生物乙醇及其应用概况
生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。2002年全球油价上涨以来,开发应用燃料乙醇已成新的国际潮流。据联合国能源组织多次评估,地球上的石油储量再经历40年左右的大规模开采将趋于枯竭,如果寻找不到新的替代资源,不仅会对交通运输业及相关产业产生巨大影响,以乙烯为原料的石化工业也将成“无米之炊”。乙醇作为一种可再生的循环资源,不仅是一种新兴能源,还可以生产乙烯,支撑“后石油时代”的石化工业,成为本世纪新兴基础产业。目前,世界上使用乙醇汽油的国家主要有美国和巴西。
1990年,全美燃料乙醇销售量为265万吨,到2000年,已达559万吨,年均增长率为20%。美国计划2010年乙醇燃料生产达到5 300万吨。美国国家研究委员会提出,以生物质原料制得液体燃料现在只占总燃料的1%~2%,2020年将达到10%。欧盟自20世纪90年代初也开始生产使用车用乙醇汽油。欧盟*近提出2010年乙醇等生物燃料的消费比例占整个汽油的12%的规划;非洲的津巴布韦也用甘蔗生产乙醇,替代了12%的汽油总消耗量;2002年起,印度已在9个州和4个地区实施应用乙醇汽油政策,要求汽油中乙醇含量不得低于5%。此外,南非、印度、泰国等国也先后推广应用乙醇汽油。
我国2000年启动陈粮转化燃料乙醇项目,目前已年产百万吨燃料乙醇,在吉林、河南等省普遍推广乙醇-汽油混合燃料。2001年4月8日原国家计委和国家质量监督检验总局宣布我国将全面推广使用汽油醇。《变性染料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家标准已于2001年4月2日公布。2002年6月30日起,在河南省郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔滨、肇东等5个城市开展试点,试用汽油醇获得成功。2004年2月10日国家发展和改革委员会继续扩大试点,黑龙江、吉林、河南、安徽四省除在全省范围内扩大试点,还调出燃料酒精销售到辽宁、河北、山东、江苏。2005年底上述省、市基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。当前主要的技术问题是改革生产工艺提高产率和效益。同时,依据我国生物质资源中纤维基生物质多的特点,应开发这类资源乙醇发酵技术。东光鑫丰化工回收乙醇,回收废乙醇,回收废油,回收乙二醇等。
国内专家预期,随着生产技术的突破,乙醇成为新的基础产业是一个不可逆转的方向,其未来市场主要有近、中、远三个方向。近期市场是车用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。随着国家“乙醇汽油政策”的推出,在未来10年内,其需求量每年将达1 000万吨,这是乙醇的近期市场。乙醇的中期市场是作为燃料电池的燃料,在低温燃料电池、手机、笔记本电脑以及新一代燃料电池、汽车等可移动电源领域有非常广阔的应用前景。专家预计,在未来10~20年内,乙醇以其无污染、可再生的特点,将拥有新型燃料电池30%~40%的市场份额,容量将是车用燃料市场的5倍以上。石化工业是乙醇的远期市场。在未来20年内,由于石油资源的日趋紧张,加上纤维质原料乙醇的大规模工业化生产,相对于石油来说,在成本上,乙醇已具有可竞争性,将顺理成章地进入石化基础原料领域。