0 0 年產年產 1 1 萬噸秸稈乙醇生產線建設萬噸秸稈乙醇生產線建設 項目建議書項目建議書 項目編制單位 項目編制單位 項目申報單位 項目申報單位 二二 0 0 一四年七月一四年七月 目目 錄錄 一 項目概 述 1 二 技術的可行性分 析 3 1 秸桿燃料乙醇生產技術現 狀 3 2 生產技術概 述 6 1 原 料 7 2 預處 理 7 3 纖維素酶及酶水 解 9 4 發 酵 10 5 蒸餾 脫水和變 性 11 6 污水處 理 11 三 我場秸桿資源分 析 12 四 項目建設的技術方 案 14 五 項目的經濟分 析 16 六 存在的問 題 19 七 項目建 議 20 主要參考文 獻 23 4 4 農作物秸稈生產燃料乙醇項目農作物秸稈生產燃料乙醇項目 一 一 項目概述項目概述 能源是人類生存和發展的基本需求 隨著社會經濟的持續 高速發展 用以支撐社會進步的一次能源的代表 石油 已成 為現代文明賴以生存的 血液 然而 地球上的一次能源是有 限的 不可再生的 并且已呈逐漸枯竭之勢 據聯合國能源組織 多次評估 再過 50 年左右 地球上的石油儲量大工業化開采將趨 結束 能源短缺已是現代社會面臨的一個重大問題 為了尋求 替代能源 幾十年來 人們做出了不懈努力 通過大量的研究 對 比和實踐 來尋找可方便制取 使用的可再生能源 近些年來 世界將目光集中到生物燃料乙醇上來 我國對生物燃料乙醇發展特別謹慎 在 2008 年 6 月召開的 全球糧食安全高級別會議上 我國表示 將堅持走有中國特色的 生物能源發展道路 堅持 不與人爭糧 不與糧爭地 的原則 嚴格控制用玉米 油料等糧油產品生產生物燃料 堅持充分利用 秸稈 畜禽糞便等農業農村廢棄物發展生物質能源 農村廢棄物如稻草 玉米秸稈 麥秸 蔗渣及森林工業副 產品等具有來源豐富 品種多 再生時間短等優點 目前沒有 得到充分利用 而且常常造成環境污染 據統計 全世界每年 可生產生物質 2200 108t 相當于目前世界能源消耗的 8 10 倍 我國纖維素類可再生資源非常豐富 僅農作物的秸稈就有 7 108 t 因此 如何成功地開發這一資源作為液體燃料 已 成為世界各國普遍重視的研究課題 乙醇是來自可再生資源的最有發展前景的液體燃料 但目 前生物法生產的乙醇還主要來自糖類和淀粉發酵 面對世界人 口的急劇膨脹和糧食短缺 用糧食生產酒精的發展將受到限制 近年來 利用生物技術轉化農業廢棄物秸桿中的纖維素生成酒 精的工藝因其具有循環經濟和低碳經濟 作物的光合作用取碳 于大氣 而作為燃料則把碳放回大氣 實際是 無碳經濟 的特征 以及不與糧爭地和變廢為寶的特點 而引起了人們的 濃厚興趣 被認為具有良好的發展前景 燃料乙醇的使用 可 減少原油的消耗 保護寶貴的不可再生資源 可以顯著提高汽 油的辛烷值 防止發動機爆震 減少運輸設備的損耗 可以減 少汽車尾氣中 C02 CO S02 等對環境的污染 尤其可大量減 少臭氧排放量 保護地球大氣環境 因此 這項技術也更符合 我國的國情 事實上 自 20 世紀 60 年代第一次能源危機以后 許多發 達國家和部分發展中國家即根據各國具體資源情況著手燃料乙 醇的開發 如美國以玉米為主 而巴西 印度等以糖蜜為主 在美國每年生產的燃料乙醇在 500 萬噸以上 在巴西 汽車所 需燃料的 43 以上已使用燃料乙醇 燃料乙醇的使用不僅減少 了該國對進口石油的依賴 還為該國創造 500 萬人的就業機會 在我國 燃料乙醇的生產與使用問題已提出多年 引起了 黨中央和國務院的高度重視 明確要求加快燃料乙醇產業的發 展 秸桿燃料乙醇以玉米 水稻等農作物秸桿為原料 經預處 理 水解 發酵 蒸餾和脫水等工藝而制成 乙醇脫水后得到 無水乙醇 99 5 V V 它是一種高熱值燃料 每千克發熱能 2 97x104kj 無水乙醇添加適量變性劑后形成變性燃料乙醇 再 把變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混配形成車用乙醇汽油 將 乙醇按 10 15 的比例加入汽油中作為燃料 現有發動機不 經過任何改裝即可正常運行 農作物秸稈燃料乙醇的生產與使用 對我國農業發展有其 重要的作用 我國是農業大國 農作物秸稈產量約為 7 億噸 年 居世界首位 農作物秸稈的主要成分為纖維素 半纖維素 和木質素 是一種寶貴的可再生資源 目前 我國秸稈的主要 用途是造紙 飼料 農村生活能源 還有一部分用來還田造肥 另有約 15 6 的秸稈被廢棄或焚燒 利用農作物秸稈生產燃料 乙醇 既能解決原料問題 又能變廢為寶 增加農民收入 我場秸桿資料更加豐富 除少部分還田和做為生活燃料外 大部分焚燒了 造成了環境的污染和資源的浪費 二 技術的可行性分析二 技術的可行性分析 1 秸桿燃料乙醇生產技術現狀 秸桿燃料乙醇生產技術現狀 成熟的技術是實現工業產業化的前提 以秸桿為原料生產 乙醇是國內外十分關注的課題 國內以農林廢棄物為原料制備燃料乙醇的研究單位很多 并取得了可喜的成果 中科院過程所開發了秸稈酶解發酵燃料 乙醇新技術 在不加酸堿的秸稈汽爆處理技術 秸稈固相酶解 發酵氣提分離乙醇耦合體系和纖維素酶固態發酵系統等方面取 得了多項自主知識產權 并完成了 3000t a 秸稈發酵生產燃料 乙醇的中試 廈門大學通過化學誘變和物理誘變方法 對灰綠曲霉等分 解菌株進行突變 獲得高活力的突變株 其活性比出發菌株高 50 篩選的酵母菌株用于秸稈制乙醇轉化率大于 10 利用灰 綠曲霉對甘蔗渣 稻草秸稈進行分解 蔗糖的轉化率可達 40 稻草秸稈的轉化率達 45 河南天冠集團與山東大學 浙江大學等合作 攻克了利用 秸稈為原料制備乙醇的關鍵技術 使原料轉化率超過了 18 完成了 300t a 的中試 山東大學開發了從原料玉米芯生產低聚木糖 木糖醇的技 術 以廢渣為原料的乙醇收率高達 20 以上 已完成了 3000t a 中試 華東理工大學完成了 600t a 以秸稈為原料生產燃料乙醇的 中試 清華大學也完成了以秸稈為原料制備燃料乙醇的中試 此外 中國農林科學院麻類研究所和陜西師范大學合作開 展麻類纖維素預處理 糖化液酵解制備燃料乙醇的研究 將超 臨界二氧化碳 酶法脫膠 微生物發酵技術和酶工程有機結合 在一起 該技術可使麻類 玉米芯和蘆葦的總糖轉化率達 67 糖醇轉化率達 43 這些研究為以農林廢棄物作原料生產燃料乙醇打下了良好 的基礎 從現有的技術分析 采用酶水解技術更為合適 與酸 水解相比 酶水解可在常壓下進行 能量消耗低 產率較高 但是由于國內在酶生產技術 戊糖發酵菌株構建等方面還沒有 取得根本性突破 生產技術尚未完全成熟 目前國內所進行的 中試研究 每噸燃料乙醇消耗原料都在 6t 以上 生產成本在 5000 6500 元 t 還不適合產業化生產 據悉 今后在技術上 的研究重點為 原料的預處理技術 農林廢棄物的主要成分 是纖維素 半纖維素 木質素 只有纖維素能被降解轉化為乙 醇 因此要開發高效的原料預處理技術 從農林廢棄物中獲得 最大量的纖維素 開發高活性的纖維素酶 纖維素酶存在生 產效率低和生產成本高的問題 目前生產 1gal 1gal 3 785L 乙醇纖維素酶的費用為 30 50 美分 必須研究開發高活性的纖 維素酶 使纖維素酶的成本降到 5 美分 gal 乙醇才具競爭力 開發高效的發酵和分離提取工藝 目前燃料乙醇生產存在原 料消耗 能耗高 轉化率 收率低的問題 應開發高效的發酵 和分離提取技術和工藝 降低原料消耗和能耗 提高轉化率和 收率 國際上 已有國家在研發試驗以纖維素為原料的燃料乙醇 生產技術 加拿大 Iogen 公司在纖維乙醇技術開發領域居世界 領先地位 于 2008 年率先建成世界第一座工業規模纖維乙醇綜 合廠 殼牌投資 4600 萬美元 建設年產 20 萬 t 燃料乙醇的商 業化生產線 德國正在開發使用木材和麥稈等生產高級柴油的 技術 美國能源部也支持了一個投資巨大的纖維素乙醇中試及 產業化攻關項目 旨在利用木材 稻草 玉米秸等纖維素廢料 生產燃料乙醇 其中僅發展高效纖維素水解酶技術的公司就獲 得能源部的 3200 萬美元的政府撥款資助 在國家產業政策的扶持下 我國正逐步開展以纖維為原料 生產燃料乙醇的工作 2006 年 8 月 河南天冠集團開始建設年產 3000 噸的纖維 素乙醇項目 這是國內首條纖維素乙醇產業化生產線 這一生 產線的建設與投入使用 將使得利用農作物秸稈類纖維質原料 生產乙醇成為現實 其意義非常深遠 由于受規模限制 纖維 乙醇的生產成本高達 6000 至 6500 元 噸 按當時成本計算 比 小麥為原料生產燃油乙醇的成本高 500 元至 1000 元 但是隨著 試驗成功 產能擴大后 成本有望降低 中糧集團 500 t a 纖維素中試裝置于 2006 年 11 月 22 日一 次試車成功 在世界上首次將連續汽爆技術應用于纖維乙醇生 產 所用纖維素酶是中糧集團與丹麥諾維信公司聯合開發的 從試驗結果看各項技術指標均達到國際先進水平 以秸桿為原料生產乙醇首先面臨的是原料體積龐大 收集 運輸 儲存問題需很好解決 其次是原料木質素含量較高 當 采用酸解預處理時所產生的酸性廢水必須好好解決 最后是酶 制劑所占成本比重很大 導致燃料乙醇成本偏高 2 生產技術概述 生產技術概述 以秸桿為原料生產乙醇的工藝為 秸稈 預處理 有酸處理 法 蒸汽爆破法 濕氧化法等 水解工藝 有稀酸 濃酸 酶水 解 發酵 有同步糖化發酵法 固定化細胞發酵 木糖發酵 出池 蒸餾 脫水 變性處理 燃料乙醇 1 1 原料 原料 農作物秸稈主要是由纖維素 半纖維素和木質素三大部分 組成 纖維素的化學組成十分簡單 是由 D 一葡萄糖通過 1 4 苷鍵連接而成的線型結晶高聚物 它容易被纖維素酶 水解 產生葡萄糖 進而通過發酵生產乙醇 是生產農作物秸 稈燃料乙醇的主要物質 其含量約占總量的 40 50 半纖 維素在結構和組成上變化很大 一般由較短 高度分枝的雜多 糖鏈組成 鏈上連接著數量不等的甲酰基和乙?；?其分支結 構使半纖維素無定形化 比較容易被水解成其組成的糖類 但 其所含的五碳糖不能被發酵利用 含量約占總量的 20 30 木質素是以苯丙基為基本結構單元連接而成的高分 枝多分散性高聚物 非常難于被降解 纖維素是細胞壁的主要成 份 在纖維素的周圍充填著半纖維素和木質素 阻礙了纖維素 酶同纖維素分子的直接接觸 可用于轉化成酒精的生物質資源除農作物秸桿外 還包括 針葉材 闊葉材 森林加工剩余物 農林廢棄物以及城市纖維 垃圾等 其原料成分分析如表 1 通過化學和生物化學的方法 可將纖維素和半纖維素水解成單糖 繼而發酵成酒精 2 2 預處理 預處理 植物細胞壁中 微纖絲被半纖維素和木質素通過物理和化 學作用所包裹 不利于纖維素酶對纖維素的進攻 未經預處理 的植物纖維原料的天然結構存在許多物理和化學的屏障作用 纖維素酶水解得率低 僅為 10 20 左右 植物纖維原料在 酶水解前必須經過預處理 達到細胞壁結構破壞 包括破壞纖維 素 木質素 半纖維素之間的連接 降低纖維素的結晶度和除去 表 1 植物纖維原料的組成 單位 干基 原料纖維素戊聚糖木質素苯醇提取物灰分 玉米桿 40 122 318 85 13 9 稻 草 36 520 617 63 65 8 樺 木 41 830 420 43 00 3 紅 松 37 79 5257 50 3 木質素或半纖維素 增加纖維素比表面積的目的 以便適合于 纖維素酶的作用 植物纖維原料預處理的方法很多 包括物理 法 化學法 生物化學法以及以上幾種方法的聯合作用 各種 預處理的方法如表 2 物理法預處理需要較多能量 預處理成本高 而且水解得 率低 化學法預處理的不利因素是處理后的原料在產酶或酶解 前需用酸或堿中和 產酶時間較長 利用白腐菌預處理的一個 主要缺點是白腐菌在除去木質素的同時分解消耗部分纖維素和 半纖維素 因此 物理法 化學法 生物法都不適合作為工業 化生產的 表 2 植物纖維原料的預處理方法 物理法化學法生物法聯合法 射線處理鹽酸水解白腐菌蒸汽爆碎法機械 磨碎法硫酸水解高溫機械磨碎法 醋酸水解堿 機械磨碎法 氫氧化鈉二氧化硫 蒸汽爆碎法 預處理方法 在各種預處理方法中 蒸汽爆碎法適合于植物纖 維原料的預處理 在蒸汽爆碎過程中 物理和化學的作用使半 纖維素水解成單糖和寡糖 部分木質素溶解而使得原料適合于 纖維素酶的作用 蒸汽爆碎預處理的機理目前還不十分清楚 瑞典隆德大學 的 puri 認為 在蒸汽爆碎過程中 醋酸自水解是一個十分重要 的反應 但 Brownell 等發現半纖維素鏈上含乙酰基較少的原料 蒸汽爆碎預處理后酶水解仍能達到理想的效果 雖然植物纖維 原料在蒸汽爆碎過程中的詳細變化還不十分清楚 但在蒸汽爆 碎過程中 將發生以下變化 細胞結構破環 纖維素結晶度和 聚合度下降 半纖維素通過自水解作用轉變成單糖和寡糖 纖 維素 半纖維素 木質素的結構破壞 部分木質素的 芳醚鍵 斷裂且木質素發生部分縮合作用 3 3 纖維素酶及酶水解 纖維素酶及酶水解 纖維素酶是降解纖維素成為其葡萄糖單體所需的一組酶的 總稱 它不是單種酶 而是起協同作用的多組分酶系 一般認 為主要包括三類酶組分 內切葡聚糖酶 EG 外切葡聚糖酶 CBH 和纖維二糖酶 CB 它們的水解機理是 EG 以隨機 形式水解 1 4 葡聚糖 作用于較長的纖維素鏈 對末端鍵 的敏感性比中間鍵小 主要產物是纖維糊精 CBH 能從纖維素 鏈的非還原端或者還原端一個一個地依次切下纖維二糖單位 CB 能水解纖維二糖和短鏈的纖維寡糖生成葡萄糖 4 4 發酵 發酵 發酵是在無氧條件下 微生物 即酵母菌 分解葡萄糖等 有機物 產生酒精和二氧化碳等不徹底氧化產物 同時釋放出少 量能量的過程 其化學反應式為 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 2 ATP 放出能量 118 kJ mol 文字式為 糖 葡萄糖 果糖 或蔗糖 醇類 乙醇 二氧化碳 能量 ATP 對于纖維材料的生物利用總的來說可分為二類 一類是先 經纖維素酶或半纖維素酶水解產生葡萄糖 木糖等發酵性糖 再由另外一類微生物 如酵母菌 發酵產生乙醇等物質 即二步 發酵法 第二類是經過一個步驟即可將纖維性物質轉化為乙醇 其中又分為有二種微生物參與的同時糖化發酵和僅用一個菌株 的直接發酵法兩種 二步發酵法是先由微生物 多數為絲狀真菌 在 纖維性材料上產生纖維素酶和半纖維素酶 然后進行酶解纖維 素 半纖維素產生糖 再由酵母菌發酵產生乙醇 即產酶 酶解 發酵三個步驟 這三個步驟所需要的條件各不相同 如溫度 整個過程經歷的時間較長 需要二種微生物的作用 在工藝上 較復雜 實際生產中很難應用 利用二株菌的同時糖化發酵法 與兩步法相比 可消除酶解時產物對酶解作用的抑制 縮短了 發酵時間 但仍需二種微生物的分別作用 自 20 世紀八十年代 以來 直接發酵法得到國內外同行的重視 它是僅利用一種微 生物產生的纖維素酶和半纖維素酶酶解產生的糖仍由同一株菌 來完成發酵的過程 此方法工藝簡單 歷時短 對纖維性材料 的生物法全利用有很大實際意義 5 5 蒸餾 脫水和變性 蒸餾 脫水和變性 蒸餾法是用來提高液體酒精度的一種工業生產方法 即先 給含水較多的酒精加熱使它汽化 把蒸氣引出 再經過冷凝管 冷卻液化成純度較高的酒精溶液 是一種化工操作的基本方法 脫水是將酒精由共沸物 含乙醇 95 5 提高至 99 5 的加 工過程 這一過程的技術含量高 目前有汽化膜脫水 真空蒸 餾 化學反應脫水 氣相分子篩脫水 三元共沸物蒸餾脫水 稱 Melle 法 和萃取蒸餾等工藝 乙醇變性處理是指加入 2 一 5 v v 的變性劑 車用無鉛汽 油 后 使其成為與食用酒精相區別而不能飲用的燃料乙醇 此 外還要加入微量的金屬防銹劑 6 6 污水處理 污水處理 目前我國以玉米為原料生產燃料乙醇的過程中排出大量高 濃度有機廢水 生產 1t 燃料乙醇排放廢水約 11 13t 其中 COD 含量一般都在 8 萬 12 萬 mg L 最高達 17 萬 mg L 硫酸根濃 度為 5000 8000mg L 有的高達 1 2 萬 mg L 如果以農林廢棄 物為原料生產燃料乙醇 排放的廢水量更大 較先進的污水處理工藝是采用 厭氧 好氧結合 工藝對生產 和生活污水進行治理 處理后排放出水的水質達到國家 污水綜合 排放標準 GB8978 1996 中一級標準 此工程包括 收集池 好氧 工藝處理污水 發酵產沼氣 生產用燃煤蒸汽鍋爐進行燃氣改造 濾液經好氧處理后污染物穩定就可達標排放 可大量減少 COD 排放 量 大大促進了廢物減量化 資源化和無害化 其經厭氧發酵產生 的沼氣經氣水分離及脫 S 處理后送儲氣罐 通過管道則可用于鍋爐 燃料 據資料介紹 每生產 1 噸乙醇所產的廢水可產沼氣 190m3 220m3 每立方米沼氣的熱值相當于 1 公斤標煤 故每產一噸乙醇可 節約燃煤 200 公斤 三 我縣秸桿資源分析三 我縣秸桿資源分析 我縣是農業大縣 秸稈年產量約 51 萬噸 以稻草 玉米秸 稈 小麥秸稈和油菜秸稈為主 主要集中在平川和丘陵一帶的 主要農作物產區 以馬暢到槐樹關沿 108 沿線鎮最為集中 由于秸稈產量未列入有關部門的統計范圍 直接測量農作 物秸稈單位面積的產量也比較困難 因而秸稈的產量通常依據 農作物的產量計算而得 即采用 秸稈系數 法估測秸稈產量 秸稈系數是秸稈產量與谷物籽實產量的比值 其值參見表 3 我縣各類農作物秸稈的種類及其對應的秸稈系數 利用秸稈系數乘以籽實產量可以估算出農作物秸稈的資源 量 其估算公式如下 表 3 我縣各類農作物秸稈的種類及其對應的秸稈系數 作物種類作物名稱秸桿系數 水 稻 1 0 玉 米2 0 高 粱2 0 糧 食 小 麥1 4 大 豆1 5 油菜籽2 0 油料作物 向日葵2 0 式 式中 S 秸稈資源量 k 秸稈的種類數 sj 某種農作物的籽實產量 Dj 某種農作物對應的秸稈系數 我縣現有耕地面積 58 萬畝 農業常用耕地 41 6 萬畝 其 中水田 20 3 萬畝 旱地 21 3 萬畝 其糧油產量可按 2013 年 種植計劃和正常年份糧食單產計算 去年全年糧食收獲面積 52 5 萬畝 其中小麥 18 9 萬畝 6 9 萬噸 玉米 10 9 萬畝 3 3 萬噸 水稻 21 萬畝 12 6 萬噸 油菜 16 萬畝 6 萬噸 種植水稻 21 萬畝 應產水稻 12 6 萬噸 種植玉米 10 9 萬 畝 應產玉米 3 3 萬噸 種植小麥 18 9 萬畝 應產小麥 6 9 萬 噸 種植油菜 16 萬畝 應產菜籽 6 萬噸 預計豆類雜糧總產為 8 萬噸 根據表 3 和式 1 可計算出我縣秸桿總量約為 51 萬 噸 我縣所產秸桿現除用于還田和燒火做飯外 大部分焚燒掉 了 這樣即浪費了資源 又污染了環境 估計焚燒量大約占秸 桿總量的 75 為 38 3 萬噸 這部分秸桿完全可以用來生產燃 料乙醇 秸稈中纖維素含量 35 按現有技術僅纖維素可產乙按現有技術僅纖維素可產乙 醇和每克葡萄糖理論酒精產量醇和每克葡萄糖理論酒精產量 0 570 57 克計算克計算 每年這每年這 38 338 3 萬噸萬噸 秸桿可產生乙醇約秸桿可產生乙醇約 7 67 6 萬噸萬噸 隨著纖維素酶酶解和發酵技術的 不斷進步 秸稈中的半纖維素也可部分或全部轉化為乙醇 可 產燃料乙醇的數量還將大幅度提高 在我們開發利用秸稈資源的同時 應充分重視秸稈還田 以增加土壤有機肥含量 改善土壤的物理性質 保護土壤生態 環境 發展可持續農業 而另一方面 隨著城鎮化建設的不斷深入 居民點的集中 居住條件的改善 秸桿的家庭燃料作用將會消失 因而會為生 物質燃料乙醇的生產提供更多的原料 四 項目建設的技術方案四 項目建設的技術方案 根據目前國內外的生產技術發展現狀 擬選用下述工藝路 線 工藝流程為 農作物秸桿 收集 粉碎 蒸汽 連續爆碎 纖維酶水解 過濾 酵母發酵 過濾 蒸餾 冷凝 脫水 無水乙醇 變性 燃料 乙醇 產品方案為 以燃料乙醇為主產品 以二氧化碳 沼氣 DDGS 飼料和有機肥為副產品 主產品燃料乙醇除調入汽油作為車用燃料外 還可以無水 乙醇身份用來制取乙醛 乙醚 乙酸乙酯 乙胺等化工原料 也是制取染料 涂料 洗滌劑等產品的原料 此外乙醇還可用 在稀釋劑 有機溶劑 涂料溶劑等幾大方面 其中用量最大的 是消毒劑 但因含有過多的雜醇油 不宜食用 副產品還可以進一步深加工生產高附加值產品 在以農林 廢棄物為原料制取燃料乙醇時 只有纖維素被轉化為乙醇 半 纖維素和木質素未利用 半纖維素中含有木聚糖類 葡萄糖甘 露聚糖 半乳糖 由于結構中帶有羥基 醛基和糖甙鍵 在一 定條件下 均能進行酯化或醚化反應 利用這些化學性質可以 制備一些高附加值的化工產品 例如糠醛 它是合成高分子樹 脂 纖維 醫藥 農藥等的重要原料 以糠醛為原料可進一步 制備糠醇 四氫糠醇 順丁烯二酸酐 糠酸等重要精細化工產 品 木質素是一類以苯丙烷單體為骨架 具有網狀結構的無定 形高聚物 由于結構中含有羥基和醚鍵 可以利用這些性質制 備一些化工產品 例如木質素磺酸鹽 可用作混凝土減水劑 染料分散劑 石油鉆井與采油助劑等 另外 采用接枝等方法 制備的改性木質素 可以用作土壤調節劑 助凝劑 增稠劑等 還可制備碳纖維等 副產品中的二氧化碳是酵母發酵中產生的 給予收集后可 銷售給食品企業作為食品級二氧化碳使用 五 項目的經濟分析五 項目的經濟分析 燃料乙醇售價受制于汽油的價格波動 目前 國家對燃料 乙醇實行特殊定價政策并且有專門財政補貼以使市場上燃料乙 醇價格略低于汽油價格 從而增強燃料乙醇相對于汽油的市場競 爭力 燃料乙醇的價格是按照汽油價格的 0 9111 倍確定的 所 以銷售燃料乙醇的實際收入包括兩部分 即汽油價格的 0 9111 倍和政府補貼 即實際收入 0 9111 汽油價格 政府補貼 根 據國家 2005 年制定的燃料乙醇財政補貼辦法 2005 2008 年 每一年度的財政補貼分別為 1883 元 噸 1628 元 噸 1373 元 噸和 1373 元 噸 而 2005 2007 年 而每年的汽油平均價格分 別為 3874 元 噸 4608 元 噸和 4990 元 噸 則各年度的燃料 乙醇企業的實際收入分別為 5412 元 噸 5826 元 噸和 5919 元 噸 纖維燃料乙醇噸成本因不受原料價格的控制 大約一直在 6000 元 噸左右 在取得國家補貼的情況下 仍與上述各年度 的實際收入相比還有 81 588 元 噸的虧損 可以看出 企業銷 售乙醇取得的收入還不能完全彌補生產成本 據報道 2007 年國家實行了彈性制的財政補貼 政府定期 對以糧食為原料的燃料乙醇生產企業乙醇結算價格和生產成本 進行核算 計算出合理的補貼價格 根據企業之前銷售的燃料 乙醇數量進行追溯調整 據悉 2007 年國家給予安徽豐原生化 以玉米為原料 的補貼是 2251 元 噸 超過規定標準 以補貼 由于原料和汽油的價格波動造成的虧損 使其燃料乙醇業務加 上政府補貼后的毛利率達到 20 以上 目前 由于糧食價格的上漲 以糧食為原料的燃料乙醇生 產成本和以秸桿為原料的燃料乙醇生產成本已相近 因此 如 果取得國家補貼 則肯定是有利益的 如果爭取不到國家在銷售環節的財政補貼 這 81 588 元 噸的虧損有望從下面兩個部分找回 一是爭取國家對于以秸桿為原料的燃料乙醇生產企業建廠 補貼 2006 年 財政部印發的 可再生能源發展專項資金管理 暫行辦法 明確提出 石油替代可再生能源開發利用 重點 是扶持發展生物乙醇燃料 生物柴油等 2007 年 9 月 國家 發改委發布 關于促進玉米深加工業健康發展的指導意見 意見 指出 十一五 期間原則上不再核準新建玉米深加工 項目 因而限制了以玉米為原料生產燃料乙醇的發展 為以秸 桿為原料生產燃料乙醇項目提供了更廣闊的生存空間 因此 秸桿燃料乙醇項目符合國家的產業政策 并且 在未來它承擔 著改變中國能源結構重任 普遍認為 大規模開發生產木質纖 維類生物質燃料乙醇的工業技術 是解決以糧為原料生產燃料 乙醇存在的原料成本高 原料有限的根本出路 因此 獲取項 目扶持資金是非常有必要 有可能的 二是申請 CDM 清潔發展機制 項目資金 CDM 項目的核心 內容是允許發達國家應用資金和技術與發展中國家合作 在發 展中國家實施生物質能的開發和利用 從而達到減少溫室氣體 排放的目的 每噸燃料乙醇能夠產生 2 噸的二氧化碳減排量 根據目前國際市場的平均價格 減排量約為 10 美元 噸 每噸 燃料乙醇的減排收益為 20 美元 噸 按現行匯率 每生產一噸 燃料乙醇可獲得 CDM 項目資金 140 元 此外 通過副產品的加工升值 可以增加一部分收益 目前 汽油價格已達 7750 元 噸 現行燃料乙醇的理論售 價應為 7061 元 噸 政府補貼 已超出成本 有結余 1061 噸 但實際售價僅為 6200 元 噸 與成本持平 取得的國家補 貼部分為純利潤 國家財政部 2007 年制定的 生物燃料乙醇彈性補貼財政財 務管理辦法 規定 定點生物燃料乙醇生產企業享受彈性制的 財政補貼 政府定期對以糧食為原料的燃料乙醇生產企業乙醇 結算價格和生產成本進行核算 計算出合理的補貼價格 根據 企業之前銷售的燃料乙醇數量進行追溯調整 此處 副產品的加工 銷售也可帶來豐厚的收益 同理 乙醇的深加工可給企業帶來更大的利潤 乙醇脫水后 是生產 乙烯 乙酸乙脂等 189 種化工 生物產品的原料 2004 年乙烯 的需求量達到 1800 萬噸 每噸價格在 14000 元以上 但國內只 能滿足 600 萬噸 參考生產規模為 5000 噸 年以秸桿為原料的燃料乙醇項目 的總投資 按山東大學和河南天冠集團聯合攻關的稀酸處理纖 維酶解工藝生產燃料乙醇中試項目投資計算 總投資為 1611 萬 元 可知 我縣年產 1 萬噸秸稈乙醇項目總投資為 3222 萬元 項目除了具有良好的經濟效益外 還有利于刺激農業生產 穩定糧食價格 鞏固農業基礎 提高農民收入 同時 項目的 建設還將間接推動周邊地區交通運輸業 建筑業 飼料業 有 機肥產業 服務業和綠色有機農業的發展 增加就業機會 社 會效益顯著 六 存在的問題六 存在的問題 1 作為一種生物能源 其有共同的的幾個大障礙 作物的 光合作用效率十分低下 原料困擾和技術難題突出 光合作用 效率主要指太陽能的利用效率 是植物通過光合作用制造的有 機物中所含有的能量與光合作用所吸收的光能的比值 生物能 源僅有 1 6 的光合作用效率 因此 使秸稈具有體積龐大 分布相對分散等特點 造成運輸 儲存 輻射的半徑太大等缺 點 成本太高 2 原料 秸桿 的預處理技術有待提高 農林廢棄物的主 要成分是纖維素 半纖維素 木質素 目前只有纖維素能被降 解轉化為乙醇 因此有待開發高效的原料預處理技術 從農林 廢棄物中獲得最大量的纖維素 3 有待開發高活性的纖維素酶 纖維素酶存在生產效率低 和生產成本高的問題 目前生產 1gal 1gal 3 785L 乙醇纖維 素酶的費用為 30 50 美分 必須研究開發高活性的纖維素酶 使纖維素酶的成本降到 5 美分 gal 乙醇才具競爭力 4 有待開發高效的發酵技術 目前燃料乙醇生產存在原料 消耗 能耗高