)施以來(lái),,聯(lián)邦政府已經(jīng)節(jié)約了用于進(jìn)口原油(包括關(guān)稅)的外匯約1500億美元。
巴西燃料銷(xiāo)售網(wǎng)共有3萬(wàn)多個(gè)加油站為2600×104輛在汽油中混入22%~26%乙醇的汽車(chē)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(chē)加油,。與此同時(shí),,汽車(chē)業(yè)推出了可變?nèi)剂掀?chē),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?chē)在巴西非常流行,銷(xiāo)量達(dá)200×104輛,,占2007年汽車(chē)總銷(xiāo)量的86%,。這種流行趨勢(shì)的出現(xiàn)有以下3個(gè)理由:首先是汽油價(jià)高,消費(fèi)者要尋求廉價(jià)的能源,,而乙醇價(jià)格僅為汽油的60%,;其次,可變?nèi)剂掀?chē)使消費(fèi)者可更靈活地選用燃油品種,,從而少受市場(chǎng)價(jià)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(huì)效益。2004年以來(lái),,可變?nèi)剂宪?chē)輛銷(xiāo)售成為巴西汽車(chē)業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn),。
繼最初的可變?nèi)剂掀?chē)所采取的對(duì)策成功之后,2005年汽車(chē)業(yè)又推出了三種燃料(汽油,、乙醇和天然氣)汽車(chē),。而且,又開(kāi)發(fā)了基于乙醇的燃料電池新項(xiàng)目,,與此同時(shí),,巴西政府推出了“生物柴油”計(jì)劃,為乙醇和植物油開(kāi)辟了新市場(chǎng),,第一年就可節(jié)約柴油80×104m3,。
乙醇用作燃料時(shí),對(duì)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(diǎn)對(duì)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(guò)程幾乎完全是可持續(xù)的,因?yàn)楹細(xì)怏w通過(guò)甘蔗循環(huán),,不會(huì)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(shū)”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(jìn)口量。
目前,,巴西是全球第二大乙醇生產(chǎn)國(guó),,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(wàn)人以上。1975年以來(lái)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(jì)到2009年,,還將新建一批釀灑廠,,每家年生產(chǎn)能力可達(dá)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(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求和出口到那些正在尋求替代燃料以減少石油對(duì)其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響的國(guó)家。
3 釀酒廠如何應(yīng)對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)而生存下來(lái)
在“Proalcool”計(jì)劃實(shí)施期間,生產(chǎn)商面臨了乙醇價(jià)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(duì)乙醇市場(chǎng)的干預(yù),價(jià)格放開(kāi),。在巴西,,糖和乙醇的價(jià)格產(chǎn)生了雙重的影響。許多糖廠設(shè)有釀酒裝置,,當(dāng)國(guó)際市場(chǎng)的糖價(jià)較生產(chǎn)乙醇更可獲利時(shí),,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(chǎng)價(jià)格采用這種機(jī)制來(lái)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(chǎng)出現(xiàn)危機(jī)時(shí),為了應(yīng)對(duì)價(jià)格低廉和市場(chǎng)波動(dòng),,科技工作者開(kāi)發(fā)出新的技術(shù),,并轉(zhuǎn)讓給釀酒廠,在危機(jī)期間幫助他們生存下來(lái),。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(chóng)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(shí),,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%。
此外,,F(xiàn)ermentec公司和圣保羅大學(xué)等科研部門(mén)聯(lián)合對(duì)甘蔗汁和糖漿的乙醇發(fā)酵作出了重大貢獻(xiàn),,其研究成果有:
①提高發(fā)酵收率的工藝條件;
②從工業(yè)環(huán)境中選擇酵母菌種(yeast strains),;