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乙醇燃料的应用背景及前景展望
2006年6月25日 20:12  来源:应用化学  

    我国推广应用乙醇汽油,燃料乙醇的加入量,初步确定从10%起步。这样做的好处是,现有车辆和加油装置,不需任何改装,油耗、动力基本不受影响,汽车尾气的污染可大幅度降低,又不消耗过多的粮食。以发酵法生产的燃料乙醇,具有和矿物燃料相似的燃料性能,但其生产原料为生物源,是一种可再生能源。乙醇燃烧过程所排放的二氧化碳和作为原料的生物源生长所消耗的二氧化碳在数量上理论上持平,这对减少大气污染及抑制“温室效应”意义重大,燃料乙醇也因此被称为“清洁燃料”。 

    (一)应用背景:

    1、石油资源枯竭。我国石油的消费,现仍以年13%的速度激增。根据联合国能源组织评估,地球的石油储量再有50年左右将基本耗尽,我国将比这一时间还短,现已成为石油的净进口国。99年我国净进口石油已达4000万吨以上。随着资源的逐年减少及对进口依赖的增加,已经对我国庞大的社会经济发展计划形成制约。

    2、自然环境恶化。一方面国土资源的质量严重退化,数量减少,荒漠化、半荒漠化趋势越来越严重。我国沙漠面积以每年2460平方公里的速度在扩张,每年大约有一个中等县的可耕地(约100万亩)资源消失,占全国大半面积的半干旱、干旱地区有40%的耕地严重退化。另一方面大气质量污染严重,每年大多数天气不见蓝天白云已是很多大区域的正常现象。特别是大中城市大气污染更为严重,随着现代文明标志汽车的与日俱增,更使对空气的污染雪上加霜。据资料介绍,大气污染中汽车尾气的污染,已达60%以上。

    (二)发展前景

    燃料乙醇是本世纪初面市的传统产品,后因石油的大规模、低成本开发,其经济性较差而被淘汰。随着一些先进农业因劳动生产率的大幅提高,以及七十年代中期以来四次较大的“石油危机”,又推动燃料乙醇工业在世界许多国家得以迅速发展,自巴西、美国率先于七十年代中期大力推行燃料乙醇政策以来,法国、西班牙、瑞典等国纷纷效仿,均已形成了规模生产和使用。美国国会自1978年开始推动鼓励乙醇汽油生产消费计划、到目前,美国燃料酒精的年消费量为500万吨左右,2000年达到了600万吨。现在,美国已开始限制并逐步禁止新配方汽油中的主要品质改善剂MTBE的使用,同时又率先制定了庞大的计划,再发展约1000万吨燃料乙醇,用以替代MTBE。巴西酒精燃料计划始于1975年,初期以体积比的20%添加入汽油中,1980年提高到22%至今。1995年-1996年间巴西全国酒精产量126亿公斤(约合980多万吨)用于做汽车燃料,约占97-98%。今天巴西人可以自夸他们全部使用绿色燃料。目前,许多农业资源国如英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非政府均已制定规划,积极发展燃料乙醇工业。

    酒精作为清洁燃料已在发达国家实行了二十多年。我国使用酒精替代汽油也有很久的历史,只因为酒精在粮食短缺时期缺乏基本条件而不能发展。目前粮食生产储存丰盈,甚至相对过剩,出现了大量陈化粮,粮价已与国际粮价相近,再加上汽油价格上涨,均已使推行汽油醇政策具备条件。我国中科院、清华、北大、无锡轻大、二汽、一汽等单位对汽油醇的使用及其对环境的影响,也做过大量的试验研究。

    我国推行乙醇汽油清洁燃料,可以综合解决国家石油短缺、粮食过剩及环境恶化三大热点问题。并且对我国的农业、能源、环保、交通、财政诸方面将起到积极的推动作用。

    第一,改善大气环境。使用乙醇汽油作为燃料,可以明显降低汽车废气的排放,有效改善大气环境质量。目前世界上汽车对乙醇汽油的使用方法一般有两大类:(1)用汽油发动机的汽车,酒精加入量为5-22%;(2)专用发动机的汽车,酒精加入量为85-100%。这样汽车就可以降低一氧化碳排放量约30-38%,挥发性有机化合物(VOC)约12%,氮氧化物排放量约略有上升(绝对量极少),有害物质排放平均降低1/3以上。可以看出,用酒精作增氧剂,可显著降低汽车尾气中的有害物,起到净化空气的功效。

    第二,节约石油资源。油、煤碳等是不可再生资源,目前,我国的能源消费几乎全部依赖这些一次性资源。随着社会的进步,对石油的依赖又远超过煤炭。据石油科学院专家预测,我国的石油储量,按目前的探储速度和开采速度,到2030年前后,将工业开采贻尽,世界上的石油再有约50年也将于完。做为国家必须将过渡能源政策列入议事日程。而燃料乙醇的安全、实用、可再生特性成为人们首选的最有希望的替代能源之一。再者,我国的石油进日量今年将突破5000万吨,再有五年左右将达到8000万吨。按照国际上的共识,当一个国家石油进口超过5000万吨时,就必须有保护运输安全的军事力量;当一个国家的石油进口量达到本国消费量的一半时,它的能源安全则极易受到威胁。这些均会对我国庞大的社会经济发展计划造成影响和制约,燃料乙醇政策最终将有助上述问题的缓解。

    第三,推动粮食转化,带动农民增收。推广使用车用乙醇汽油可以有效解决粮食转化问题,稳定粮食价格和农民收入,促进农业生产和消费的良好循环。近年来,我国农业生产连年丰收,但是粮食深加工转化问题未能得到很好的解决,尚未形成“增产──消费──刺激再生产”的良性循环。粮食库存量逐年上升,形成了我国粮食存量的相对过剩。部分存粮已出现陈化。发展车用乙醇汽油,可有效解决粮食作物的转化,形成一个长期、稳定、有效、可控的粮食消费市场,也使国家拥有一个可靠的粮食转化和调控手段。彻底解决了我国粮食的生产、消费和储备这一政府最棘手的问题。更重要的是可以为我国培育一新的经济增长点和经济拉动点。可以带动粮食生产、粮食综合加工、饲料、养殖、肉类加工、有机绿肥、土壤改良等一系列产业链的规模化发展。把我国的“农”字文章做的有声有色,结出丰硕成果。

    第四、减少进口、节省外汇“八五”以来,我国石油产量年均增长率不到2%,消费量的年均增长率却为4.99%,供求矛盾逐年恶化,每年需要大量的外汇进口石油。而我们如果按添加10%乙醇计算,每年可减少汽油消耗量640万吨。还有,尽管我国粮食过剩、出现了陈化现象,但是,我们仍然每年需要进口一部分优质粮食。比如:优质小麦的进口。面食在中国很有市场,年消耗量折成面粉约为150万吨,而一般的面粉做不了方便面,只能是高蛋白粉。生产燃料乙醇,大量的小麦淀粉的去向解决了,成本降下来了,大规模提取小麦蛋白才成为可能。这样,就可以减少优质小麦等粮食的进口。这些对减少原油、粮食的进口、节约外汇意义重大。我们推广使用车用乙醇汽油,不但在一定程度上缓解了石油供求矛盾,节约了外汇,增加了税收矛盾,同时,由于扩大了粮食消费市场,从而刺激了农业生产,增加了农民收入;另外,还有效降低了汽车尾气中有害气体的排放,改善了环境和空气质量,经济效益和社会效益非常显著。

 
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