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纤维素乙醇:降低成本是关键

发布时间:2018-10-17来源:中国化工报点击量:404
去年9月,国家发改委等15部门出台《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》(以下简称《实施方案》),为燃料乙醇的快速发展营造了良好的政策环境。特别是作为高端清洁能源的二代纤维素乙醇,由于不存在与人争粮的问题,被业界寄予厚望。

  记者日前在对业内专家的采访中了解到,以中粮集团为代表的我国纤维素燃料乙醇项目已经具备商业化条件,但纤维素燃料乙醇想要真正地加注到汽车上,目前还有降低成本、实现技术集成等许多关隘需要攻克。

  产能缺口巨大

  “按照《实施方案》要求,完全依靠粮食生产燃料乙醇来满足长期大规模乙醇汽油市场的需求,显然不现实。‘十三五’期间,我国燃料乙醇产业的重点是研发二代非粮纤维素燃料乙醇,补齐燃料乙醇的缺口。”国家乙醇汽油推广领导小组特邀顾问乔映宾在接受记者采访时表示。

  乔映宾提出的观点基于这样一个现实——按照我国总体部署,到2020年,我国车用乙醇汽油基本实现全覆盖。按10%的添加量,以2017年我国汽油表观消费量计算,燃料乙醇消费量将达1300万吨以上,而目前我国生物燃料乙醇产能不足300万吨/年,缺口巨大。

  纤维素乙醇一方面可以补充粮食乙醇供给不足,另一方面也为秸秆焚烧污染环境的问题提供了解决方案,同时还能改善农村环境、增加农民收入、促进农业发展,意义十分重大。目前中粮集团、河南天冠、山东龙力等多家企业在积极推进纤维素乙醇的产业化。比如,中粮集团在纤维素乙醇技术开发上已有12年的经验,取得大量技术成果,开发了一整套农作物秸秆制备纤维素乙醇的工业化技术,在2006年建设了500吨/年中试装置,目前正在积极规划建设5万吨/年纤维素乙醇示范工程。

  急需降低成本

  一家企业纤维素乙醇项目负责人告诉记者,相较于石油和粮食乙醇,纤维素乙醇目前的市场竞争优势还不强,主要原因是成本过高。这主要包括以下几方面的问题:一是原料收集困难,二是预处理过程能耗、物耗高,三是水解用酶制剂效率低,四是废水处理难度大。根据预测,在国际油价75~80美元/桶时,我国纤维素乙醇企业才具备微利运营条件。

  “在国际上,美国、意大利和巴西等国纤维素乙醇技术已经成熟,商业化示范项目都已建成投产,但目前均没有满负荷运行。在低油价时期,他们同样面临高成本的经济性挑战。”乔映宾表示。

  要提高纤维素乙醇的经济性,一个重要的技术手段就是提高纤维素转化效率。而高效转化的基础,是生产出廉价的纤维素酶。山东大学微生物技术国家重点实验室教授曲音波告诉记者,高效低成本酶制剂的开发是一个世界难题。单位蛋白的纤维素降解效率只有粮食淀粉降解效率的百分之一到几十分之一,尽管国际上先进酶制剂公司进行了几十年的艰苦研发,开发出了一代又一代新型高效酶制剂,但纤维素乙醇的用酶成本仍然要占到乙醇生产成本的20%~30%。

  呼唤技术集成

  除了成本问题,如何做好技术集成也是我国纤维素乙醇产业化必须直面的挑战。

  曲音波认为,纤维素乙醇产业化是一个典型的系统工程,从原料收集到秸秆预处理,从高效降解酶菌种的筛选到秸秆全质化利用,从工艺路线设计到工程化放大,涉及众多的学科和领域,需要系统的技术集成和全面整合资源。而目前,多数研究单位把注意力集中到解决一两个特定问题上,有意或无意地忽略了其他问题。这带来的结果是,一方面各种技术成果之间相互矛盾,无法整合;另一方面,不同开发者的技术难以集成到一起,每个研发团队都只能在特定技术领域取得部分突破。

  “一套成熟的技术必需通盘考虑所有的工程技术问题,把各种解决方案整合成一个紧密衔接的完整工艺包,并尽可能采用工业上已经被证明成熟可靠的设备,纤维素乙醇才可能有市场竞争性。任何一个环节有问题,都可能使产业化进程受阻。”曲音波对记者强调,“纤维素乙醇生产技术的产业化,需要相关的企业家、投资者,以及多学科不同领域的专家学者、工程师乃至技术工人通力合作,打破各单位间的技术壁垒,组建成实质性的技术创新联盟。”

  期盼政策扶持

  采访中,专家还不约而同地提到了产业政策对于纤维素乙醇发展的重要性。

  乔映宾表示,我国粮食乙醇产业发展,也是因为政策支持才有今天的成果。发达国家为了鼓励生物燃料乙醇发展,也有不同程度的激励政策和补贴。从本质上讲,这是一项与环保和碳减排直接相关的新技术,如果缺少政府引导,单靠企业很难把规模做大。

  记者了解到,《实施方案》出台后,国内各界对纤维素乙醇技术的热情再次高涨,多家企业规划上马纤维素乙醇项目。但在进一步的补贴政策出台之前,更多的企业还是在等待观望。业内人士认为,稳定及可预期的“国策”,是纤维素燃料乙醇行业可持续发展的基石。只有明确了相关政策,企业才好制定进一步的发展战略。

  “扶持这类环保型新兴产业的发展,需要大力、长期、稳定的政策支持。投资者只有明确感受到政策的稳定性,才能有明确的投资意愿。美国和巴西等国也是靠立法引导和财税补贴等方法,才确立了他们在燃料乙醇行业的领先地位。”曲音波表示。

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