新闻资讯 更多+
燃料乙醇一般是指体积分数达到99.5%以上的无水乙醇,是良好的辛烷值调和组分和汽油增氧剂,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。
汽油易燃易爆,要在发动机里平稳燃烧,需要控制燃烧的剧烈程度。抗爆性就是指汽油在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力。汽油辛烷值是衡量汽油在汽车发动机气缸内抗爆性的一种数字指标,其值越高表示抗爆性越好,是衡量汽油燃烧性能的重要指标。为增加汽油的抗爆性,往往需要在汽油中添加抗爆剂。
产业发展历程:按照技术和工艺的发展进程,目前业界一般将燃料乙醇分为以下几类:以玉米、小麦等粮食作物为原料的第1代粮食乙醇;以木薯、甘蔗、甜高粱茎秆等经济作物为原料的第1.5代非粮乙醇;以玉米芯、玉米秸秆等纤维素物质为原料的第2代纤维素乙醇以及以微藻中碳水化合物为原料的第3代微藻乙醇。
第1代和第1.5代燃料乙醇均属于淀粉基乙醇。
第2代纤维素乙醇使用纤维素物质为原料,经预处理后通过高转化率的纤维素酶,将原料中的纤维素转化为可发酵的糖类物质,然后经特殊的发酵法制造燃料乙醇,在技术上同粮食乙醇和非粮乙醇存在较大的差别;在原料上也脱离了农作物的范畴,而利用玉米芯、玉米秸秆等农林废弃物,充分发掘生物质资源的价值,目前是燃料乙醇的新兴研究方向,且已有国内企业规模化量产。
第3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。微藻具有远高于陆生植物的光合效率,生长周期短,原料生产方面较传统作物有巨大优势;同时微藻生长过程中以大气中的CO2为主要碳源,对减少温室气体排放具备极大的价值。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。
不同燃料作物得乙醇产量、产率对比分析
原料 |
乙醇产量(升/公顷) |
乙醇产率(克乙醇/克生物质) |
玉米秸秆 |
1050-1400 |
0.260 |
小麦 |
2590 |
0.308 |
木薯 |
3310 |
0.118 |
甜高粱 |
3050-4070 |
0.063 |
玉米 |
3460-4020 |
0.324 |
甜菜 |
5010-6680 |
0.079 |
甘蔗 |
6190-7500 |
0.055 |
微藻 |
46760-140290 |
0.235-0.292 |
大力发展燃料乙醇行业对一个国家来说具有非常重要的经济效益和社会效益。传统石油资源是不可再生资源,如若一直消耗会使得资源逐渐枯竭,而燃料乙醇可以作为石油的替代能源,降低资源消耗。燃料乙醇是清洁燃料,对环境友好,可以减少汽车尾气中污染物的排放,大气污染日益严重的今天有重要的推广价值。并且燃料乙醇作为新型生物质能源产业,可以推动农业、制造业等行业的发展,带动经济增长,因此发展燃料乙醇具有非常重要的意义。
生产企业分布:我国燃料乙醇行业实行严格的行业准入制度,定点生产、定向销售、封闭流通、政府定价,生产企业需经国家批准、获得定点采购资格后才能向中国石油天然气集团(中石油)和中国石油化工集团(中石化)两大石油公司供货。定点采购限定于生物质燃料乙醇,国内现阶段仅 8 家定点生产企业,分别为安徽中粮生化、吉林燃料乙醇、肇东中粮生化、河南天冠、国投广东生物质、广西中粮生物质、内蒙古中兴能源、山东龙力生物,各家企业均有限定的销售区域,行业高度集中。
截至 2017 年末,我国燃料乙醇合计产能 288 万吨/年, 年表观消费量约 260 万吨。 目前, E10 乙醇汽油已在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽和广西等 6 省(区)全封闭销售,在江苏、山东、湖北、河北、广东和内蒙古等 6 省(区)的 30 个市半封闭销售。
市场需求:燃料乙醇作为一种替代或部分替代石油、天然气的可再生生物质能源,可以在一定程度上缓解能源及环境压力,同时也具有相对清洁、绿色、可再生的特性,从而引起了很多国家的关注及重视。但从全球来看,由于自然条件、基本国情、技术投入、资金支持等重要因素的制约,燃料乙醇的全球开发和利用呈现出明显的不对称性,美国、巴西的燃料乙醇生产及消费在全球处于领先地位。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国燃料乙醇市场调研及发展趋势预测报告》统计数据显示:2016年全球燃料乙醇的生产能力为172万桶/天,消费为170万桶/天。其中美国的生产能力为98万桶/天,消费为92万桶/天;巴西的生产能力为46万桶/天,消费也为46万桶/天;中国的生产能力为5.4万桶/天,消费为6.9万桶/天。
从产量上看,美国燃料乙醇产量约占全球的43%,巴西约占32%,中国占3%左右。事实上,淀粉类作物、糖类作物、油料作物、废气林木等都可以作为生物质能源的生产原料,而用于燃料乙醇生产的主要原料基本为淀粉类作物及糖类作物,尤其是甘蔗、玉米、蜜糖、甜菜、纤维素等。从成本上来看,巴西利用甘蔗生产燃料乙醇的成本目前是0.2美元/升,美国利用玉米生产燃料乙醇的成本则是0.25美元/升,利用纤维素生产燃料乙醇的成本相对较高,达到1.4美元/升。
2018年全球燃料乙醇主要生产地区规模比重分析
数据统计:中金企信国际咨询
2018年燃料乙醇主要生产原料成本分析
主要原材料 |
成本,美元/升 |
甜菜(欧盟) |
0.48 |
蜜糖(澳洲) |
0.30 |
玉米(美国) |
0.25 |
甘薯(巴西) |
0.20 |
数据统计:中金企信国际咨询
中国燃料乙醇产业:根据中金企信国际咨询统计数据:2018年我国汽油表观消费量约为1.39亿吨,若按照10%的燃料乙醇添加比例,未来一旦在全国逐步实现封闭使用乙醇汽油,理论上燃料乙醇消费量1400万吨。而2018年国内燃料乙醇产量仅为314万吨左右,燃料乙醇供给量尚存在千万吨缺口。国内乙醇市场空间巨大。
2007-2018年中国国内汽油和乙醇产量现状分析
单位:万吨
|
2007年 |
2008年 |
2009年 |
2010年 |
2011年 |
2012年 |
2013年 |
2014年 |
2015年 |
2016年 |
2017年 |
2018年 |
汽油 |
5994 |
6348 |
7195 |
7675 |
8141 |
8976 |
9833 |
11030 |
12104 |
12932 |
13276 |
13888 |
乙醇 |
145 |
150 |
162 |
162 |
166 |
166 |
208 |
190 |
243 |
252 |
257 |
314 |
数据统计:中金企信国际咨询
生物质乙醇领域: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、树叶和其它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。但第二代乙醇的工业化生产尚未实现,酶技术及其生产成本是生物质乙醇产业化的关键。第一代和第二代乙醇之外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1代技术稳定成熟,处于世界领先水平。据我们的不完全统计,国内现有生物质燃料乙醇共计288万吨,以1代技术为主。
2018年中国生物质燃料乙醇行业产能现状分析
公司 |
产地 |
产能(万吨/年) |
主要原料 |
中粮生化(安徽)股份有限公司 |
安徽蚌埠 |
75 |
玉米 |
河南天冠企业集团有限公司 |
河南南阳 |
70 |
玉米、小麦 |
吉林燃料乙醇有限公司 |
吉林 |
60 |
玉米 |
中粮生化(肇东)有限责任公司 |
黑龙江肇东 |
40 |
玉米 |
广西中粮生物质能源有限公司 |
广西北海 |
20 |
甘薯、木薯 |
国投广东生物质能源有限公司 |
广东湛江 |
15 |
木薯 |
山东龙力生物 |
山东德州 |
5 |
纤维素 |
中兴能源(内蒙古)有限公司 |
内蒙古乌海 |
3 |
甜高粱 |
总计 |
|
288 |
|
数据统计:中金企信国际咨询
2018年京津冀及周边、长三角、珠三角等大气污染防治重点区域开始推广生物质燃料乙醇,2019年实现全覆盖,2020年,除军队特需、国家和特种储备、工业生产用油外,全国基本实现全覆盖。毫无疑问,现有生物质燃料乙醇产能存在较大缺口。国内在建或筹建的生物质燃料乙醇产能约为450万吨,仍以1代和1.5代技术为主。
产业前景:
(1)改进燃料乙醇的特性:目前,大部分国家都在使用燃料乙醇,但乙醇的保质期较短,只有一个月。保质期结束后,很容易出现不着火的模糊和分层,导致使用燃料乙醇非常困难。此外,乙醇对环境特别苛刻,比—般的储存和运输要求严格得多,这将大大增加成本。因此,加快技术改造是非常重要的,并发明适当的添加剂提高其性能。—旦这些问题得到解决,燃料乙醇的市场前景将十分广阔。
(2)以非食品纤维素制造燃料乙醇将成为主流:目前,我国主要的乙醇燃料企业正在使用玉米和小麦作为原料。在国际粮食危机和全球粮食价格飙升的情况下,燃料乙醇的开发面临着巨大的瓶颈。为了食品安全,国家还禁止建立新的食品乙醇项目,重点是开发非食用油乙醇,并努力实现纤维素工业化。因此,用玉米、木薯和其他非谷物生产纤维素燃料乙醇是—种发展方向。中国的一些企业已经克服了使用纤维素生产燃料乙醇的技术困难,生产规模正在逐步扩大。由于所使用的原料主要是值物废料,因此原料的成本有其优势。目前,面临的主要挑战是提高转换系数,以降低其他成本。此外,政府解除了私人资本流入燃料乙醇生产的限制。因此,预计纤维素燃料中的乙醇将在未来几年内在政府和大量私人资金的支持下迅速发展。