乙醇是世界公認(rèn)的優(yōu)良汽油添加劑。
8月25日起，天津市內(nèi)有10座加油站進(jìn)行汽油置換，并從當(dāng)日起供應(yīng)乙醇汽油，天津市車用乙醇汽油正式投入使用。
天津并不是國(guó)內(nèi)率先推廣使用車用乙醇汽油的城市。此前，黑龍江、吉林、遼寧等11個(gè)試點(diǎn)省份已開始推廣使用車用乙醇汽油，并取得積極的效果，今年將進(jìn)一步在北京、天津、河北等15個(gè)省份推廣。
依照2017年國(guó)家推出的《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》(以下簡(jiǎn)稱《方案》)，到2020年，車用乙醇汽油要在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用。
“乙醇是世界公認(rèn)的優(yōu)良汽油添加劑，對(duì)節(jié)能減排意義重大。燃料乙醇確實(shí)符合中國(guó)發(fā)展的國(guó)情，也是減少機(jī)動(dòng)車尾氣污染的一個(gè)重要策略。但燃料乙醇的來源問題還存在一些爭(zhēng)議，最主要的就是糧食安全問題。”中科院大連化學(xué)物理研究所研究員申文杰對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示。
燃料乙醇具有戰(zhàn)略意義
如今在各國(guó)政府大力推動(dòng)下，推廣使用車用乙醇汽油的國(guó)家越來越多。中國(guó)工程院院士劉中民告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，乙醇是世界公認(rèn)的環(huán)保清潔燃料和油品質(zhì)量改良劑，乙醇汽油的使用比例在逐步增加，美國(guó)、歐洲以及巴西普遍使用乙醇汽油。50多個(gè)國(guó)家制定了生物燃料配套政策，包括規(guī)定摻混指標(biāo)或指令、給予稅收激勵(lì)，這些是出于能源安全戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、減少溫室氣體排放以及緩解環(huán)境污染的考慮。
8月下旬，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定，要有序擴(kuò)大車用乙醇汽油推廣使用，會(huì)議確定了生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)總體布局。具體方法是，堅(jiān)持控制總量、有限定點(diǎn)、公平準(zhǔn)入，適量利用酒精閑置產(chǎn)能，適度布局糧食燃料乙醇生產(chǎn)，加快建設(shè)木薯燃料乙醇項(xiàng)目，開展秸稈、鋼鐵工業(yè)尾氣等制燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化示范。
劉中民表示，燃料乙醇產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)替代石油等不可再生能源以及應(yīng)對(duì)大氣霧霾污染、防控水土污染都有十分積極的戰(zhàn)略意義。例如，在天津，環(huán)保部門初步測(cè)算，使用乙醇汽油后，該市機(jī)動(dòng)車尾氣排放每年可減少一氧化碳排放量10%~15%，減少碳?xì)浠衔锱欧帕?%~5%，減少顆粒物排放量1%左右。
我國(guó)自2001年推廣車用乙醇汽油以來，至2016年12月已累計(jì)生產(chǎn)銷售燃料乙醇2208萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少國(guó)內(nèi)原油進(jìn)口約5000萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)外幾十年反復(fù)的測(cè)試結(jié)果都表明，使用車用乙醇汽油能夠減少汽車有害物的排放，特別是可顯著降低排放物中的HC和CO含量。
我國(guó)交通部汽車運(yùn)輸行業(yè)能源利用監(jiān)測(cè)中心的測(cè)試結(jié)果為，使用E10乙醇汽油后，排放的尾氣中CO減少了19.7%，HC減少了16.4%。對(duì)于常規(guī)排放污染物，研究發(fā)現(xiàn)，摻混比為10%的乙醇汽油可使汽車尾氣中苯污染的排放減少25%。
糧食燃料乙醇要適度布局
“乙醇汽油的使用初衷是好的，但《方案》最大的問題是沒有明確生產(chǎn)生物乙醇的主要原料是什么。”劉中民介紹，目前生物乙醇的主要原料分兩類，作物與生物質(zhì)，目前全世界能夠?qū)崿F(xiàn)乙醇規(guī)模化生產(chǎn)的原料是作物，主要有玉米、薯類、谷類等，巴西主要用蔗糖，“在我國(guó)以糧食作物為原料，勢(shì)必與人‘爭(zhēng)糧’‘爭(zhēng)地’，我們一般理解的生物質(zhì)是不包括糧食的，主要指秸稈等農(nóng)作物的副產(chǎn)物，沒人把糧食稱為生物質(zhì)，糧食安全是首先需要保障的”。
然而，中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事賈新光表示，我國(guó)目前是以玉米為主要的乙醇生產(chǎn)原料，應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展非糧食作物生產(chǎn)的纖維素乙醇。
“我國(guó)的糧食安全狀況還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到可以浪費(fèi)糧食的程度，但是到目前為止，以秸稈為代表的纖維素乙醇與玉米乙醇相比成本上沒有優(yōu)勢(shì)。”賈新光說。
非糧資源包括木薯、甘薯、甜高梁，還有大量糧食作物的廢棄物秸稈，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活廢料等纖維素、半纖維素、木素及其它可用生物有機(jī)質(zhì)資源。以這類資源作為原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)研究階段，很難滿足“2020年在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油”的目標(biāo)。“《方案》中的生物乙醇概念太過籠統(tǒng)，當(dāng)然要推進(jìn)生物質(zhì)制乙醇技術(shù)的發(fā)展，但現(xiàn)階段提出的生物乙醇好像就是指糧食法了，這是令人擔(dān)心的。”劉中民說。
他表示，我國(guó)的石油消費(fèi)量是6億噸/年，糧食產(chǎn)量也是6億噸/年，“我國(guó)2/3的石油需要進(jìn)口，已經(jīng)受制于人，糧食出現(xiàn)危機(jī)后果更加嚴(yán)重，拿糧食去做汽車燃料，一定要非常慎重”。
另一方面，從成本方面來看，用糧食做原料也并不合算。劉中民認(rèn)為，“3.1噸玉米生產(chǎn)一噸乙醇，每噸玉米1500元，乙醇的成本則在每噸4000到5000元，經(jīng)濟(jì)上未必合算;若還要政府補(bǔ)貼，是不可能持久的。“糧食生產(chǎn)乙醇只能作為調(diào)節(jié)，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上也提到糧食燃料乙醇生產(chǎn)要適度布局”。
多種能源應(yīng)互補(bǔ)融合
申文杰認(rèn)為，國(guó)外(比如美國(guó)、巴西)燃料乙醇均來自于生物質(zhì)發(fā)酵，特別是玉米、甘蔗等，但這些國(guó)家的原料來源豐富，且人口密度不是太大，在一定量的范圍內(nèi)不會(huì)明顯影響國(guó)家的糧食安全。
“中國(guó)的情況有些特殊，即使按照10%的添加量，也需要近1500萬(wàn)噸的年用量。”申文杰說，燃料乙醇與糧食具有一定的沖突;如果只是強(qiáng)調(diào)陳化糧制乙醇，在乙醇的產(chǎn)量上有一定的制約。但如果從煤炭等化石資源制備乙醇，則面臨碳循環(huán)周期的問題。“總的結(jié)果是我國(guó)燃料乙醇發(fā)展路線限定了生物質(zhì)來源的乙醇。”
劉中民強(qiáng)調(diào)，一方面要節(jié)約能源，發(fā)展可再生能源，包括生物質(zhì)能源、水能等，另一方面也不能低碳排放唯一論，“要用好我們的化石資源，促進(jìn)綠色消費(fèi)，比如煤制油、煤制氣、煤制乙醇，如此才能做到能源的綜合互補(bǔ)。用煤炭生產(chǎn)乙醇原則上與煤制油、烯烴沒有差別，都是煤代油戰(zhàn)略實(shí)施的具體路線。
目前全世界乙醇年產(chǎn)量約1億噸，而我國(guó)才200多萬(wàn)噸。人多地少的國(guó)情及糧食安全問題，讓劉中民瞄準(zhǔn)煤制乙醇這一技術(shù)。去年1月,大連化物所與延長(zhǎng)集團(tuán)共同研發(fā)、具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首套煤基乙醇工業(yè)化示范項(xiàng)目正式生產(chǎn)出合格的無(wú)水乙醇，技術(shù)主要指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，使我國(guó)大范圍推廣乙醇汽油成為可能。
“煤化工單個(gè)產(chǎn)品就可以形成上千億元的產(chǎn)值，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇加起來可達(dá)萬(wàn)億產(chǎn)值。”劉中民表示，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅覈?guó)技術(shù)“局部領(lǐng)先、空間很大”。
煤化工最大的難題是清潔化利用。我國(guó)國(guó)內(nèi)面臨環(huán)保壓力，如何減少二氧化碳排放，保持發(fā)展、減排和環(huán)境的平衡，需要在國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)和能源革命大格局下思考。“乙醇的生產(chǎn)也不能單純依靠糧食作物，實(shí)現(xiàn)化石能源與可再生能源、清潔能源的融合才是正確的選擇。”
劉中民告訴記者，中科院大連化物所正在牽頭籌建潔凈能源創(chuàng)新研究院，并于近期正式啟動(dòng)了“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。“創(chuàng)新研究院是要探索更為靈活的體制機(jī)制，促進(jìn)創(chuàng)新和重大成果的產(chǎn)生，先導(dǎo)專項(xiàng)是重要的平臺(tái)和抓手，沒有這些戰(zhàn)略性項(xiàng)目為載體，體制機(jī)制探索會(huì)非常困難甚至虛化。”
“我們的技術(shù)路線不僅注重現(xiàn)階段多種能源的互補(bǔ)融合，更兼顧了我國(guó)能源發(fā)展從高碳向低碳直至無(wú)碳過渡中的技術(shù)需求，希望為構(gòu)建我國(guó)互補(bǔ)融合的清潔低碳、安全高效能源新體系提供技術(shù)支撐。”
