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全面推广乙醇汽油 减排效果堪比“单双号限行”

2015年09月01日 13:17 来源:中国经济周刊 参与互动 

p54 中粮生物化学(安徽)股份有限公司酒精生产线

中粮生物化学(安徽)股份有限公司酒精生产线

  美国、巴西、中国名列全球前三

  【产业·公司】燃料乙醇:蓬勃兴起的战略新兴产业

  全面推广乙醇汽油,减排效果堪比“单双号限行”

  《中国经济周刊》记者 张伟|北京报道

  以北京市为例,按照现有机动车保有量超过500万辆计算,如果全市推广乙醇汽油,其减少的有害尾气排放相当于减少约200万辆机动车,可达到实行单双号的减排效果。

  通俗说,乙醇汽油就是添加了燃料乙醇的汽油。燃料乙醇作为一种环境友好的可再生能源,能够提高普通汽油辛烷值,显著降低汽车尾气中一氧化碳、碳氢化合物和颗粒物(PM)等物质的排放量,是目前世界上替代汽油数量最多、应用最广泛的可再生能源。

  从2000到2014年,全球燃料乙醇产量年均增长超过16%,2014年产量达到7338万吨。联合国粮食组织预计2020年全球燃料乙醇年产量将达到1.2亿吨。

  目前,全球已有数十个国家推行燃料乙醇,美国、巴西、中国分列全球前三。

  燃料乙醇能解决许多环保难题

  ——目前广泛使用的MTBE有污染,美国已禁用

  从维护本国农业发展,到实现能源安全,再到环境保护,人们对燃料乙醇的认识是逐步深入的过程。

  大量研究发现,与普通汽油相比,乙醇汽油总体可减排PM2.5超过40%,其中,汽车尾气中碳氢化合物(CH)浓度平均下降42.7%,一氧化碳(CO)下降34.8%。以北京市为例,按照现有机动车保有量超过500万辆计算,全市推广乙醇汽油,相当于减少约200万辆机动车,可减少城市雾霾,有效降低温室气体排放。此外,我国每年秸秆产量7亿吨以上,其中田间焚烧约1.5亿吨,造成资源浪费、空气污染,严重时甚至影响高速公路通行和飞机起降,发展纤维素燃料乙醇可有效解决这一难题。

  中粮集团有限公司总工程师岳国君介绍说,使用燃料乙醇对于防治水污染也有重要作用。以往作为汽油含氧添加剂的甲基叔丁基醚(MTBE),可提高汽油辛烷值和燃烧效率,降低汽车尾气一氧化碳、碳氢化合物等污染物排放。美国从1979年开始推广使用MTBE,但20世纪90年代末期,美国加州在湖泊和溪流中陆续发现有MTBE污染。MTBE的危害主要体现在污染地下水,进而危害人类健康。MTBE与水互溶,进入土壤后能够迅速从浅表地下水层渗透至深层含水层,极难降解消失。在加油站的地下储油罐中,MTBE极易渗漏进入地下水系统,微量的MTBE即可对地下水产生大面积污染。美国环保署研究表明,MTBE对动物有强烈的致癌作用,虽然对人类的致癌作用尚不明确,但仍将其列为对人类可能的致癌物质。

  因此,美国加州于1999年首先颁布法令,2003年开始全面禁止MTBE作为汽油含氧添加剂。美国国会于2003年9月通过《能源政策法案》,规定没有申请允许销售和使用MTBE的州,在该法案生效后4年内禁止使用MTBE。因此,美国实际上已全面禁止使用MTBE。

  我国是世界上仅次于美国的第二大汽油生产消费国,MTBE被广泛应用,其危害尚未得到重视。乙醇含氧量高,减排效果好,100%可溶于水,所以稀释快,不污染地下水。

  可以预见的是,中国需要用建设性的方式解决雾霾等环境问题,燃料乙醇作为可再生的非化石能源,利用潜力将被加速挖掘。

  燃料乙醇产业需要国家政策支持

  ——纤维素燃料乙醇将是生物燃料乙醇的主力军

  美国为解决能源安全及粮食产能过剩问题,于上世纪80年代开始大力发展燃料乙醇。美国颁布各种法律法案以及财税支持措施以帮助燃料乙醇发展,比如:能源税率法案为燃料乙醇生产厂家减免税赋,MTBE因污染地下水而被全面禁用,通过制定RIN(可再生能源序列号)保证乙醇产量。

  巴西则通过1975年实施“国家酒精计划”(包括价格手段、总量规划、税收优惠、政府补贴、配比标准等)强力推动燃料乙醇的发展。直至2000年,巴西政府才开始放松对燃料乙醇行业的强力干预和控制,以放宽价格管制为特征的市场化进程迅速开始。在市场化后的10年中,巴西推广了灵活燃料汽车的应用,生物燃料乙醇生产进一步扩张,成本下降。2014年产量1849万吨,为全球第二大生产国。

  中国在“十五”期间批准建设了包括中粮生化旗下公司在内的4个燃料乙醇生产试点项目,企业生产燃料乙醇能获得补贴。2009年,中粮生化享受的安徽省定点企业生物燃料乙醇弹性补贴标准为2055元/吨,2010年为1659元/吨。近年来,在中央强调粮食安全的背景下,政策开始全面限制生物燃料尤其是玉米乙醇的大规模推广,补贴额度不断下调,对生物燃料乙醇企业的补贴越来越少。

  2012年初,财政部发布通知,对2012年度生物燃料乙醇财政补助标准如下:以粮食为原料的燃料乙醇,补助标准为500元/吨;以木薯等非粮作物为原料的燃料乙醇,补助标准为750元/吨。

  与此同时,自2015年1月1日起国家将取消变性燃料乙醇定点生产企业的增值税先征后退政策,同时以粮食为原料生产用于调配车用乙醇汽油的变性燃料乙醇也将恢复征收5%的消费税。

  财政补贴的缩水,粮价高企,加之原油价格断崖式下跌,三项叠加使得燃料乙醇行业环境急剧恶化,行业利润被不断侵蚀。

  面对当下行业困局,在国家层面做好科学合理的顶层设计,出台“国策”,是这个产业能否实现可持续发展的关键。为此专家建议,纤维素燃料乙醇将是我国生物燃料乙醇产业未来发展的主力,国家应加大政策扶持。比如参照美国、巴西等国家发展燃料乙醇的成功经验制定强制性可再生燃料标准;建立能够反映企业经营条件变化、促进产业可持续健康发展的长效机制。此外,在京津冀等大气空气质量不高的地区,加大推广车用乙醇汽油的工作力度,通过扩大市场需求促进行业发展等。

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实践证明:燃料乙醇不影响粮食安全

  ——国内11省市已成功试点十多年

  中国发展燃料乙醇产业的初衷是为了消化陈化粮。

  在黑龙江工作过23年的岳国君总工程师说,以前在东北地区,如果家里没有陈粮,别人都说这家不会过日子。但随着中国粮食产量不断提高,粮食储存出现了很大的问题。以玉米为例,三年以上的玉米就定义为陈化。如果脂肪酸超标就定义为陈化粮,即使是做饲料原料也不行,粮食就一点一点烂在仓里。

  2002年,我国在黑龙江和河南两省启动燃料乙醇试点,并于2004年扩大试点,对9省市全面封闭运行。为了确保生物燃料乙醇产业有序、健康、稳步发展,国家在2004年初确立了“先行试点、政策扶持、封闭运行”的产业政策。此后,国家颁布了《可再生能源法》、《节约能源法》和《循环经济促进法》,国务院将生物燃料乙醇的生产纳入了国家指令性计划,各试点省也相应发布了政府封闭令。中石油、中石化相应建设了混配站。

  截至2014年,添加10%燃料乙醇的汽油(E10汽油)已经在我国11个省份全部或部分区域进行了试点运行,年产销量227万吨,转化玉米等700万吨,调和汽油2270万吨,占当年全国汽油总消费量的23%。

  尽管中国发展燃料乙醇产业一直是以消化陈化粮为出发点,但以粮食作为原料加工生产燃料,仍然不被很多人接受,与人争地、与人争粮的声音不断困扰行业的发展。

  那么,燃料乙醇究竟会不会影响到粮食安全呢?

  河南天冠集团是7家定点燃料乙醇生产企业之一,董事长张晓阳是全国人大代表,他连续6年在全国两会期间呼吁大力推广燃料乙醇。他说,推广燃料乙醇而危及粮食安全的关键其实是在2亿吨的饲料粮。

  这其中的玄机在于,生产1吨燃料乙醇会同时副产1吨高蛋白饲料(DDGS),它的蛋白含量高达30%,是玉米原粮的3倍,这类蛋白由于经过发酵,更易被动物吸收。

  张晓阳算了一笔账,我们国家大概年产5亿吨粮食,口粮的消费一直在2.7亿吨左右,饲料用了2亿吨,其余的是工业用粮。在2亿吨饲料粮中,如果每年拿出10%,大概是2000万吨的玉米,先做乙醇,再让DDGS重新回到饲料市场。按照3:1的出品量,大约各有700万吨燃料乙醇和高蛋白饲料。

  而根据有关资料,目前我国被镉、铅、汞、砷等污染的土地超过5000万亩。2014年,我国粮食总产量约6亿吨,根据经验估计,其中产生人畜不能食用的霉变、真菌毒素超标、重金属超标等不合格以及超期储存的粮食近2000万吨,目前主要掺入合格粮食经稀释后流入市场,严重威胁食品安全。这部分粮食也只能由燃料乙醇产业来消化。

  事实上,在2009年之后,我国粮食产量一直稳定在5万吨以上,2013年和2014年更是连续超过6亿吨,人均产量达到440公斤,远超吃的需要。为了保护农民种粮积极性,政策性收储政策下,2013/2014年度国家收储粮食超过1亿吨,其中玉米6919万吨,创历史纪录。2014/2015年度玉米收储量超8000万吨,再创历史新高。

  我国粮食库存消费比远高于国际粮农组织认可的存粮警戒线17%到18%的水平。以玉米为例,2013年我国玉米库存消费比达30.8%。据了解,储存1吨粮食的费用高达275元。天量库存带来天量成本,财政不堪重负。

  岳国君认为,发挥加工企业在保障粮食安全方面的作用,以加工企业作为市场主体参与配置资源,可以产生更高的调节效率。

  再看另一组数字:2000年以来,我国已累计生产和消费燃料乙醇1700多万吨。消化人畜不能食用的玉米、水稻、小麦等1200多万吨,副产1043万吨高蛋白饲料。解决农民卖粮难,直接就业人口5万人,间接惠及500万农业人口。

  岳国君说,美国作为燃料乙醇生产世界第一的国家,它的产业其实是在美国农业部的推动下完成的。美国的燃料乙醇在1980年产量只有52万吨,2014年已增至4282万吨。美国从上世纪70年代开始大规模使用生物燃料乙醇后,在这40年时间里,玉米产量则由1.48亿吨增长到3.53亿吨,玉米产量迅速增加的最大动力来源就是生物燃料乙醇。美国的经验同时表明,生物燃料乙醇是玉米加工转化唯一的规模化产品,淀粉等其他下游产品消耗量都较小,并且会受到市场容量的限制。“美国人用玉米生产出乙醇后自己消费掉,生产出的副产品高效蛋白饲料又大量低价倾销到中国,这种间接的进口粮食冲击,我们必须重视起来。”岳国君说。

  事实上,美国人也认识到以玉米做原料面临环境承载的天花板,在其乙醇产量达到4500万吨后,就开始发展以纤维素为原料生产燃料乙醇。中国自2007年起也开始重点发展非粮乙醇生产技术。2008年,中粮建成了第一个以木薯为原料的20万吨燃料乙醇工厂。2012年,河南天冠建成万吨级纤维素乙醇试点项目。2013年,山东龙力建成5万吨以玉米芯为原料的燃料乙醇生产线投产。2014年,中兴能源建成3万吨以甜高粱为原料的燃料乙醇生产厂。

  实现乙醇汽油全覆盖

  燃料乙醇助推美国能源独立

  季衔及

  2014年,美国石油对外依存度已下降到上世纪90年代初以来所未见的低点,在2005年达到60%的峰值后,到了2014年仅为28%。 燃料乙醇增长在美国的能源独立过程中的作用举足轻重——若没有4290万吨的燃料乙醇,2014年美国石油对外依存度将会是35%。

  2014年,美国的乙醇产量取代了用于炼制汽油所需的原油约5.12亿桶,这一数字大于每年从沙特阿拉伯进口的石油量。美国前总统福特和卡特的经济顾问菲利普·K·费勒(Philip K. Verleger)指出,由于有燃料乙醇,消费者在每加仑汽油上少支付0.50美元~1.50美元。

  但美国人发展燃料乙醇的初衷却并非解决能源问题。早在1979年,美国国会为保护农民利益,替农民增产的玉米寻找出路,同时减少对进口原油的依赖,从寻找车用替代燃料的角度出发,建立了联邦政府的“乙醇发展计划”,开始大力推广使用E10(添加10%乙醇)的汽油。该计划的实施使美国的燃料乙醇工业得到迅速发展,燃料乙醇产量从1979年的约3万吨迅速增加到1990年的260万吨,2000年又增加到490万吨。

  为了鼓励燃料乙醇生产,联邦政府对燃料乙醇给予每加仑54美分的补贴,地方州政府也根据本地情况给予一定的补贴。

  意识到燃料乙醇对环境保护的作用是伴随着乙醇汽油推广而衍生的。随着化石燃料的大量使用,大气中二氧化碳(CO2)浓度不断上升,导致全球气候变暖,控制CO2排放引起了全世界的重视。2004年虽然美国拒绝在京都议定书上签字,但作为当时世界上最大的CO2排放国,面对强大的国际舆论压力,必须在降低CO2排放上采取实质性的行动。燃料乙醇是一种可再生能源,有明显的减排CO2的效果,美国又通过推行RFS,把推广乙醇汽油作为减排CO2的具体措施。

  2006年9月,美国能源署发布《可再生燃料标准》(The Renewable Fuel Standard Program,简称RFS);2009年4月加利福尼亚州颁布了《低碳燃料标准》(Low-Carbon Fuel Standard),并于2011年1月正式实施。这些标准要求所有炼油企业、加油站销售的油品中必须调和一定比例的可再生燃料,正是在标准的推动下美国实现了E10汽油全部覆盖,超过汽油消费量的99%。

  巴西是全球第二大乙醇生产国,2014年燃料乙醇产量1849万吨。巴西发展燃料乙醇源于20世纪70年代两次石油危机,以及刺激糖价低迷时期国内甘蔗种植及制糖产业的考虑。

  巴西1975年开始实施的“国家酒精计划”用包括价格手段、总量规划、税收优惠、政府补贴、配比标准等方式推动燃料乙醇的全面推广。

  从2000年开始,巴西政府开始放松对燃料乙醇行业的强力干预和控制,以放宽价格管制为特征的市场化进程迅速开始。在市场化后的10年中,巴西推广了灵活燃料汽车的应用,生物燃料乙醇生产进一步扩张,成本下降。

  作为汽油的替代燃料,燃料乙醇在石油价格下跌时面临需求下降的压力。为维护市场对燃料乙醇的需求,巴西调整汽油中的乙醇配比。近期国际油价急剧下跌,巴西政府正在讨论将汽油乙醇配比从25%提升至27.5%,并且将含水乙醇的相关税负从19%减至14%,汽油税从27%增至29%。

【编辑:程春雨】

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