生物燃料的发展范文

导语：如何才能写好一篇生物燃料的发展，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词　粮食安全　能源安全　土地潜力　统筹　路径

许多国家基于包括环境安全、能源安全和农村发展的多重目标，十分支持生物燃料发展。但是，生物燃料在应对气候变化、保障能源安全和促进农村发展的有效性和效率上遭到质疑，最尖锐的批评集中于对粮食安全的负面效应上。FAO估计全球大约8.5亿人口营养不良，其中营养问题最严重是撒哈拉以南的非洲，在那里大约有1／3的人口缺少足够的粮食。尤其是2007年，全球粮价上涨在37个国家引起粮食危机，并使全球一亿多人深陷贫困之中，粮食作物向生物燃料的转化以及由此导致的粮食价格的上升再次引起一些学者对粮食安全的关注。例如夏天(2008)对美国芝加哥商品交易所(CBOT)、大连商品交易所(DCE)的农产品期货市场与美国纽约商业交易所(NYMEX)原油期货市场之间的联系和相互影响机制进行了实证分析，研究发现：以玉米和豆油期货为代表的CBOT农产品期货市场由于燃料乙醇和生物柴油等生物能源项目的兴起而与国际原油期货市场构成了协整关系，即三者具备了关联性和相互影响的作用机制。根据胡明远、孙英辉(2009)的研究，美国生物能源战略导致了全球粮食危机，2002年至2008年2月，国际粮食价格上涨了140％，促成这一涨幅的因素中，化肥和农药价格的上涨仅占粮价上涨幅度的15％，而生物燃料则占粮价涨幅的75％。他们认为，如果不增加生物能源比例，全球玉米和小麦的库存量将不会明显下降，其他因素只能温和地推动粮价上涨。

已有的研究主要集中于生物燃料发展对粮食价格的影响及对穷人消费者所产生的负面效应。实际上，生物燃料发展和粮食安全矛盾的根源在于土地资源的有限性和不可再生性，具体表现为能源作物和粮食作物的土地之争。农民作为理性人追求土地收益最大化，生物燃料产业的发展影响了农民的种植决策，改变土地资源在各种农产品间的使用分配，即，增加能源作物的种植面积同时减少粮食作物的种植面积。由于能源作物与粮食作物之间直接的土地竞争关系，有限的土地资源在生物燃料发展和粮食安全保障上往往“顾此失彼”。面对日益突出的能源供需矛盾，生物燃料发展是否一定以牺牲粮食安全为代价?现有的土地资源是否具备兼容生物燃料发展和粮食安全保障的生产潜力?不同土地资源禀赋的国家应如何选择生物燃料发展与粮食安全兼容的路径?回答这些问题对制定正确的能源多元化发展战略与生物质能源发展路径，寻求经济与社会可持续发展具有重要的现实意义。

生物燃料发展与粮食安全保障的土地之争

在土地市场上，生物燃料的发展会改变土地资源的配置从而影响粮食安全。由于土地资源的有限性和不可再生性，能源作物与粮食作物存在着直接的土地竞争关系。2001年以来，全球生物燃料发展规模急剧增长。2009年全球生物燃料的产量达到109088百万升，其中乙醇为91909百万升，生物柴油17179百万升，乙醇产量占生物燃料产量的比重达到84％。在乙醇生产中，美国和巴西的产量分别占世界总产量的48.2％和27.2％。因此，本文以美国和巴西为例，分析生物乙醇原料作物与粮食作物的土地竞争关系。

美国生物乙醇生产始于1981年，2001年以来受原油价格显著上升的影响，美国生物乙醇开始出现快速发展，从2001年前平均年增长8千万加仑变为平均年增长67千万加仑。美国发展生物乙醇的原料99％来自传统的优势农产品玉米，由于生物燃料需求的增加，美国2001年以来玉米种植面积呈稳步增加的态势。如图1所示，2001年美国玉米种植面积为27830千公顷，2010年则增加为32960千公顷。与此同时，小麦的种植面积则呈逐步下降的趋势，2001年小麦的种植面积为23846千公顷，2010年则下降为19278千公顷。伴随着生物燃料需求的增加，能源作物对粮食作物表现出较强的土地替代效应。长远来看，美国新能源法案提出到2020年美国生物乙醇产量将达到360亿加仑，这大约要耗费1442.9万吨玉米，这意味着美国玉米种植面积要增加1521.7千公顷。由于耕地资源的有限性和用途的竞争性，美国粮食的种植面积必然会受到冲击。当然粮食的短缺引起的粮价上涨在一定程度上会缓解玉米对粮食作物的替代，例如2007年粮食危机引发世界粮价飙升，2008年美国玉米种植面积明显减少，而小麦种植面积则明显增加。但从长远来看，伴随着石化燃料资源的日益枯竭及燃料价格步步高升，玉米价格必然会进一步抬高，如果玉米价格上涨的幅度远远超过粮食上涨的幅度，必然会引起玉米对粮食作物的替代从而影响世界粮食的充足性。

巴西也是较早研究和推广生物能源的国家，为避免对石油进口的过度依赖，巴西政府1975年颁布“乙醇计划”新能源政策，因地制宜推动以甘蔗为主要原料的乙醇燃料的发展。30年来，巴西政府已经投人数十亿美元来开发和推广使用生物质能源。巴西政府和私营部门共同投资扩大甘蔗种植面积，兴建大批以甘蔗为原料的乙醇加工厂。由于巴西政府的大力支持和推广，巴西甘蔗种植面积呈现出明显的扩张趋势。如图2所示，2001年巴西甘蔗种植面积为5022.2千公顷，2010年扩大为9830千公顷，甘蔗种植面积增长近一倍；与些同时，一些粮食品种的播种面积则呈现出逐年下降的趋势。以水稻为例，2001年，巴西水稻种植面积为3149千公顷，2010年则减少为2750千公顷。近十年来巴西甘蔗和水稻种植面积的剪刀差越来越大，甘蔗对水稻具有明显的土地替代效应。由此可见，生物燃料乙醇的大规模发展已经对巴西粮食种植产生较大的影响，但未来的影响会更大。据巴西农业部长宣称，未来将近一步增加用于生产生物乙醇燃料的甘蔗种植面积，由目前的3000千公顷逐步增加到2017年的9000千公顷。

总之，美国和巴西是生物乙醇燃料生产的两大国家，生物乙醇燃料生产约占世界的3／4，同时两国也是世界粮食的生产大国和出口大国，显然生物乙醇燃料的发展使得能源作物大量挤占了粮食用地，已经对世界粮食安全产生了较大的

负面影响。因此，分析当前世界土地资源扩张农作物的潜力，从土地的角度探讨生物燃料发展和粮食安全兼容的机制就显得非常必要。

世界土地统筹生物燃料发展与粮食安全的潜力

发展生物燃料的同时又要保障粮食安全，这就要求在现有的土地资源具有扩张农作物生产的潜力，能够生产出足够多的农产品。当前IIASA和FAO通过GAEZ(Global Agricultural Ecological Zone)分析法对不同地区扩张农作物的潜力做一粗略的估计。当前不同地区扩张农作物生产的方式有：粗放型和集约型。粗放型扩张农作物是通过增加土地面积的方式实现农产品的增加，集约型扩张农作物是通过灌溉、复种和增产的技术，实现单位土地面积下农作物产量的增加。

1、粗放型扩张农作物

表2显示了世界土地可获得性与潜力。全球表面面积(除大洋)为134亿公顷，其中大部分为不适合种植的土地，种植的土地面积只有36.5亿公顷种植，仅占全球表面面积的27.2％。尽管如此，世界仍存在5.37亿公顷闲置的且适合于谷物种植的土地，约占种植土地面积的14.7％。尤其是中亚，其种植土地面积为16.3百万公顷，适合种植且闲置的土地面积则为26.7百万公顷，是种植土地面积的1.63倍；南非适合种植且闲置的土地占种植土地面积的比率也很高，约占种植土地面积的38.4％。世界36.5亿公顷种植的土地面积中有26亿公顷土地处于高投入状态，有8.41亿公顷处于中投入状态，2.05亿公顷处于低投入状态。在不同的投入水平下根据土地的肥沃程度可分为非常适合种植、适合种植和中等适合种植三个级别，投入水平越高则非常适合种植的土地面积则越大。如果不考虑增量土地的机会成本的话，全球仍存在一定的土地潜力扩大种植面积。至于潜在的土地面积估计则存在一个范围波动，该范围波动的大小依赖于相关作物的假定、技术投入使用情况及可接受的产量水平。这些估计反映了农业生态潜力而不是经济潜力，它没有考虑增量土地的机会成本。

2、集约型扩张农作物

集约型农作物扩张可以通过灌溉、复种和采纳新技术而超越其生产潜力。在水资源充足的地方，如果灌溉可以得到充分的开发和利用，则全球谷物面积会增加8.4％，潜在的产量会增加40％。在人口稀少的地区，灌溉对增加潜在农作物面积和产量的效果明显。如表3所示，在西亚通过灌溉可使潜在的农作物面积增加78.6％，产量则会增加375％。在中亚通过灌溉可使农作物面积增加218.4％，产量则会增加695.3％。在人口密集的地区通过灌溉扩大农作物面积的范围是有限的，但产量仍然可以较大幅度地增加。例如在西欧，通过灌溉潜在的农作物面积仅增加2.4％，但是产量却可以增加10.2％；在中非通过灌溉潜在的农作物面积仅增加1.6％，但是产量却可以增加21.1％。由此可见，无论人口稀少的地区还是人口密集的地区，都可以通过灌溉的投入，有效提高农产品的产量，实现集约型的扩张。

复种是另一种集约化生产的方式，通过复种也可以有效地扩大土地种植面积。IIASA和FAO估计全世界60％的种植土地是适合复种的。在一些地区该份额会更高，在南亚90％的种植土地适合复种，东南亚几乎100％的种植土地适合复种。即使在非洲，部分地区50％的种植土地也是可以复种的。集约型农作物扩张也可以通过采纳现代的栽培技术、合理的虫害和营养管理及其他的技术来实现产量的增加。研究表明这些农业技术革新促进了农村发展，减少了农村贫困，但各个地区在现代高产量技术采纳率上是不同的。具体表现为在采纳整体的营养和虫害管理技术、灌溉技术和转化发酵技术上均存在差异。例如，1998年南亚、东亚和东南亚小麦现代物种的采纳率超过80％，其他谷物现代物种的采纳率为60％，而在撒哈拉以南的非洲只有小麦现代物种的采纳率超过40％。不同的技术投入和管理方式往往导致产量的差距，IIASA／FAO分析了不同投入水平之间在短期产量和长期可持续产量上存在巨大的差距。如表4所示，在短期产量上，低投入水平下全球小麦、水稻和玉米的平均短期产量是998公斤／公顷，中投入水平下全球小麦、水稻和玉米的平均短期产量是3658公斤／公顷，高投入水平下全球小麦、水稻和玉米的平均短期产量是5983公斤／公顷。长期可持续产量是根据休耕期所要求的要素条件如气候、土壤类型、作物类型和管理及投入水平计算所得，它在不同投入水平下的差距更大，在低投入水平下全球小麦、水稻和玉米的平均长期可持续产量是448公斤／公顷，而在高投入水平下全球小麦、水稻和玉米的平均长期可持续产量是5409公斤／公顷，是低投入水平产量的十倍之多。因此，无论是短期还是长期，在低投入水平主导的地方均存在大量的未开发的产量潜力。

综上所述，当前世界仍存在着一定比例闲置且适合种植的土地，可在一定程度上通过增加种植土地面积实现农作物粗放型扩张；世界土地资源在集约型农作物扩张上仍存在较大的潜力空间，通过技术进步、灌溉和增加投入可大幅提高单位土地面积的农作物产量。因此，从农业生态角度上看，生物燃料发展与粮食安全保障是可以统筹兼顾的。但是上述分析仅仅反映了农业生态潜力而不是经济潜力，它没有考虑增量土地的机会成本。因此，一个国家发展生物燃料是否具备经济上的可行性，如何选择生物燃料发展与粮食安全保障兼容的路径?这需要根据各个国家的土地资源禀赋并结合收入状况做进一步的分析。

不同土地资源禀赋下生物燃料发展与粮食安全保障兼容的路径

该部分探讨四种类型的国家在生物燃料发展与粮食安全保障兼容上的路径选择，包括粗放型和集约型。粗放型农作物扩张要求一国具有大量的尚未开发的边际土地，可通过平均边际土地的可获得性来衡量一国粗放型农作物扩张的潜力。集约型农作物扩张的潜力可通过农业在GDP中的份额来衡量，该份额会对一系列决定农业生产能力的因素作出反应。农业生产能力包括生产力获取能力和农业市场化能力，它与一国的经济发展水平和收入状况密切相关。随着一国的经济水平的发展，农业在GDP中的份额呈下降的趋势。因此，一国应该如何选择统筹生物燃料发展与粮食安全的路径，这不仅与一国的土地资源禀赋有关，还与一国经济发展水平和收入状况等有关，基于此本文将不同的国家划分为以下四种类型：

第一，土地稀缺、收入低下的国家，如孟加拉国。孟加拉国土地资源非常稀缺，几乎没有为扩张生物质而扩大种植土地面积的能力，平均每千人所拥有的边际土地仅为2.1公顷，粗放型增加生物质几乎不可能。同时它在GDP上存在对农业较强的依赖性，2010年农业在GDP中的份额为19％，所以孟加拉国任何产量的增加都必须来自集约化经营。但是孟加拉国收入低下，基础设施落后，天然气网仅覆盖4％的家庭，电网也仅覆盖30％的家庭，全国仅有26.3％的人口可获得电，这对集约化投资是一个强有力的约束。而且，孟加拉国仍有大量的人口处于极度贫困状态，粮食安全尚未得以保证，任何生产资源的竞争性加强都可

能对穷人有较大的负面影响。所以通过生物燃料来解决能源问题对孟加拉国来说不是一种帕累托改进。2008年，世界人均能源使用量为1834千克石油当量，而孟加拉国人均能源使用量仅为168千克石油当量，孟加拉国面临严重的能源短缺，它传统的解决能源的方式如燃烧木材、粪便和庄稼残余会引起包括室内空气污染等环境问题，而且收集这些生物质也会花费妇女大量的时间，因此，孟加拉国改善能源供给的出路在于从太阳能和风能等入手，而不应从与粮食作物存在土地之争的能源作物入手。

第二，土地充裕、收入上中等的国家，如巴西。巴西具有良好的资源禀赋和成熟的市场条件去利用生物燃料发展所带来的机会。首先，巴西国土面积851万平方公里，现有牧场2亿多公顷，农田6200多万公顷。除了山地和荒漠，大约还有1亿多公顷的土地未开发利用，平均每千人所拥有的边际土地为318公顷，完全有条件在保证粮食生产的情况下，通过开发新的农田来扩大能源作物的种植。其次，巴西经济较为发达，2010年巴西GDP为2023528百万美元，世界排名第八。巴西具备良好的交通基础设施和较为发达的资本市场，这为巴西的生物燃料发展提供了良好的硬市场环境和软市场环境。2010年巴西农业在GDP中的份额仅占6％，这说明巴西在农作物的扩张上具有较强的生产力获取能力和农业市场化能力，已经具备集约型扩张农作物的能力。因此，巴西可在不影响粮食安全的前提下，通过集约和扩张型两种方法来实现生物燃料的发展。事实上，巴西已经充分利用自身在能源农业上的优势，巴西的生物燃料发展一直走在世界的前列，2009年巴西甘蔗乙醇的产量占全球总产量的1／3。由于规模经济，巴西是世界上能源农业成本最低的国家，只要石油价格超过每桶30美元，巴西生物燃料的生产就有竞争力。当前巴西发展生物燃料的约束不是来自国内土地资源或经济上的限制，而是来自贸易伙伴政策的限制，以及由于单一作物种植所带来的气候和环境的约束。

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世界燃料乙醇产业正进入快速发展的新时期，但全球粮食价格的持续上涨引发燃料乙醇和粮食安全问题的广泛争议，燃料乙醇的环保性也受到质疑。中国燃料乙醇发展还处于起步阶段，关注和重视世界燃料乙醇产业新的发展动态，研究各国发展燃料乙醇的政策及其影响和作用，有利于我们积极应对世界燃料乙醇发展的影响，制定符合我国实际的燃料乙醇长期发展战略和政策措施。

一、高油价时期，各国政府推动燃料乙醇快速发展

近年来，高油价促使美国、欧盟和亚洲等国的生物燃料政策发生重大变化，大幅提高生物燃料的发展目标，同时加大政策支持力度，推动燃料乙醇产能不断扩大，产量迅速增长。2006年世界燃料乙醇产量达到380亿升，相当于全球汽油消费量的2.5%。与2000年194亿升的产量相比，2006年增长了95.9%。预计2007年世界燃料乙醇产量可达440亿升，同比增长15.8%，世界燃料乙醇的产量主要集中在美国和巴西，2006年两国产量分别达到183.8亿升和160亿升，占世界总产量的90.5%。

（一）美国超越巴西成为世界最大燃料乙醇生产国，未来十年消费量将增加五倍多

对美国这个全球最大的能源消费国来说，确保能源安全至关重要。2005年8月，美国颁布《能源政策法案》，在全国范围内实施可再生燃料标准（RFS），该标准规定燃料生产商混合生物燃料的年生产量2006年为40亿加仑（151亿升），2012年要达到75亿加仑（284亿升）。2007年初，美国总统布什在《国情咨文》中再次呼吁扩大乙醇和生物柴油的消费量，要求到2017年，替代燃料和可再生燃料的使用量增加到每年350加仑（1325亿升），将汽油使用量降低20%。2007年12月，美国总统布什签署了新能源法案，该法案规定到2020年汽车制造商必须将燃料效能提高40%，达到行业平均水平35英里/加仑，也就是每100公里6.7升。到2022年乙醇年使用量将增至360亿加仑（1363亿升）。

美国政府自1978年起就对生物乙醇生产实施各种补贴，各个州政府还另有补贴。2005年《能源政策法案》颁布后，美国政府加大了在财政方面的支持力度，对燃料乙醇销售实行每加仑补贴51美分。另外，美国联邦政府为发展可再生能源提供了16亿美元的发展基金，21亿美元的纤维素乙醇发展专项担保贷款，5亿美元生物能源和生物产品研究补贴，5亿美元发展可再生能源体系和提高能源效率的补助资金。

美国燃料乙醇的产量因此迅速增加，2004年至2006年，美国燃料乙醇产量年均增长20.2%，2007年预计产量为246亿升，同比增长33.8%。目前，美国正在运行的乙醇厂有124个，新建76个，扩建7个，产能达到245.4亿升。但是，美国燃料乙醇的消费增长快于产量的增长，2004至2006年，美国燃料乙醇消费量年均增长24.7%，2006年的消费量达到206.3亿升，同比增长34.3%。供需缺口由进口补充，主要从巴西和中美洲国家进口，2006年美国从巴西进口17.6亿升，占其进口总额的77.9%。目前，美国年消费汽油1400亿加仑（5300亿升），其中约1/3混合乙醇，大部分为E10（乙醇汽油中乙醇含量为10%），少部分为E85（乙醇汽油中乙醇含量为85%）。早在1997年，美国福特汽车公司就推出使用E85燃料乙醇的灵活燃料车（FFV），目前有超过500万辆灵活燃料汽车(FFV)在美国销售。

（二）巴西燃料乙醇最具竞争优势，为世界最大的燃料乙醇出口国

20世纪70年代的两次石油危机给正在快速发展的巴西经济造成了沉重打击，为实现能源自给，巴西政府于1975年开始强力实行“国家燃料乙醇计划”，此后不断扩大燃料乙醇生产目标，并相继出台全国推广使用燃料乙醇的强制性法规和鼓励生产和使用的优惠政策。

早在1931年，巴西首次制定推动燃料乙醇使用的法规，规定在所有出售的汽油中混合至少5%的乙醇。1975年实施国家燃料乙醇计划后，巴西政府对汽油中混合乙醇的比例进行了多次调整，从1979年的15%提高到1998年的24%，自2002年以来，规定在20―25%的范围内浮动。目前，巴西汽油中混合乙醇的比例在世界上是最高的。为鼓励农业综合企业生产燃料乙醇，巴西政府提供专项低息贷款；为鼓励发展乙醇汽车，对购买乙醇汽车和使用可再生燃料实行税收优惠政策；实施燃料乙醇发展计划初期，为鼓励使用乙醇汽油，巴西政府对乙醇的零售价进行严格的限定，加油站出售的燃料乙醇价格比汽油价格低41%。随着乙醇生产效率的提高，成本大幅下降，市场竞争力提高，巴西政府于1999年放开了对燃料乙醇零售价的限制，让市场自由调节。2007年初，巴西国家石油管理部门公布，巴西26个州有11个州的乙醇汽油销售量超过汽油的销售量。巴西“国家燃料乙醇计划”已实施三十多年，随着燃料乙醇产业化的不断推进，所采取的上述政策和措施大多已被取消。但巴西政府保留了一个重要的政策规定，即在销售的汽油中必须混合至少20-25%的乙醇。正因为有这个强制性的规定，加上2003年以来大量灵活燃料车的市场销售，有力地拉动了燃料乙醇的需求。到2006年底，灵活燃料车已占巴西新车销售的90%。巴西燃料乙醇成功替代了40%的汽油需求，在2006年首次实现了车用燃料的供需平衡。燃料乙醇产业成为巴西经济重要的支柱产业。

（三）欧盟建立生物燃料发展目标，减免税政策推动燃料乙醇产量大幅增长

1992年原欧共体通过法律，对以可再生资源为原料生产燃料的试验性项目，成员国可采取免税政策，包括燃料乙醇都可实行税收优惠。由于税收优惠政策的推动，欧盟成员国中的法国、西班牙和瑞典开始生产和使用燃料乙醇，此后德国、荷兰等国也相继开始发展燃料乙醇工业。

对进口石油的依赖使欧盟经济极易受国际石油市场波动的影响，同时交通运输业大量使用汽油导致欧盟未能完成《京都议定书》规定的二氧化碳减排任务。为改变这一状况，2003年5月，欧盟通过《生物燃油指令》，规定到2005年生物燃料（生物柴油和燃料乙醇）的使用应达到燃料市场的2%，2010年达到5.75％。近两年油价的高位运行促使欧盟国家加大力度促进包括燃料乙醇的生物燃料发展。法国计划到2008 年实现生物燃料占总燃料的5.75%(比欧盟的目标早两年)，到2010 年达到7%，到2015 年达到10%。德国首次强制使用生物燃料，要求从2007 年起，生物柴油使用量占总燃料的4.4%，燃料乙醇占2%。2010 年生物燃料使用量达到5.75%。英国确定到2010年生物燃料占运输燃料的5%。2007年3月，欧盟出台了新的共同能源政策，计划到2020年实现生物燃料乙醇使用量占车用燃料的10%。

为促进生物燃料目标的实现，欧盟国家先后颁布了生物燃料税收减免的政策，目前已在至少九个欧盟国家开始实施，包括法国、德国、希腊、匈牙利、波兰、意大利、西班牙、瑞典、和英国，大多数税收减免政策是在2005-2006 年颁布。2006年11月，欧盟提出加大对生物燃料作物种植的扶持力度，把对生物燃料作物45欧元／公顷的补贴从17个成员国扩大到所有的25个成员国，获得直接补贴的生物燃料作物种植面积从150万公顷扩大到200万公顷。欧盟允许各成员国为多年成材的生物燃料作物提供50％的种植成本补贴，并针对新加盟的八个成员国的补贴制度期限从2008年延长至2010年。

2004-2006年，欧盟燃料乙醇的产量大幅增长，年均增长率达到44.5%。欧盟燃料乙醇的产量主要集中在德国、西班牙和法国，2006年三国的产量分别为4.31亿升、3.96亿升、2.93亿升，占欧盟总产量的70.4%。产量增长最快的是意大利和波兰，2006年分别增长987.5%和151.6%。尽管产量大幅增长，欧盟生物乙醇燃料消费量依然高于产量，欧盟2006年燃料乙醇的消费量达到17亿升，供需缺口由进口来补充，主要从巴西进口，进口量为2.3亿升，瑞典、英国和芬兰为主要进口国。

截至2007年9月，欧盟生物乙醇产能达到32.76亿升，其中法国、德国和西班牙的产能分别为11.2亿升、7.06亿升和5.21亿升，三国乙醇产能占欧盟燃料乙醇总产能的71.6%。欧盟在建产能40.16亿升，主要集中在德国、法国、荷兰和英国，分别为5.6亿升、5.5亿升、4.8亿升和4亿升，四国在建产能占总在建产能的49.6%。

（四）亚洲国家推广应用燃料乙醇的国家增多，中国和印度的生产初具规模

近年来，高油价也使长期依赖石油进口的一些亚洲国家启动燃料乙醇推广应用计划。2003年6月，日本资源能源厅决定在汽油中添加不超过3%的乙醇。2006年日本环境省制定新的环保计划，在2008-2012年日本国内50%的汽车改用E3燃料乙醇。从2020年开始供应E10燃料(酒精含量为10%)，2030年所有车用燃料都将使用E10燃料乙醇。印度于2003年启动燃料乙醇计划。按照政府规定，第一阶段北部9个邦和4个联邦区在汽油中加入5%的乙醇，由于甘蔗减产，导致计划没有完全实行。2006年11月进入第二阶段燃料乙醇计划，在20个邦和8个联邦区实行5%乙醇汽油。计划在2008年末把汽油中乙醇的比例提高到10%。印尼和菲律宾也推出了E10燃料乙醇发展目标。

中国从2001年开始发展燃料乙醇，目前中国推广E10乙醇汽油的省份从原来试点的四个扩大到九个。2005年燃料乙醇产量102万吨（13.6亿升），2006年达到144万吨（19.2亿升），成为仅次于美国、巴西的世界第三大燃料乙醇生产国。预计2007年燃料乙醇产量将达到144万吨（19.2亿升）。2007年8月，中国政府公布《可再生能源中长期发展规划》，提出发展以非粮食物质为原料的燃料，到2010年，增加非粮燃料乙醇年利用量200万吨，到2020年，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨。

在亚洲，只有中国和印度燃料乙醇生产初具规模。2006年，印度燃料乙醇产量达到2.5亿升，同比增长150%。印度具有大规模生产燃料乙醇的潜力，但须提高生产效率、降低成本。日本没有大规模生产燃料乙醇的资源条件，2007年3月，日本计划投资80亿美元购买巴西40个乙醇生产厂的部分股份。据巴西国家石油公司估计，日本每年的需求量为18亿升。

二、燃料乙醇国际贸易扩大，但缺少全球性贸易规范，并受美欧贸易壁垒的阻碍

目前，关于燃料乙醇国际贸易很难有精确的统计，因为乙醇国际贸易中，包含了燃料、工业、医药、饮料等多种用途。2005年，世界乙醇贸易从2000年的30亿升增至60亿升，约占世界乙醇产量450亿升的13%。1999-2002年，世界乙醇贸易增长35.7%，2002―2005年世界乙醇贸易增长加快，增长率达到57.9%。随着各国能源消费需求的增长和石油价格的上升，燃料乙醇作为替代能源的推广应用力度在加大。然而，除巴西以外，各国燃料乙醇生产难以满足不断增长的消费需求，美国、欧盟等国家和地区对进口燃料乙醇的需求不断扩大，巴西作为最大的出口供应国，也在加大出口力度。因此，近年世界乙醇贸易的增长很大程度在于燃料乙醇贸易的扩大。根据国际知名农产品分析机构德国的F.O.Lcht估算，2005年60亿升世界乙醇贸易中有78.3%（即47亿升）为燃料乙醇贸易。

与世界燃料乙醇产量和消费量相比，燃料乙醇的国际贸易量还很小。缺乏单一的被世界各国广泛接受的统一质量标准是限制燃料乙醇国家贸易的一个重要因素，此外，美国和欧盟为保护国内燃料乙醇工业都在设置进口关税同时给与国内生产企业大量补贴。这些重要的贸易壁垒阻碍了燃料乙醇国际贸易的发展。目前，美国在最惠国体制下对进口乙醇征收每加仑0.54美元（每升0.14美元）的关税和2.5%的从价税，而对国内乙醇和汽油混合供应商提供每加仑减税0.51美元（每升0.13美元），美国每年用于燃料乙醇的补贴费用达到70亿美元。欧盟是在最惠国体制下对进口变性乙醇和非变性乙醇（两者都可用作燃料）分别征收每立方米192欧元、每立方米102欧元。巴西是唯一作为最惠国有能力大量出口的国家。

WTO贸易谈判的议程中没有明确生物燃料的贸易壁垒问题，但由于生物燃料来自农业原料，涉及农产品贸易自由化而同样受到关注。在2006年7月的多哈谈判中，对农产品立法保护成为主要讨论问题，焦点是发展中国家要求发达国家（主要是美国、欧盟）削减农业补贴，发达国家则要求发展中国家相应开放其他领域，降低进口其产品和服务的贸易壁垒。农产品谈判失败，生物燃料的贸易壁垒问题也就没有得到解决。但多哈回合中的另一个问题是环境产品和贸易自由化，多数的讨论是如何定义环境产品和确定识别标准，一些国家同意将可再生能源产品（燃料乙醇和生物柴油）及相关产品定义为环境产品，但也有不少反对意见。

由于巴西在燃料乙醇生产上的优势，美欧日等国都在寻求与其合作，其中美国与巴西建立的燃料乙醇战略联盟备受关注。2007年3月，美国总统布什访问巴西期间，巴美双方签署了两国乙醇燃料合作备忘录，决定建立战略联盟，通过双边、第三国和全球途径合作发展生物燃料（主要指乙醇）；进行新一代生物燃料技术的研究和开发；通过建立国际生物燃料论坛和设立乙醇统一标准和规则，共同扩大全球生物燃料市场。美国和巴西希望能够为燃料乙醇的生产和销售制定标准，努力推动燃料乙醇在国际市场上的推广和使用，使燃料乙醇在未来也能够像石油一样在国际市场上销售，同时向其他有意生产燃料乙醇的国家转让生产技术。拉美地区，特别是中美洲、加勒比地区也有条件大规模生产燃料乙醇，美国和巴西融合双方的资金和技术优势在这些地区合作生产，巴西可以在今后三十年内继续保持其作为全球最大乙醇出口国的地位，而美国则可以获得稳定的燃料乙醇供应。

尽管燃料乙醇国际贸易面临质量标准、认证、进口关税等贸易壁垒限制，但燃料乙醇消费需求增长旺盛，经济上的高回报推动着美巴扩大产能的步伐，未来大规模燃料乙醇国际贸易仍是可以期待的。

三、燃料乙醇发展面临粮食安全和保护生态环境的挑战

目前，世界各国燃料乙醇生产主要以粮食和经济作物为原料，美国是以玉米为原料，巴西以甘蔗为原料，欧盟国家则以小麦和甜菜为主要原料。燃料乙醇产能的迅速扩大，势必大幅增加对上述粮食与经济作物的需求。2000年，美国用于燃料乙醇生产的玉米数量仅占其总产量的5%，2005年升至11%，2007年达到20%，预计2008年将大幅升至30%。近两年全球粮价持续大幅上涨引起国际社会普遍关注，对粮食安全和生态环境影响的质疑在2007年达到。

（一）世界燃料乙醇产能扩张对全球粮食安全产生重要影响

2007年11月，联合国粮农组织《粮食展望》，认为石油价格飙升增加了农业生产的成本，也扩大了对用于生物燃料的原料作物的需求，从而推高了农产品价格。在未来数年内，高油价和对环境问题的重视可能会继续扩大对玉米、小麦等生物燃料原料的需求。12月，联合国粮农组织发表《2007年粮食及农业状况》报告，指出如果世界农业成为生物燃料产业的主要来源，对粮食安全和环境将带来无法预知的影响。生物能源是新领域，需要给予更多的关注和深入研究，以便了解这一发展对粮食安全和扶贫所带来的影响。

2007年12月，在北京召开的国际农业研究磋商组织年会上，国际食物政策研究所(IFPRI)所长、著名农业经济学家Joachim von Braun博士发表了关于《世界粮食形势：新动力，新行动》的报告。他指出，包括收入增长、气候变化和生物燃料生产在内的新驱动力正重新定义世界粮食形势。为应对油价上涨，生物燃料作为一种能源替代产品，对世界粮食形势的变化也产生了深刻影响。强调生物燃料产量的扩大造成了粮食价格上涨。对此国际食物政策研究所根据生物燃料可能对价格造成的影响，通过计算机建模，规划出了到2020年可能出现的两个场景：场景一是假定有关国家按实际生物燃料生产计划扩大产量，那么玉米价格会提高26%；场景二是假定生物燃料的产量迅速扩大，是实际计划产量的两倍，那么玉米价格会提高72%。粮价每增长一个百分点，发展中国家食品消费支出就下降0.75个百分点。粮价上涨已威胁到粮食安全，并可能导致贫困人口的增加。随着越来越多的农田和资金投入到生物燃料的生产中，粮食和燃料之间的矛盾将不断升级。

在石油价格居高不下的大背景下，生物燃料产业的经济性已日益显现，这也是燃料乙醇在一些国家不断扩张的动力。目前，美国以玉米为原料生产燃料乙醇的成本约为0.56美元/升；欧盟以小麦为原料生产燃料乙醇的成本约为0.75-1.27美元/升，以甜菜为原料的生产成本为0.83-1.22美元/升；巴西以甘蔗为原料生产乙醇，成本仅为0.46美元/升。而美国2007年11月汽油的零售价格已经达到3美元/加仑左右（即0.8美元/升）。因此，与目前高昂的油价相比，燃料乙醇的价格越来越具有竞争力。但如果考虑发展生物燃料对于粮价的抬升作用，燃料乙醇的经济性就需要打折扣了。而且，原料价格的持续上涨也影响燃料乙醇的利润空间，因为原料占燃料乙醇成本的50-70%。只有依靠技术进步，提高生产效率，降低生产成本，才能在高油价时期保持经济竞争力。

（二）世界燃料乙醇产能扩张也使生态环境受到威胁

目前，清洁发展机制(CDM)项目咨询机构普遍测算，每吨生物燃料乙醇能够产生两吨二氧化碳减排量。因此，许多国家将发展生物燃料乙醇列为实现温室气体减排的重要途径。2007年9月，经济合作与发展组织（OECD）的报告却认为生物燃料产业的增长很可能对环境和生物的多样性产生负面影响，为了追求经济利益种植专门的生物能源作物会破坏对自然生态系统的保护。如果考虑到酸化、化肥应用、生物转化损失以及农业杀虫剂的毒性，乙醇和生物柴油对整个环境造成的影响很容易超过汽油和矿物油造成的影响。该报告的结论是：通过现有技术生产的生物燃料乙醇对于节能减排的贡献极为有限。2008年1月，英国议会环境审计委员会提出一份报告称，如果考虑到肥料、运输等因素，最终生物燃料比汽油或柴油导致更多的温室气体排放，加剧气候变化。为此，报告建议欧盟放弃为生物燃料制定的目标。报告认为，英国政府和欧盟支持生物燃料的举措过快，没有引入有效的规则和监管，以确保可持续性。1月在曼谷举行的地区生物能源论坛上，有专家对亚洲一些国家没衡量潜在风险便强制推行生物燃料的做法提出了批评。1月23日欧盟出台的一揽子能源环保方案强调，在欧盟销售的生物燃料不得来自“被认为生物多样性价值高的土地”，包括森林、湿地、自然保护区和有大量野生动物生存的草原，提出要对进口生物燃料产品实行环境认证。联合国《生物多样性公约》秘书处Ahmed Djoghlaf 博士1月在新加坡举办的环境讲座上谈到，生物燃料是否是绿色燃料仍具争议性，他深信这一问题有待进一步探讨，目前没有一刀切的解决方案，各个国家必须根据自身的情况来衡量生产生物燃料的利与弊。

（三）国际社会普遍认同的发展原则和方向

尽管面临诸多质疑甚至批评，但许多国家现行的生物燃料发展战略有其自身根源，反映了不同国家在社会经济、能源和资源环境等基础条件方面的差异。总的来说，目前国际社会认为，世界燃料乙醇产业在替代化石能源和促进社会经济和自然可持续发展方面有很大潜力，但其发展前景及影响取决于各国的发展目标和实行的政策是否符合其客观实际。

目前，国际社会普遍认同燃料乙醇产业的发展应采取以下基本原则和方向：粮食安全问题应予以高度重视和优先考虑，应加快发展纤维素乙醇等第二代生物燃料；应鼓励可持续利用生物质能源，保护草原和森林等自然生态，建立国际认证计划，其中包括温室气态的核查，以确保生物燃料符合环保标准。

四、纤维素乙醇技术创新是未来燃料乙醇发展的关键

目前工业化生产的燃料乙醇是以粮食和经济作物为原料的，从长远来看具有规模限制和不可持续性。利用秸秆、禾草和森林工业废弃物等非食用纤维素生产乙醇，不存在与人争粮的问题，并且作为一种清洁燃料，它符合我们在能源上一贯坚持的可持续发展思路。因此，以纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇是决定未来大规模替代石油的关键。

美欧日等国研究开发纤维素乙醇已有十多年，美国近年来更是加大了对纤维素乙醇发展的支持力度。2005年的美国《能源政策法案》规定，在2012年以前使市场上的纤维素乙醇的占有量达到2.5亿加仑（9.5亿升）。为实现这一目标，美国政府对率先建设纤维素乙醇生产厂将提供优惠的贷款保证，且每加仑纤维素乙醇将享受2.5倍的（51美分）免税待遇。美国联邦政府在对生物燃料生产实行优惠税收政策过程中每年减免税收约20亿美元。美国企业同时也加大了对生物能源的研发力度。2007年6月，英国BP公司宣布将在十年内投入5亿美元，与加州伯克利大学、伊利诺斯大学合作，建设世界上第一个能源生物科学研究院，重点研究纤维素燃料乙醇。经过各方的努力，美国的纤维素乙醇产业化已经进入起步阶段。目前，美国农业部和能源部共同投资8000万美元支持了三个纤维素乙醇产业化示范项目。

由于技术上的限制，目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模，最大的技术障碍是预处理环节(将纤维素转化为通过发酵能够分解的成分)的费用过于昂贵。美国和欧洲的一些企业已加快了这方面的技术研究步伐。依目前的技术发展来看，纤维素燃料乙醇在原料预处理技术和降低酶成本方面的重大突破仍然具有很大的不确定性。美国能源部预计纤维素燃料乙醇可能在2012年左右即可取得重要突破，而欧洲的一些研究机构则认为大约在2015－2020年，此外还有一些研究机构认为有可能在2025年之后纤维素燃料乙醇才能进入规模生产和市场应用阶段。

目前美国企业生产纤维素乙醇的成本在3-4美元/加仑（即0.8-1美元/升）之间。在纤维素燃料乙醇实现商业化生产之后，预计其生产成本在0.53美元/升左右，稍低于目前的玉米乙醇价格。如果玉米等粮食作物的价格继续上涨，纤维素乙醇实现量产之后的价格极具竞争力。但生产纤维素乙醇的前期投资较大，根据美国一些研究机构的测算，生产规模相同的条件下，纤维素燃料乙醇需要的投资是玉米燃料乙醇的7-8倍。

综合对生物燃料乙醇的经济性、环保性和技术可行性等方面的分析，可以看到世界燃料乙醇产业正在经历一个工业路线再选择的过程。面对国际油价日趋高涨的趋势，燃料乙醇作为石油替代能源之一，实现行业整体繁荣发展是可以期待的。但考虑到粮食安全，第一代燃料乙醇的发展将不可避免地面临瓶颈，而技术创新是突破此瓶颈的关键。

五、对中国的启示

在替代化石能源、提高环境质量和促进经济发展等目标的驱动下，世界燃料乙醇产业呈现规模持续扩大、影响日益深远、国际化程度不断提高的发展趋势。我国燃料乙醇产业尚处于起步阶段，原料结构单一，生产和使用技术落后，国家政策支持体系不完善，缺乏科学合理的产业布局和长远发展战略规划。世界燃料乙醇产业的新发展给与了我们许多有益的启示。

（一）立足国情，因地制宜解决好原料多元化问题

我国地少人多，生产燃料乙醇所需粮食和经济作物原料有很大的局限性。目前我国燃料乙醇生产以玉米为原料，占总原料的70%，原料结构单一，而且2007年我国出台的《生物燃料乙醇暨车用乙醇汽油中长期发展规划》明确提出发展生物燃料产业必须坚持非粮原料路线。因此，需要加大原料多元化的探索和实践，积极稳步推进目前以木薯和甜高粱为原料的非粮乙醇试点。

（二）加强国际合作，缩短与国外的技术差距，致力于纤维素乙醇技术创新

目前世界燃料乙醇生产技术分为三类：以玉米等为原料的淀粉类技术，以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术，以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术。对于前两种，国外技术已十分成熟，巴西的甘蔗乙醇生产效率最高，成本最具竞争优势，美国的玉米乙醇生产成本也远低于中国。中国的玉米乙醇虽以进入规模化生产，但成本偏高，木薯淀粉乙醇和甜高粱乙醇还处于试验示范阶段。中国不仅在燃料乙醇生产技术上与国外有较大差距，在燃料乙醇使用技术上如灵活燃料车的研发，燃料乙醇副产品的综合利用技术上，也落后于国外。我国应在自主创新的同时，加强国际合作，注重引进国外先进技术，提高生产和使用效率。

代表着未来燃料乙醇发展方向的纤维素乙醇，中国尝试起步较早，近年研究力度加强，有所突破，开始工业化试验。但与美欧等国相比，在纤维素乙醇开发技术上也同样存在差距。需要有足够的科技投入才能取得较快进展。因此，国家财税应重点支持纤维素乙醇技术开发，努力抢占未来生物燃料乙醇工业的技术制高点。

（三）适当进口燃料乙醇，减轻原油进口压力，关注有关国际标准或贸易规则的进展

在通过技术进步提高玉米乙醇经济性、扩大非粮乙醇产能的时期内，可以考虑从巴西适量进口乙醇。原因有两点：第一，进口巴西乙醇在经济性上优于国内的玉米乙醇。根据巴西农业部的统计资料，2007年上半年，巴西出口乙醇的平均价格为0.45美元/升（折合人民币4258.8元/吨），巴西到中国的船运费为30-50美元/吨，到岸价预计为4487.7―4640.3美元/吨，相当于原油价格在51-53美元时的汽油价，低于国内玉米乙醇5471.2元/吨的销售价格。

第二，利用进口乙醇培育市场，理顺后端销售机制，有利于今后我国自己生产的燃料乙醇进入市场，也将使国内外乙醇价格逐渐接近，等我国乙醇产品大量上市时有望与国外的乙醇产品竞争。此外，我国经济发展带来的能源消费的增长，预示着我国对燃料乙醇的需求将是长期的。美国和巴西这两个生产大国在燃料乙醇全球标准上联手应引起我国关注，在相关国际机构，如国际生物燃料论坛等为我国争取空间，以避免将来被动适应与我国利益相悖的国际标准或贸易规则。

（四）开发和利用灵活燃料车，拓展燃料乙醇产业的发展空间

巴西的实践证明，发展灵活燃料汽车可以有效扩大需求，促进燃料乙醇产业快速发展，为此，我国也应鼓励开发和利用灵活燃料汽车，加快灵活燃料汽车的研发和推广使用，并率先在乙醇汽油封闭运行的地区或城市使用灵活燃料汽车。巴西的测算表明，E25以下的乙醇汽油对现有上路的机动车发动机和油路没有任何不良影响。因此，我国也可在乙醇汽油封闭运行的地区或城市开展E25乙醇汽油试点。

（五）加强战略研究，合理规划燃料乙醇产业布局，制定和完善产业政策

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关键词 生物质固体燃料；烟叶；烘烤；现状；前景；云南景谷

中图分类号 S572；S216 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0243-02

Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed，and in view of the existing problems，countermeasures were proposed for further development.

Key words biomass solid fuel；tobacco leaf；curing；status；prospect；Jinggu Yunnan

生物质固化燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后送入成型器械中，在外力作用下压缩成需要的形状，然后作为燃料直接燃烧，也可进一步加工形成生物炭[1]。生物质固体燃料的主要形状有块状、棒状或者颗粒状等[2]。生物质固体燃料具有体积小、容重大、贮运方便，易于实现产业化生产和大规模使用；热效率高；使用方便，对现有燃烧设备包括锅炉、炉灶等经简单改造即可使用；容易点火；燃烧时无有害气体，不污染环境；工艺和设备简单，易于加工和销售；属可再生能源，原料取之不尽，用之不竭等特点[1，3]。

1 景谷县烟叶烘烤燃料使用情况

景谷县位于云南省普洱市中部偏西，地处东经100°02′～101°07′、北纬22°49′～23°52′，总面积7 550 km2，人均占有土地2.67 hm2，人口密度38人/km2。有热区面积48.8万hm2，占总面积的64.6%，北回归线从县城附近通过，总地势由北向南倾斜，最高海拔2 920 m，最低海拔600 m，典型的南亚热带地区。由于生态环境良好、土地资源丰富、光热水气条件优越，适合烤烟种植，烟叶清香型风格特征较明显，具有香气绵长、透发、明快，留香时间较长，饱满丰富感较好，烟气较为柔和等特点，具有较高的使用价值，深受省内外卷烟工业企业的喜爱。目前，烤烟已成为景谷县重要的农业经济作物之一，成为财政收入的重要来源和烟农脱贫致富的重要途径。2016年景谷县烟叶种植面积4 546.67 hm2，收购烟叶1.075万t，全县烟叶烘烤燃料以煤炭为主，按照1 kg干烟叶耗煤量1.5～2.0 kg[4]计算，景谷县2016年的烟叶烘烤用煤达到16 125～21 500 t，在烟叶烘烤中大量使用燃烧煤炭释放出的烟尘、SO2、NOX、Hg、F等对大气环境造成污染[5]。

2 生物质固体燃料应用现状

2.1 生物质固化成型设备研发现状

生物质固化成型技术根据不同加工工艺可以分为热成型工艺、常温成型工艺、碳化成型工艺等几种类型；根据成型压缩机工作原理不同，可将固化成型技术分为螺旋挤压成型、活塞冲压成型和环模滚压技术[6]。我国在生物质固化成型设备上也进行了较多的研究，王青宇等[7]O计了斜盘柱塞式生物质燃料成型机，可以完成连续出料，为生物质颗粒成型提供了一种新思路。张喜瑞等[8]设计了星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机，整机工作过程中噪音低，经济效益与生态效益明显，为热带地区固体燃料成型机的发展与推广提供了参考。目前，我国生物质固体成型设备的生产和应用已实现商业化，可以满足生物质燃料固化成型加工需求。

2.2 生物质固体燃料在烟叶烘烤中的应用现状

20世纪90年代，叶经纬等[9]在烟叶烘烤上研制了生物质气化燃烧炉，使用这种生物质气化燃烧炉能源利用率提高了50%以上，同时优质烟叶的比例也有所提高。张聪辉等[10]研究表明，使用烟杆压块的生物质燃料部分代替煤炭，可以满足烟叶烘烤的需求，并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龙等[11]通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制方面的烘烤效果，认为使用生物质燃料的燃烧机烤房改造方便、空气污染小、节能环保，是最具推广价值的烤房。

3 应用前景分析

景谷县为云南省第二大林业县，全县林地总面积为595 862.4 hm2，活立木蓄积48 324 350.0 m3，每年森林采伐量约1 537 300.0 m3；全县农作物平均种植面积40 385.9 hm2，粮食平均产量为467 425.2 t，具备开发生物质燃料的潜力。路 飞等[12]研究表明，景谷县生物质理论资源量高达1 355 647.3 t，资源优势较为明显，可以加工成生物质固体燃料，满足全县烟叶烘烤需要。2014年，普洱市申报的国家绿色经济实验示范区获得国家发改委批复，为普洱市的发展提供了巨大的机遇，目前全市已开展多个生物质能源项目[13]。景谷县在烟叶烘烤中，创新烟叶烘烤模式，推广使用生物质固体燃料，降低烟叶烘烤能耗，减少主要污染物的排放，改善环境质量，符合普洱“生态立市，绿色发展”的发展需求。

4 存在的问题

4.1 认识不到位

目前，烟叶烘烤主要以燃煤作为原料，烘烤设备较为成熟且烘烤工艺较为完善；使用生物质固体燃料，可降低烟叶烘烤污染、维护农村生态环境、促进烟叶烘烤可持续发展等优势，但尚未引起广泛关注。

4.2 配套不完善，投入成本高

开发生物质固体燃料前期投入高，不确定因素较多，风险较大，收益难以控制。目前，景谷县尚无生物质固体燃料加工企业，生物质固体燃料产业配套不完善，燃料使用成本高。将传统烤房改造成生物质燃料烤房需对原有设备进行改造更换，短期内难以大量推广。

4.3 缺乏政策支持

生物质固体燃料在烟叶烘烤中具有良好的社会效益，但政府、烟草行业对生物质固体燃料的生产、传统烤房的改造等未制定明确的扶持措施和奖励办法，没有形成加工使用生物质固体燃料的长效机制。

5 对策

5.1 加强宣传力度，树立可持续发展理念

大力宣传使用生物质固体燃料在节能减排、农林废弃物循环利用、减工降本、提质增效方面的积极作用，让全社会都充分认识到使用生物质固体燃料所具有的良好的经济效益、社会效益和生态效益，为全面推进使用生物质固体燃料营造良好的舆论氛围。

5.2 开发利用生物质固体燃料，提高绿色生态烘烤能力

景谷县林产工业较为发达，农林废弃物资源丰富，目前国内生物质固体成型燃料技术和设备已较为成熟，可就地规划建设生物质固体燃料生产基地，就地消化农林废弃物，保护环境卫生，实现绿色烘烤。

5.3 加大政策和Y金扶持，调动参与积极性

在生物质固体燃料生产、废弃物回收、烤房设备改造利用等方面出台相应的扶持和补贴政策，提高社会和烟农参与使用生物质固体燃料的积极性和主动性。

6 参考文献

[1] 王庆和，孙勇.我国生物质燃料固化成型设备研究现状[J].农机化研究，2011（3）：211-214.

[2] 李泉临，秦大东.秸秆固化成型燃料开发利用初探[J].可再生能源，2008（5）：116-118.

[3] 邱凌，甘雪峰.生物质能利用现状与固化技术应用前景[J].实用能源，1990（3）：21-23.

[4] 王卫锋，陈江华，宋朝鹏，等.密集烤房研究进展[J].中国烟草科学，2005，26（3）：12-14.

[5] 严金英，郑重，于国峰，等.燃煤烟气多污染物一体化控制技术研究进展[J].热力发电，2011，29（8）：9-13.

[6] 周冯，罗向东，秦国辉，等.浅谈生物质燃料因化成型技术[J].应用能源技术，2016（8）：54-55.

[7] 王青宇，蓝保桢，俞洋，等.斜盘柱塞式生物质燃料成型机的设计[J].木材加工机械，2014（3）：48-50.

[8] 张喜瑞，甘声豹，李粤，等.星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机研制与实验[J].农业工程学报，2014，30（22）：11-19.

[9] 叶经纬，江淑琴，高大勇.生物质能在烤烟生产中的应用技术[J].新能源，1991，13（6）：35-39.

[10] 张聪辉，赵宇，苏家恩，等.清洁能源部分代替煤炭在密集烤房中应用技术研究[J].安徽农业科学，2015，43（4）：304-305.

[11] 徐成龙，苏家恩，张聪辉，等.不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究[J].安徽农业学，2015，43（2）：264-266.

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关键词:生物燃料粮食生产中国

自从步入了20世纪,国际石油的价格就不断上升,全球范围内都掀起了生物液体能源的浪潮。我国为了更好的应对能源安全方面的困境、做好环境保护工作并且将陈化粮问题解决,开始进行生物燃料的研究并且已经得到了长足的发展。截至2009年,我国已经生产了约170万吨的燃料乙醇。但是随之而来的难题是国内外的粮食例如玉米小麦等,都出现了大幅度涨价,我国政府只好紧急出台政策对生物燃料的生产进行限制,以便保证粮食安全。

1发展生物燃料对我国粮食生产的积极作用

粮食生产关乎国计民生,其基本政策应是在数量上自给自足,进口粮食则是在总量平衡下实现粮食种类上的调剂方法,可以说,我国粮食供给的变化主要取决于粮食生产的波动性。在改革开放30余年的发展下,我国的粮食生产增长速度放缓,粮食生产面临耕地减少、水资源短缺等问题的限制。目前形势来看,实现耕地资源的增加几乎不可能,那么在耕地面积不变的基础上,要实现粮食增产就必须利用新技术,如:种子改良、复种指数上升等。从生物燃料与粮食生产的角度来看,生物燃料在发展的过程中提高了粮食供给机会成本,其将会对粮食生产率提高、粮食生产资源优化配置、农业结构优化调整等起到关键作用。首先,乙醇的原材料价格上涨促使农民增加对该类原材料的种植,但是农业资源有限,故而将会导致部分农产品产出的下降,进而影响到农业生产结构。而且,敏感粮食生产供给反应会使得农民投入增加,提高资源的利用率,这在一定程度上对于农民增收起到积极作用。当农产品生产比较利益提高,水资源、耕地等资源流出农业的机会成本也会提高,进而提高我国的农业竞争力。例如:据相关调查数据显示,2009-2014年,我国农产品中种植玉米的面积提升,粮食播种比率上升,但是耕地资源却明显减少了。其次,生物燃料的发展提供了一种全新的可能性,因为在它的推动作用下废弃的农作物得到了利用,并且边际土地也可以发展农业生产了,科技的投入得到了激发,对现有的资源可以通过优化配置来让农业生产率得到进一步的提高。中国的耕地资源不是无限的,同时近年来耕地收到城镇化和工业化的影响,很多都被侵占或者遭遇了严重的破坏,生态环境已不复存在,这些都为粮食生产带来了巨大的影响,造成了严重的粮食安全问题。但是全国目前后备土地资源仍然占国土总面积的9.33%,共有701.7万公顷的土地可以用来开垦,其中一些土地所处的环境无法进行粮食作物的种植,但是可以种植甜高粱、蓖麻、木薯以及水黄皮等耐受性的生物燃料物,最大化的利用那些只具有很低经济效益的土地。而有了利益的激励作用,政府、企业会想办法提高科技投入、进行品种改良,每一家农户也都会想办法提高生产率。中国玉米的产量在2002年只有328.3公斤/亩,而由于燃料乙醇的作用,2008年的时候已经提升至370.3公斤/亩,具体如图1所示。单产同样得到了大幅度提升的还有木薯,我国广西地区种植的木薯2000年的时候只有1003公斤/亩的产量,而2006年就达到了1373公斤/亩。这两者的单产量和增长的速度比起全国平均水平都是高出了一大截的。而农业生产率是否能在生物燃料的推动下得到真正的提高,主要依赖的还是不断进步推广发展的技术,并且让小农户实现大生产,真正的进入市场中来。总体来说中国的粮食生产规模以及经济效益一直是在增加的,所以想要提高生产的效率,可以适当的将粮食的生产经营规模扩大。想要做到这一点,政府就必须给予强有力的推动,完善农业的基础设施建设并不断提高科技创新的能力,对土地流转制度也需要进行优化和完善,建设更为合理的粮食流通体系,最后的目的是提高整个产业链整体的生产效率。所以说要做好公共投资方面的工作,尤其需要注意的是优化粮食安全财政成本,这对于提高生产效率意义重大。

2粮食生产与生物燃料生产的建议

我国自从改革开放以后,决定粮食安全问题的财政成本的因素就由好几个方面构成的了,包括总体的财政收入、粮食储备量以及市场价格受到粮食的干预度,之所以会存在粮食安全成本过高并且难以降低的重要原因,就是因为粮食储备过高,并且没有进行适当的价格干预。后来我国在粮食生产和流通领域都实现了市场化,随之改变的还有我国的粮食安全财政成本结构,从最开始的消费补贴到流通和生产补贴,一直到最后的粮食直补。而生物燃料例如燃料乙醇的发展,从客观来说可以将库存的陈粮减少,同时对粮价进行刺激使其上升,可以有效的降低我国在粮食安全方面支出的财政成本。尤其是发展了燃料乙醇以后,粮食的流通也会得到降低,并且影响到其他的财政成本,让我国粮食安全的财政成本可以改变结构。我国作为一个石油储量不够丰富并且净进口石油的国家,能源安全会受到大量的进口石油的威胁,所以更应该发展生物燃料,并且生物燃料相比其传统的石油和煤炭来说有很多优势,例如可再生、更清洁等。有专家指出,目前全球的粮食危机并不是因为生物燃料的发展造成的,因为利用粮食作物来进行生物燃料才刚发展起来。例如巴西这个粮食大国,在保证其粮食产量和出口量的同时,还积极发展了生物燃料,巴西一半的汽车都已经使用生物燃料了。再例如美国,现在使用三分之一的玉米来进行乙醇的提取,虽然使用农作物来进行生物燃料的生产可能会影响粮食安全,但是生物燃料的生产如果改用不可食用的生物来进行的话,就不会影响粮食生产,反而还有很大潜力。

参考文献

[1]赵礼恩.生物燃料发展对发展中国家粮食安全的影响[D].山东理工大学,2010.

[2]付青叶,王征兵,毕玉平.生物燃料乙醇发展对中国粮食生产的影响分析[J].经济问题,2011,05:84-88.

[3]张颖,陈艳.液态生物燃料产业与粮食安全协调发展分析[J].云南师范大学学报(自然科学版),2011,06:41-46.

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“绿色航空”势在必行

航空界对替代能源的渴求，从未像现在这样强烈过。从莱特兄弟发明飞机以来，飞机就与石油消耗如影随形般联系在一起，并因此成为“高碳”俱乐部重要成员之一。国际权威数据显示，当前全球航空运输业每年消耗15亿17亿桶航空煤油，2008年全球航空运输业排放的二氧化碳高达6.77亿吨，尽管仅占全球总排放量的2％。但是由于高空飞行的飞机直接将二氧化碳排放在1万米左右的平流层，所产生的实际温室影响要比地面排放大4倍左右，对全球变暖的影响更直接、更明显。此外，飞机在飞行过程中还排放出大量氮氧化物、水蒸气，都对全球变暖有重要影响。

从上世纪70年代以来，尽管由机和引擎技术的不断提高，飞机发动机的燃烧效率在过去40年已经提高了70％，但这些进步被同一时期航空业的快速发展所抵消。飞机绝对排放量不仅没有下降，反而还在迅速上升。根据欧盟的统计，欧盟境内二氧化碳排放在20世纪90年代整体下降5.5％，而其成员国国际航空温室气体的排放在这段时间增加73％，且预计到2012年将增加150％。与此同时，石油等不可再生石化能源资源的日趋枯竭，进一步给航空运输业未来的可持续发展蒙上了一层阴影。

面对能源危机和气候变化的双重挑战，仅凭飞机燃烧效率和航空公司营运效率的提高，无法确保能源的可持续，也无法从根本上实现碳减排。寻找新的替代能源，实现更绿色的飞行，成为航空运输业的当务之急。由行器自身原因和安全因素，风能、水利、核燃料和太阳能等可替代能源目前均不能满足航空业的需要，可再生的生物能源成为最佳的替代选择。

古老能源的新生

生物能源，是指从生物质得到的能源，它是通过植物光合作用，将二氧化碳转化为其它形态的含碳化合物，这些物质通过燃烧可以释放能量。因此，生物能源的形成实质是生物质同化、固定阳光能和大气中二氧化碳的结果。生物质具体的种类很多，植物类中最主要也是我们经常见到的有木本植物、农作物(秸秆、稻草、谷壳等)、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。

从能量的形成过程来讲，生物能源与化石能源在本质是一样的，二者的内部结构和特性也相似，可以采用相同或相近的技术进行处理和利用。不同的是，地球上的化石能源是自然生态系统经过几十亿年的漫长进化，才将巨量的碳通过光合作用以化石能源的方式固化封存于地下，从而使大气中的二氧化碳的浓度降到适合人类生存。但近几百年来，煤炭、石油等化石能源的大规模开发，使这些封存的碳被集中、快速地释放出来。如同打开了“潘多拉魔盒”，必然极大破坏生态平衡。生物燃料尽管在燃烧释放能量的同时也会释放二氧化碳，但它在成长过程中会从大气中吸收等量的二氧化碳，形成一个良性循环，理论上二氧化碳的净排放为零，能够实现“碳中性”。此外，生物能源是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，地球每年通过光合作用可生产1400-1800亿吨生物质，其中蕴含的能量相当于全世界能耗总量的10-20倍。

生物燃料是人类最早利用的能源。古人钻木取火、伐薪烧炭，实际上就是在使用生物能源。但是通过生物质直接燃烧获得能量是低效而不经济的。化石能源的大规模使用，使生物燃料受到冷落。从上世纪70年代以来，日益显露的环境问题让人类的目光再次投向生物能源，随着生物燃料转化技术的不断发展，古老的能源获得了新生机。

到目前为止，生物燃料的发展已经历了三个阶段。第一代生物燃料主要是以玉米、甘蔗、大豆和蓖麻等粮食作物和油料作物为原料，因其存在“与民争食”的特点而饱受非议，同时还面临原料供给的瓶颈，目前已逐步被以麦秆、草和木材等农林废弃物和贫瘠土地上生长的木本植物作为原料的第二代生物燃料和以微藻为原料的第三代生物原料所替代。第二、三代生物燃料可以不消耗粮食，不造成污染，节约大量耕地和水，发展前景被业界普遍看好，因此也被称为可持续性生物燃料。目前，生物燃料已成为人类可再生能源最重要的组成部分，约占全球可再生能源消费的74％左右。

助飞航空业的绿色能源

由于民航客机要在1万米之上高空飞行，其发动机必须适应高空缺氧、气温气压较低的恶劣环境。因而要求航空煤油有较好的低温性、安定性、蒸发性、性以及无腐蚀性、不易起静电及着火危险性小等特点。目前适用于航空业的生物燃料主要是麻风树、亚麻荠、微藻和盐土植物。其中最具代表性的是麻风树和微藻。

麻风树是一种广泛分布于亚热带及干热河谷地区的热带常绿树或大型灌木，其果实称为小桐子，果实的含油率35％至41％，野生麻风树果实的最高含油量约为60％。在我国，野生麻风树主要分布于两广、琼、云、贵、川等地。麻风树生长迅速，生命力强，在部分地方可以形成连片的森林群落。3年可挂果投产，5年进入盛果期。麻风树的干果产量为300-800公斤／亩，平均产量约660公斤／亩，果实采摘期长达50年，每3.5吨小桐子可提炼出约1吨生物柴油，经过进一步精炼之后，可生成约0.15吨航空煤油。

藻类是最原始的生物之一，按大小通常分为大藻(海带、紫菜等)和微藻(直径小于1mm单细胞或丝状体)。其中用于制备生物燃料的是微藻。利用微藻发展生物能源有许多其它陆地植物不具备的优势。第一，生长环境要求简单。微藻几乎能适应各种生长环境。不管是海水、淡水、工业污废水、荒芜的滩涂盐碱地、废弃的沼泽、鱼塘，甚至下水道都可以种植微藻。第二，微藻产量非常高。一般陆地能源植物一年只能收获一到两季，而微藻几天就可收获一代，微藻单位面积的产率高出高等植物数十倍。第三，产油率极高。脂类含量比其它油料作物如玉米、油菜、麻风树等要高很多，一般含有30％-50％左右脂类，有的甚至高达80％。第四，利于环境保护。每年由微藻光合作用吸收固化的二氧化碳占全球二氧化碳固定量40％以上。微藻现今被看作是最有前景的生物燃料来源，被称为下一个“能源巨人”。

由麻风树和微藻所生成的生物煤油由于具备良好的燃料性能，能与化石燃料兼容，又可直接应用于传统发动机；与现有飞机的兼容性非常好，既能和传统的航空煤油混合， 也可完全代替传统的航空煤油，直接为飞机提供能量。此外，它比传统航空燃料的凝结点更低，燃料的每加仑能量值更高。燃烧过程中二氧化硫、氮氧化合物、碳氢化合物的排放较少，造成空气污染和酸雨现象会明显降低。由于生物燃料在运输和制造过程中会有一定的碳排放，绝对的碳中性是不存在的。不过即使考虑到这些因素，与石油燃料相比，生物燃料依然能够实现60％-80％的碳减排。

绿色飞行不再遥远

正是由于生物燃料对航空业未来发展的革命性效应，近年来，包括飞机制造商、航空公司、发动机生产商在内的航空产业链成员们以及能源和学术界领导者间的通力合作，加快了生物燃料的开发与应用的推进步伐。

自2008年2月24日波音公司与维珍航空合作完成了人类历史上首次采用添加50％生物燃料的混合燃油为动力的飞行试验以来，新西兰航空、法航、日航、美国大陆航空公司等多家航空公司先后进行了一系列类似生物燃料的试飞，证明了使用可持续性生物燃料与煤油的混合燃料的技术可行性。2010年6月，空中客车公司成功完成了以微藻为原料的纯生物燃料飞行，表明生物燃料完全可以独立为飞机的飞行提供能量。按照国际航协的计划，在完成相关安全性测试和认证后，生物燃料在2012年开始正式进入商用领域，到2020年生物燃料占航空燃油的比例将达到15％，2030年达到30％，2040年达到50％，并希望在2050年实现整个行业总量减排50％的目标。

目前，我国航空生物燃料的试验和开发工作已全面展开。2010年5月26日，中国航空集团公司与中石油、波音公司、霍尼韦尔UOP公司合作，正式启动了中国民航可持续航空生物燃料验证试飞项目。初步确定2011年年中，国航将使用一架波音747-400飞机在不同的高度和操作环境下进行不超过2小时的飞行试验。届时，该飞机的一台发动机将按1：1的比例，加注生物燃料和传统航油混合燃油。所用燃油的原料来自中石油在中国的原料基地应用UOP公司精炼加工技术转化的航空生物燃料。这次试飞将是全球首次在一个国家完成原料种植、生物燃油提炼与混合、验证飞行的全链条验证。

中科院青岛生物能源与过程研究所和美国波音公司研发中心已签署推进藻类可持续航空生物燃料合作备忘录，将在青岛组建可持续航空生物燃料联合实验室，启动微藻航空生物燃油这一能源技术的大规模研发。预计5年左右实现关键技术重大突破，形成几千吨的规模性示范，10年左右实现产业化。

生物原料的规模化种植也已启动。根据规划，我国麻风树主要分布区为西南云贵川三省，从2006年开始利用荒山荒地大规模人工种植麻风林，目前人工种植规模已达15万公顷，占中国人工种植麻风树面积的95％以上。今后几年种植规模将进一步扩大，到2020年将有7500万亩中国的荒地用于种植麻风树，其中仅四川省就将有3000万亩荒地成为麻风树种植基地。如能完成种植目标，届时产自中国的原材料所生产的生物燃料可取代全球航空运输业现有40％的石化燃料。

从现在的实验情况来看，生物燃油应用到航空业来，技术已经不是最大困难。现阶段，航空生物燃料成本还很昂贵，约为传统航空煤油的3-4倍。但随着技术进步、工艺优化和生产规模不断扩大，成本肯定会降下来，甚至比石油燃料更低。而且，生物燃油的价格要比深受地缘政治和国际游资双重影响的石油更易控制，可以帮助航空公司控制成本，减少意外开支。可以预见，使用生物燃油作为可持续航空燃油，将成为民航业发展新趋势。

把握机遇低碳领航

我国发展生物能源的空间和潜力十分巨大。据统计，全国有4600多万公顷宜林地，还有约1亿公顷不宜发展农业的废弃土地资源，可以结合生态建设种植能源植物。我国的渤海、黄海、东海、南海，按自然疆界可达473万平方公里，盐碱地面积达1.5亿亩，可供开发的微藻资源潜力巨大。近几年，我国生物能源科研技术水平进步显著，在某些领域基本与发达国家处在相近的起跑线上。面对新能源革命的浪潮，应从战略层面高度重视，抓住机遇，顺势而上，借鉴发达国家经验，加大生物能源发展的推进力度，确保在低碳经济时代占有一席之地。

强化生物能源的战略推进。国家“十二五”能源发展规划已将生物能源发展列入七大重点能源领域。要进一步细化国家层面的协调和引导，尽快建立具体、科学的产业发展路线图。做好盐碱、沼泽、山坡、半沙漠化等不宜发展农业的废弃土地资源以及海洋、河滩等资源的生物燃料开发规划，加强对生物能源产业扶持、消费补贴或金融支持力度。选择有雄厚技术积累和资金实力的生物能源生产企业，建立产业化示范基地，增强规模化生产能力。

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关键词：生物质锅炉；生物质燃料特性；稳定运行

1 概述

传统能源日益稀缺极大地制约了社会经济的发展。太阳能、风能、生物质能等新能源已成为重点发展方向，其中生物质能可开发总量极其丰富。近年国内生物质能得到了快速的发展，各能源企业不断发展生物质能并积极抢占市场。因此，生物质能作为新能源的重要组成部分，开始逐步发展。

《湛江生物质发电项目》的两台50MW的机组已于2011年8月正式投产。从调试及投产至今，发生了许多设备及运行事故，而这些事故都与生物质燃料的特性有莫大关联。本文将以调试、投运过程中遇到的问题为载体，分析生物质燃料对机组锅炉运行的影响，分析问题并采取相应措施，以保证机组的长周期安全经济运行。

2 生物质概述

2.1 定义

生物质是指有机物中除化石燃料以外的所有来源于动植物的可再生物质。生物质能主要指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在植物内部的能量。

2.2 主要分类

林木生物质、农业生物质、水生植物、城镇有机物、粪便。

2.3 特点

（1）分布广泛、产量巨大；（2）可再生性好；（3）生物质能是绿色能源；（4）开发转化技术相对容易。

2.4 生物质燃料的主要特性

（1）粒度和形状；（2）杂质及灰份；（3）水分含量；（4）碱金属含量。

3 生物质燃料特性对CFB锅炉运行的影响

与传统燃料相比，不同种类的生物质燃料密度、热值、水分等均有较大差异。根据生物质燃料的特性，结合我厂生物质CFB锅炉运行中发生的问题，寻找它们之间的因果关系，为解决锅炉运行问题提供参考依据，有利于燃用生物质燃料的CFB锅炉稳定运行。

3.1 粒度和形状对CFB锅炉运行的影响

粒度是指颗粒的大小，即在空间范围内所占据的线性尺寸。生物质燃料是由大量单颗粒组成的颗粒群，而颗粒形状是指颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。生物质燃料的颗粒形状有球状、针状、粒状、片状以及各种不规则形状[1]。在实际生产中，收集来的燃料种类及形状千差万别，其干湿度、硬度也不尽相同。由此引发的一些运行问题主要表现如下：（1）输料皮带时有破损，特别是皮带头部转换处磨损尤为严重；（2）炉前料仓入料口堵料；（3）料仓内一级给料机被料缠绕导致过负荷卡死，无法转动；（4）炉膛给料口频繁堵料；（5）给料仓内一、二级下料口搭桥。

以上问题在我厂投运初期频繁发生。为避免以上问题，本厂采取针对性措施主要如下：（1）改造破碎机，使之适用于多种生物质燃料；（2）暂不收取本厂不能破碎又不能直接燃用的物料；（3）对料仓落料口一、二级给料机下料口扩容改造，提高其适应少部分未破碎及格的料进入炉膛的能力；（4）在炉前料仓中下部安装6台与一级给料机方向垂直且间隔相等的承载螺旋给料机。

3.2 杂质及灰分对CFB锅炉运行的影响

生物质燃料一般是通过分散收购后集中运输进行采集的，其特点为收集工序复杂、种类繁多。在收集汇总与存放运输的过程中，入厂燃料混杂较多的泥沙、石头、砖块等杂质。这些生物质中不能燃烧的矿物杂质对锅炉影响特别大，主要存在以下几个问题：（1）破碎机磨损严重，影响正常破碎效率和质量，甚至发生损坏；（2）螺旋给料机卡死、叶片变形损坏，甚至造成给料机断轴和叶片脱落；（3）炉内流化不良、燃烧不稳定，床压波动大；（4）风帽磨损严重；（5）锅炉排渣不顺畅，排渣管和排渣器堵死。

对以上问题，本厂采取主要措施如下：（1）提高燃料收集的科学性，加强对收料第一环节的要求与控制；（2）对厂外供应商资格进行考评认定；（3）加强厂用料场的硬体化改造，减少储存时混入的杂质；（4）通过质检取样控制，对入炉燃料质量严格把关；（5）厂内上料前进行人工预查，清理明显杂质。

3.3 水分对CFB锅炉运行的影响

在生产过程中，生物质燃料水分主要指生物质燃料在运输和储存过程中受到雨水淋湿或随着季节变化、空气温度湿度变化而存在于生物质燃料中的外在水分[2]，这对锅炉的运行有很大影响。本厂因燃料水分过大造成的问题主要如下：（1）锅炉给料系统中料仓、螺旋给料器搭桥堵塞；（2）锅炉燃烧后烟气体积较大，引风机出力不足，炉内不断冒正压，造成给料系统堵料返火；（3）水分含量提高使热值降低。同时增加了运输成本，且水分含量高的燃料不易破碎，容易粘附在设备上；（4）燃料水分高导致着火困难，使炉内温度降低，其机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增加，导致锅炉尾部排烟温度升高，排烟热损失增大，同时飞灰含碳量增加。针对以上问题，本厂采取以下措施：（1）对入厂燃料进行水分化验，水分含量超过60%的燃料一律不予进厂；（2）厂内新建干料棚。收购的燃料分类有序存放，防止雨水淋湿。露天只存放树头之类不易吸收水分的燃料；（3）新建晒料场对水分较高的燃料进行机械化晾晒；（4）根据燃料的水分含量不同制定详细的配烧方案，稳定入炉燃料的水分含量。

通过采取以上措施，本厂锅炉运行的经济效益得到明显提高，可通过表1进行反映：

由表1可知，随着燃料中水分含量提高，燃料热值逐渐降低，其飞灰可燃物含量明显增大，锅炉效率及经济性则相应降低。

3.4 碱金属含量对CFB锅炉运行的影响

与煤相比，生物质碱金属（钾、钠）含量较高，同时生物质燃料中氯元素含量较高，导致锅炉高温过热器严重腐蚀，进而引起泄漏和爆管事故，影响锅炉的安全性和稳定性。

只要入炉燃料中含有碱金属和氯元素，将必然发生腐蚀。碱金属和氯元素含量多少只会影响腐蚀速度。当过热器蒸汽温度在490～520°C时，管壁腐蚀速度明显加快；当蒸汽温度大于520°C时，腐蚀速度将急剧增大。只要腐蚀一旦发生，将持续进行且不会停止[3]。

我厂自投运以来，因腐蚀爆管泄漏问题较为严重，我门提出了针对性措施如下：（1）在对高温过热器管排进行清焦清灰时，不宜采用机械的清灰方式，避免破坏管壁的保护性覆层；（2）严把入炉燃料质量关，严禁腐蚀性元素含量高的燃料入炉。同时，加强入炉燃料的配烧工作，从燃料的易燃性、粒度、水分、灰分、热值等方面综合考虑，确保入炉燃料品质的稳定性。

4 结束语

生物质燃料的颗粒度、杂质、水分及所含碱金属等物性对CFB锅炉的正常运行影响较大，主要包括给料系统不稳定、燃烧工况不稳定、设备损坏及主设备腐蚀严重等方面。为了提高生物质机组锅炉运行的安全性与稳定性，提高经济效益，需要对生物质燃料的收购、运输、储存严格把关，从给料系统改造、运行调整和合理配烧等方面综合控制，以保证生物质CFB锅炉能够长期安全稳定运行。

参考文献

[1]张殿军，陈之航.生物质燃烧技术的应用[J].能源研究与信息，1999，15（3）.

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欧洲地区生物燃料市场由生物乙醇市场和生物柴油市场组成。生物乙醇市场方面,得益于汽油销量的增长,生物乙醇市场呈线性增长态势。虽然拉美地区有大量的生物乙醇出口到欧洲市场,但欧洲地区的生物乙醇生产仍将保持增长。预计2014年底之前,小麦将是生物乙醇的主要原料。随着第二代生物乙醇技术的发展,也会有更多的稻草、木屑等非粮作物会被用作制造生物乙醇的原料。生物柴油市场方面,虽然欧盟从前苏联共和国等地进口的矿物柴油数量逐年递增,但在欧盟相关法规政策的鼓励下,该地区生物柴油的产量也稳定在1800万吨的水平(2008年)。虽然整个欧盟地区产能为2000万吨左右,但由于市场对生物柴油的需求增长缓慢,生物柴油的实际产量增长空间已不大。原料方面,欧洲地区制备生物柴油的原料正逐步从单一的油菜或大豆转化为多种油料作物并重的发展模式,以期降低原料成本。

欧洲地区生物燃料产业的发展现在已进入了成熟阶段。从作物栽种、收购到生物燃料生产、存储、运输和油料混合、销售等环节都已经逐步走向成熟。作为生物柴油和生物乙醇生产过程的副产品,甘油以及玉米蛋白饲料也开始被逐步应用于商业领域。欧洲出现了新型的生物化工精炼模式,就是在制备生物柴油的过程中利用副产品甘油生产相关的化工产品。典型的例子有亨斯迈公司生产的碳酸甘油酯,索尔维公司生产的环氧氯丙烷和陶氏化学公司生产的丙二醇。欧洲生物乙醇公司也正积极探索通过副产品生产乳酸和丁二酸等产品的方法,以期实现更多价值,提高欧洲产生物乙醇相比拉美廉价生物乙醇的竞争力。

欧洲生物柴油行业目前所用的主要原料有麻风树籽、大豆、油菜籽、芥末、花生、向日葵籽、动植物板油等。生物乙醇正处于从第一代过渡到第二代的过程中。第二代生物乙醇提倡用非粮作物,第三代生物乙醇引入了藻类和木屑在内的技术。由于生物燃料的质量已经得到了认可,在欧洲,从麻风树籽中提取的生物柴油已被用于新西兰航空和大陆航空的航班上。Frost & Sullivan预计该行业未来会吸引更多资本进入。

按原料用量排名,欧盟生产生物柴油的主要原料是油菜籽、大豆、棕榈油和葵花籽等油料作物。其他原料如餐饮用油、动植物板油也都已经开始应用。由于欧盟各国并不是主要的作物生产国,大多数时候生产生物柴油所用的原料还是来自进口。2008年,欧盟地区27国生产了770万吨生物柴油,消耗原料接近800万吨。因为供应不太稳定,棕榈油的用量增长在很大程度上取决于原料供应的稳定性。

目前生物燃料供应链面临如下三点挑战:藻类原料选择和生物处理方案设计、油料作物种植和规划和规模化生产。作为第三代产业链中,藻类原料可用于多种行业,包括生物炼油、生物发电、制造营养保健品等。由于藻类植物纯度较高,从藻类提取的生物燃料也能满足航空燃料的要求。目前已经在从事藻类提取生物燃料的公司包括雪佛龙公司、壳牌公司等。

现阶段生物乙醇的主要原料仍是谷物、糖类作物和木质纤维素。2008年,欧盟用于制造生物乙醇的谷物主要是390万吨小麦,680万吨甘蔗和9万吨甜蜜素。欧盟各国中,芬兰、瑞典、德国、法国、意大利和奥地利在利用木质纤维素方面居于领先地位。2008年欧盟各国用于生物燃料的木质纤维素占全球油料消耗的6%和欧洲油料作物消耗的25%。

推动欧洲生物燃料市场发展的主要动力来自于欧盟推动生物燃料应用的努力和哥本哈根联合国环境大会的要求。欧盟最新指令要求至2020年生物燃料要占全欧洲的运输能源的10%。作为哥本哈根大会的签字方,欧洲各成员国政府也有义务达成大会提出的新目标,暨至2020年达成减排10%的目标。欧洲地区2009年生物柴油和生物乙醇消耗量各为710万吨和700万吨,按哥本哈根大会的要求,至2020年,这两个数字有望达到2270万吨和1800万吨,分别增长220%和157%。

生物燃料市场的发展也面临阻力。对生物柴油市场来说,持续走低的矿物柴油价格和高企的生物柴油原料价格压缩了生物柴油厂商的生存空间,导致欧洲地区很多产能为3万吨的生物柴油厂商退出市场。虽然欧盟已开始对美国进口的生物柴油征收反倾销税来保护本地的生物柴油生产,但这一措施的效果也打了折扣,因为美国生物柴油仍能通过加拿大等国进入欧洲。另一方面,来自阿根廷等地区的廉价生物柴油出口有望在2010年大幅提高,这将会打压欧洲本土厂商的生存空间。

2008年,欧洲生物柴油行业的开工率为48%。预计2009年这一数字将保持不变,到2010年会增加50%到800万吨的规模。

2009年欧洲生物乙醇产能为560万吨,比2008年的490万吨增加了14.3%。预计2010至2011年,由于大型生物乙醇项目相继上马,欧洲地区的产能会有很大提升。至2012年,大部分欧洲地区新增产能都将是第二代生物乙醇(纤维素乙醇)的试点项目。主要的第二代生物乙醇生产商有SEKAB、TMO再生能源、帝斯曼等。至2014年,欧洲地区生物乙醇产能有望达到2100万吨。

基于欧洲运输用油市场的需求增长,2009年欧洲生物乙醇行业开工率为50%左右。2008年实际生物乙醇产量为150万吨,另有150吨进口,其中大部分来自巴西。至2020年,欧洲生物乙醇市场将保持10%的增长。

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一、发展状况

(一)生物质发电产业初步形成

我区已建成生物发电项目8个，总装机容量23.2万千瓦，分布在赤峰、通辽、巴彦淖尔、鄂尔多斯、兴安盟等地。国能赤峰生物发电是我区第一家生物质发电项目，利用玉米秸秆直燃发电，每年消耗秸秆40多万吨，引进丹麦技术，建设2×12兆瓦发电机组。毛乌素生物质发电厂装机容量为2×15兆瓦，总投资3.2亿元，利用毛乌素沙漠灌木燃烧发电，每年消耗沙柳20万吨，年带动治理荒漠20万亩，奈曼旗林木生物质热电联产项目，是国家级林木质发电示范工程，建设规模50兆瓦的林木质发电，每年消耗100多万吨废弃林木，一期2×12兆瓦工程已完成。阿尔山2×12兆瓦林木质直燃热电联产项目，总投资3亿元，年消耗30万吨含水18％以下的木质燃料，发电进入兴安电网，同时为阿尔山供热。

(二)自主研发的生物燃料制取技术，探索出生物燃料非粮发展的路子

全区在建生物柴油项目6个，已建成5个，生产规模为年产90万吨，占全国产量近1／3。我区在建的生物乙醇项目有6个，大多采用玉米为原料。国家发改委2006年底发文不再批准玉米加工乙醇燃料项目，鼓励发展非粮生物燃料。我区率先在全国探索出一条发展前景广阔的路子。主要有两方面突破：一是化学合成生物柴油。包头金骄特种新材料(集团)有限公司完成的“非粮生物质化学法合成生物柴油项目”，海拉尔农垦集团采纳金骄集团化学合成生物柴油技术，赤峰邦驰生物柴油项目，通辽天宏生物柴油项目均已开工建没，有的已投产。二是以甜高梁秆为原料生产燃料乙醇。莫力达斡尔旗“无水燃料乙醇产业化示范项目”，以甜高粱茎秆为原料，建设规模为每年制取30万吨无水乙醇，已纳入国家甜高粱茎杆制取生物燃料乙醇示范工程，需每年种植甜高粱120万亩原料供应。一期年产10万吨工程基本完工，已种植甜高梁近5万亩，国家级甜高梁生物燃料乙醇原料产业基地正在我区形成。

(三)养殖场沼气发电工程项目示范效应显著

蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程，利用奶牛养殖场粪便污水等发电，年产沼气约400万立方米，沼气用于发电，年发电约800万千瓦时。减排二氧化碳2.5万吨。达拉特旗北疆三和牧场大型沼气发电综合利用工程，年产沼气约80万立方米，沼气用于发电，年发电约160万千瓦时，减排二氧化碳5000吨。这些现代化程度较高的沼气发电工程，当前在我国大型畜禽养殖场属前位，在我区乃至北方地区均有很好的示范效应。

面临的问题：

一是产业体系薄弱。我区生物质能发展势头良好，但运营成本高、资源分散、生产规模小，扶持生物质能的政策经济激励度弱，产业缺乏竞争力。

二是技术服务体系支撑不够，新技术、新成果企业转化能力较弱，小科技企业起步困难。

三是专业技术人才缺乏。生物质能设备使用和维护要求技术含量较高，生产过程中一旦出现问题和故障，必须请专业人员进行检修，企业熟悉和掌握生物质能技术的人才较少。人才培养满足不了产业发展的要求。

四是配套产业发展不协调。与传统能源相比，生物质能产业是典型的“小规模、大燃料”。原料分散在千家万户，秸秆体积大、重量轻、用量大，不适合长距离运输，原料收集、储存、运输、销售上下游配套产业发展不协调，导致管理难度大、成本高。

二、国内外生物质能发展状况及相关政策

在欧美等发达国家，生物质能技术已经成为重要的能源利用形式。年利用生物质能发电约5000万千瓦装机容量(主要集中在北欧、美国)，是仅次于水力的第二大再生能源工程。经过30多年的科研探索，生物燃料正成为欧美发达国家替代石油的唯一选择，已开始由玉米乙醇向非粮二代生物燃料过渡。2007年燃料乙醇、生物柴油约4500万吨，2020年前后将发展到2亿吨，约相当于现在世界石油生产量的5％，其替代规模是其它可再生能源不能比拟的。欧盟委员会提出：生物燃料是唯一可以大规模获得的替代运输燃料的能源。生物燃油对石油替代成为一种世界共识和趋势，已驶上快车道。欧洲等地建设了大量的沼气工程和户用沼气池，日本从沼气中提取氢气发电。

近年来，我国生物质能发展迅速。国家电网公司、五大发电集团等大企业纷纷参与生物质发电，民营和外资企业也表现出较大的投资热情。国家“十一五”末将建设生物质发电550万千瓦装机容量，2020年达到3000万千瓦。我国生物燃料乙醇装备技术已接近国际先进水平，成为继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和使用国，年产量达400万吨。国家已将生物柴油确定为新兴产业，年生产能力超过300万吨。沼气产业基本形成，已建设养殖场沼气工程3556处，年产沼气总量2.3亿立方米。

国家对发展生物质能非常重视，制定相关政策促其发展。2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施。2006年9月30日，财政部、国家发改委等联合下发“关于发展生物能源财税扶持政策”。主要有：1，价格和成本补贴：生物质发电补贴0.25元，千瓦时，生物质发电电价优惠、上网电量全额收购和电力调度优先。燃料乙醇、生物柴油每吨成本补贴1600元。2，财税支持：生物质发电、生物柴油等增值税即征即退。国家环保专项资金重点补贴秸秆直燃发电。用甜高梁茎秆制取生物燃料乙醇可获得政府无偿资助和贷款贴息等专项资金重点扶持。

三、我区发展生物质能的比较优势

(一)生物质能资源储量居全国之首

1，森林采伐剩余物、灌木林资源储量大。国家确定“十一五”期间我区采伐限额为848.1万立方米，仅采伐剩余物可获得生物质原料约777.23万吨。全区灌木林总面积为654.33万公顷，灌木林总生物量2558.43万吨。按3年平茬抚育一次计算，年可利用量852万吨。2黠秆资源量大：据2007年数据，玉米、小麦、油料年产量1526.41万吨，测算出秸秆为1831.69万吨，主要分布在通辽、赤峰、兴安盟、巴彦淖尔市等粮食主产区，3，牲畜粪便资源全国第一：我区年度牲畜存栏达到1.10512亿头，牲畜年产粪便约1.17亿吨。4，原料资源种类面积全国第一：用于生产燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等，种类多，面积大。尤

其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱种植，面积全国第一。我区能源农业的原料产业规模开始形成。

(二)一批科研成果居国内领先水平，专利带动能源农业势头强劲

除生物质发电项目的技术设备主要依靠引进外，我区产生了一批生物质能专利技术成果，一项专利就可带动一个产业的快速发展，产业科技发展水平居全国前位。内蒙古农业大学研发“甜高粱秸秆周体生料发酵生产乙醇工艺及其优化”项目，获得秸秆乙醇中试产品，国家受理发明专利申请。现甜高粱种植基地已形成，为该项目产业化提供原料规模储备。中国科学院水生生物研究所研发的微藻制取生物柴油技术，已在我区荒漠试验成功，准备在我区荒漠区建设大规模可再生能源综合利用基地。内蒙古通华蓖麻化工有限责任公司于2006年研究开发出用癸二酸副产品一脂肪酸生产物柴油技术，经检测应用产品技术指标达到国家标准。

我区沼气工程的成套技术已成熟，生物厌氧发酵机理的研究、发酵工艺、产气率等单项技术和指标，已接近国际先进水平，促进了蒙牛、塞飞亚大型沼气工程的建设。结合农牧民冬季取暖和沼气池越冬困难的实际，开发太阳能畜棚暖圈沼气池和太阳能日光温室沼气池，形成在纯牧区、半农半牧区、农业种植区及农业养殖区的草原六结合、农牧六配套、田园五位一体、庭院一池四改、多池联体、三池一体六大农用沼气新模式，总体技术水平达到国内先进水平。2007年底全区沼气用户达14.65万户，大中型沼气工程16处，

生物质固体成形燃料专利技术正在产业化。巴彦淖尔征华机电液压研究所研发9度一20型秸秆压块机，获得国家发明专利，秸秆块代替煤炭，秸秆块发热量可达到4105千卡，公斤。库伦旗六家子林场用林业“三剩物”尝试加工成型燃料，用作林场供暖、炊事燃料。

(三)广阔荒地是潜在优势，农业能源原料可变成“绿色油田”

我区宜农荒地面积约有1500万亩，宜林荒山荒坡面积达到1.7亿亩，可种植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。还有大面积不适宜农业植物的边际土地，可以大量种植能源树种，如盐碱地种植柽柳、沙地栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。荒漠地区土地广阔，适于大规模藻类养殖。微藻是生物柴油的重要原料。这些大量宜林、宜农荒地和荒漠、边际土地资源，我区独一无二，经过开发和改良，可以变成发展生物质能源的“绿色油田”。

四、思路与建议

(一)大力发展能源农业，使之成为促进农村牧区经济发展、农牧民脱贫致富的一把钥匙

据测算，装机容量为2.5万千瓦的生物质发电，产值近亿元，年消耗秸秆20万多吨，增加就业岗位1000多个，增加收入6000万元以上。1公顷甜高粱茎秆可转化燃料乙醇3―5吨，高者可达10吨。一亩藻塘可生产3吨生物柴油。年产5万吨生物柴油，按每吨柴油8000元测算，可实现产值4亿元。在生物质能产业的推动下，盐碱地、沙地、荒漠地等低质土地种植甜高梁、文冠果、养殖藻类，可产生不可估量的经济效益。传统的农业产业链将被延伸。原来废弃的农作物秸秆。经过收集、加工、运输等环节，形成新的产业链，不仅带动农村牧区生产模式转变，而且有效增加农牧民收入。因此，应充分发挥我区已形成的生物质能产业及科研成果优势，进一步扩大示范效应，采取政府扶持、企业投入、科研院所合作的方式，积极扶持生物质能企业在原料基地发展连锁项目。政府应把生物质能开发利用列入经济社会发展规划，以生物质能产业的发展，推进农村牧区的进步。

(二)以生物能源替代煤炭资源，促进可持续发展

农村牧区林区剩余废弃物是重要的可再生能源。我区秸秆年产生量折合1500万吨标准煤，动物粪便年产生量折合5755万吨标准煤，林业剩余物年利用量折合800万吨标准煤，灌木林年利用量折合1000吨标准煤。仅这几项折合标准煤已超亿吨，相当于鄂尔多斯煤炭年产量的1／2。发展生物质能产业，作为一个新兴产业经济增长点，对于调整以煤炭资源开发利用为主的重化产业结构，增强煤炭资源利用的可持续性，有着独特的重要作用，应引起高度重视。

(三)发展低碳经济，促进节能减排

低碳经济是以低能源、低污染、低排放为基础的经济模式，其核心是能源技术和产业模式的重大创新。我区是煤炭资源大区，二氧化硫排放总量的90％是由燃煤造成的。据测算，运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组，与同类火电机组比较，每年可减少二氧化碳排放10万吨，产生8000吨灰粉，可作为高品质的钾肥直接还田，是一个变废为宝的良性循环过程。是发展低碳经济的有效模式。赤峰、通辽、兴安盟等以农为主的地区，应鼓励建设小型秸秆直接燃烧热电联产项目，解决当地秸秆大部分就地焚烧、环境污染严重、用电和集中供热等问题。呼伦贝尔、通辽灌木和林业采伐加工剩余物资源丰富，仅牙克石现有采伐加工制等物2027.2万吨，储量是全区所有林木的2倍以上，可建若干个小型灌林木质发电和热电联产项目。固体成型燃料是一种洁净的可再生能源，我区丰富的林木剩余物、沙生灌木等生物质资源，可以发展固体生物质燃料。生物质能可以带动能源林产业的发展，有助于防止土地沙化和水土流失，促进生态良性循环。

(四)把生物质能开发与区域发展战略结合起来

发展生物质能越来越显示出，它不仅是替代石油的唯一选择，也是解决贫困问题、缩小区域、城乡差别的重要战略举措。国家发改委将我区列为“十一五”生物质能源发展重点省区之一。应从国家战略出发，根据可持续发展的要求，调查研究全区生物质能资源整体情况，围绕产业经济性和目标市场，高起点编制开发利用战略规划。做到因地制宜，多能互补，统筹规划，协调发展。

(五)抓好示范项目。推进产业发展

我区已建成和再建的一些生物质能开发利用项目。要围绕项目建设，下大力气抓好示范作用以点带面，积极推进生物质能产业化进程。生物质能示范项目。不仅仅只是企业发展，要形成从原料供应、运输、加工、市场开拓和相关服务体系完整的产业链，涉及到政府多个部门和行业，要加强协作。共同推进。

篇9

Abstract: Advances of domestic and overseas biomass fuel ethanol is outlined in this paper. Having evaluated its economic， energy， environmental and social benefits， thereafter its importance as a part of Chinese energy strategy had been confirmed. Finally， a feasible scheme for fuel ethanol production from biomass in large scale is suggested， used for reference.

Key words: Syngas; Ethanol; Cellulose; Catalyst

全球变暖、化石能源日渐消耗……引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究 [1-5]。本文分析了燃料乙醇发展经济、能源、环境、社会效益，肯定了其能源战略地位，提出几条实现我国生物燃料规模化生产的可行性建议以资借鉴。

1 国内外燃料乙醇发展概况

目前面临化石能源危机，一些农产品丰富的国家正大力发展乙醇汽油供应市场。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”，以其富产甘蔗为原料，目前已形成1000多万吨产能，替代了1／3车用燃料。为推广燃料乙醇，美国制定了积极的经济激励政策，计划从2006年至2012年，可再生能源燃料年用量从1200万吨增加到2300万吨。日本重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇。欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也在在积极进行着相关研究 [1]。

目前，中国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇生产和消费国。“十一五”期间将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。实践证明我国过去以粮食为原料生产燃料乙醇，不符合国情，探索非粮能源资源是大势所趋 [1]。全国相关研究正如火如荼进行着，呈现一派“百花齐放，百家争鸣”的景象。特别是筹建中的中国科学院青岛生物能源与过程研究所，顺应时代潮流而生，肩负历史、国家使命，是集中力量办大事的“国家队”。

2 中国能源战略

随着全球变暖和化石能源消耗，人们对新型替代能源--乙醇的关注度日益上升，正成为许多国家新能源政策的重要组成部分。以此为契机，8年前中国上马了燃料乙醇项目，也意在解决过剩陈化粮问题。经过1999-2005几年间不懈努力，国家首批4家燃料乙醇定点生产企业完成了规划建设的102万吨产能，基本实现了“十五”提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标。然而我国人口众多，人均耕地少，用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人“争食”、“争土地”，造成人类生存空间越来越小，不符合我国国情。因此，2006年12月国家发改委和财政部联合下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理、促进产业健康发展的通知》要求生物燃料乙醇项目建设需经国家投资主管部门核准，未经国家核准不得增加产能 [1-5]。

在规划实施中，国家采取国际通行做法，对燃料乙醇生产给予财政补贴和产业政策扶持。财政补贴额逐年减少，2007年每生产一吨燃料乙醇国家给予1373元补贴，到2008年底将采取弹性补贴方式以尽可能避免企业亏损 [1]。未来工作依据是国家《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》，其总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。其基本原则有7条：因地制宜，非粮为主；能源替代，能化并举；自主创新，节能降耗；清洁生产，循环经济；合理布局，留有余地；统一规划，业主招标；政策支持，市场推动 [1]。“十一五”期间我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。这一产量的制定主要取决于全国用于非粮生产的盐碱地和荒地面积 [1]。并且国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产、定向流通、市场开放、公平竞争”的相关政策 [1]。

3 燃料乙醇效益

燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水，再加上适量变性剂制成。目前，中国试点推广的E10乙醇汽油是在汽油中掺入10％纯度达99.9％以上的乙醇制成 [2]。简而言之，燃料乙醇发展实现了“十五”规划中提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标 [1]，不仅部分解决了汽油紧张，拉动了大宗农产品的消费，为农民增加了收入，也促进了国家可持续发展战略。乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但其分子中含氧，抗爆性能好，取代传统MTBE为汽油抗爆、增氧添加剂，避免了其毒害性 (致癌，地下水污染)，具有优良能源、环保效益。如汽油中乙醇添加量≤l5％时，对汽车行驶性能无明显影响而尾气中温室气体含量降低30％-50％。添加10％，其辛烷值可提高2-3倍，还可清洁汽车引擎，减少机油替换使其动力性能增加 [3]。事非偶然，联合国工业发展组织就在维也纳乙醇专题讨论会上提出：“乙醇应该被当作燃料和化工原料永久的和可供选择的来源” [3]。

4 燃料乙醇生产原料

一次能源必将耗竭，研究、开发可再生能源势在必行。以混配乙醇汽油 (E10乙醇汽油) 为例，每用1000万吨就可节省1O0万吨汽油，而要提炼这些汽油至少需要300万吨原油，足见乙醇的能源战略地位 [1]。

燃料乙醇生产原料主要有玉米 (美国)、甘蔗(巴西)、薯类、谷类等。不同原料全生命周期的能量效益也不同，由高到低依次是甜甘蔗、甜高梁 > 木薯 > 玉米、小麦。如巴西甘蔗能量比达到1︰8以上，玉米、小麦等粮食作物及木薯、甘薯大约是1︰1.3～1.4，产生正效益 [1]。然而以粮食为原料，势必与人“争粮”、“争地”，利用非粮资源是大势所趋。非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁，还有大量粮食作物秸秆，农业、工业、生活废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。其中，纤维素是地球上贮量最丰富的有机物，其能量来自太阳，通过植物光合作用固定下来。每年地球上由光合作用生成的植物体总量达1.5×l011 kg，40％是纤维素。按全球人口平均，每人每天可分摊到56 kg。日本就重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇 [3]。如我国过去以玉米为原料生产燃料乙醇，成本相对要高，不符合人多地少的国情。因此，现阶段国家对生物燃料乙醇项目建设实行核准制。“十一五”专项规划要求燃料乙醇生产走“非粮”路线。此外，欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也正如火如荼地进行着相关研究 [1]。

5 燃料乙醇生产路线

对于生物质衍生合成气制乙醇有并存、竞争的化学法、生物法两种转化技术：

（1）生物法：纤维素、半纤维素，酸解或酶解或发酵单糖 (五碳、六碳糖)，化学、酶催化及微生物发酵乙醇

（2）化学法：纤维素、半纤维素、木素及其它生物体有机物，热解合成气 (H2， CO)，化学或酶催化或微生物发酵乙醇

在某些方面，化学法好比西药，强烈、见效快，生物法好比中药，温和、见效慢。两种方法“各有千秋”，其制约因素是成本和高效、廉价催化剂、酶和合适微生物的开发等关键技术。总而言之，生物法具有选择性、活性好、反应条件温和等优点，但原料利用率低、反应时间长、产物浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适于不同反应条件，不能很好耦合。相比，化学法具有原料利用率高、反应时间短、催化剂构成简单、没有严格反应条件限制等优点，但为高温、高压过程，对设备要求高 [1-5]。

6 能效分析转贴于

生物质直接燃烧热效率很低，只有10％左右，而将它们转化成气体或液体燃料 (甲烷、氢气、乙醇、丁醇、柴油等) 热效率可达30％以上，缓解了人类面临的资源、能源、环境等一系列问题 [4]。其次，乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但分子中含氧，用作汽油添加剂抗暴性能好、低排放，可提高其辛烷值2-3倍，还能使汽车动力性能增加等 [3]。

7 经济分析

目前中国试点推广的E10乙醇汽油价格按国家同期公布的90号汽油出厂价乘以价格系数0.911。90号汽油目前出厂价不到5000元/吨。由于玉米价格上涨导致生产成本增加，每销售1吨燃料乙醇要亏损数百元且在汽油多次提价之前，每吨亏损一度达到了1000多元 [2]。此外，燃料乙醇定价机制不合理，有两个“倒挂”，不能充分体现其价值：一是油价倒挂，我国原油价格和国际市场接轨，但成品油没有实现接轨；二是燃料乙醇产品价格倒挂。原本成品油价格就低，再乘以0.911所形成的价格对燃料乙醇经济性就很差。另外，以燃料乙醇取代高价MTBE，而燃料乙醇各项指标接近或优于MTBE，价格更高才合理，但并非如此，从技术上也没有充分体现其经济性。就目前生产工艺而言，燃料乙醇生产成本本来就很高再加上定价机制不合理，导致生产企业严重依赖于国家财政补贴 [1]。

建 议

要实现我国生物燃料规模化生产，关键要解决好资源、技术、市场、国家投资、价格和税收政策四个环节问题；在尽量不与粮食作物争地的情况下，积极开发非粮原料种植基地；努力开发自主知识产权，争取生产技术、设备国产化；延长产业链，除燃料乙醇外生产如乙酸乙酯、乙烯、环氧乙烷等化工产品。这样，实现了对资源综合利用，“吃干榨尽”，大大提高了农产品附加值，也在一定程度上减少了企业亏损。

参考文献

[1] 秦凤华. 燃料乙醇蒸蒸日上 [J]. 中国投资， 2007， 38-41.

[2] 任波. 乙醇汽油转折 [J]. 财经， 2007， 178: 100-102.

[3] 雷国光. 用纤维质原料生产燃料乙醇是我国再生能源发展的方向 [J]. 四川食品与发酵， 2007， 43 (135): 39-42.

篇10

生物柴油的环保优势更是显而易见，其能耗仅为石油柴油的1／4，可显著减少燃烧污染排放，而且生物柴油无毒，生物降解率高达98％。近年来，欧美国家政府大力推进生物柴油产业，给予巨额财政补贴和优惠税收政策支持，使生物柴油价格与石油柴油相差无几，从而使之具有较强的市场竞争力。生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初，联邦政府、国会以及有关州政府通过政令和法案，支持生物柴油的生产和消费，并采取补贴等措施，使生物柴油产业迅速发展起来。法国推出一项雄心勃勃的生物能源发展计划，目标是在2007年之前，将法国生物燃料的产量提高3信，成为欧洲生物燃料生产的第一大国。德国政府对生物柴油的生产企业全额免除税收，使其价格低于普通柴油。

中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。中国“十五”发展纲要已明确提出发展各种石油替代品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向。“十一五”规划中更是明确规定，要大力发展可再生资源，扩大生物柴油的生产能力。2006年1月1日起正式实施的可再生能源法，为大力推进多种“绿色能源”的产业化提供了政策与法律保障。预计到2010年，中国年生产生物柴油将达到约100万吨；到2020年，年产生物柴油将达到约900万吨。

作为传统农业大省，优质丰富的原料使山东省在生物石油等生物能源的应用上可谓是前景广阔。近日，中国石油天然气集团公司与山东省政府在北京签署了生物能源产业发展合作框架协议。根据协议，双方将在以非粮能源作物为原料生产燃料乙醇和生物柴油等方面进行全面合作，在山东省建设20万吨／年燃料乙醇和总规模10万吨／年生物柴油示范生产装置；合作建设与生产装置规模相配套的原料生产基地及粗加工供应基地：在山东省推行乙醇汽油销售和高掺比试点等。除了华骜集团的生物柴油项目之外，山东泽生生物公司建立起世界上顿大规模年产3000吨的秸秆生物转化燃料乙醇生产装置，山东龙力生物公司利用玉米芯废渣转化万吨燃料乙醇的高技术示范工程项目也将得到国家批准。随着生物能源的效益凸显，生物能源的开发、利用工作在山东省蓬勃开展。