秸稈乙醇產業化現狀

目前我國各類秸稈的產量接近十億噸,秸稈有很多用途,但收集太高導致絕大部分商業化應用都無利可圖,甚至虧損。所以只有高附加值利用才能產生可觀的經濟效益,才能有商業驅動力。秸稈生產生物燃料乙醇的附加值和市場容量的綜合性價比最高,目前歐洲的一家生物乙醇公司已經在大規模生產,用的主要原料就是秸稈。國內生物乙醇還是以陳糧和玉米為原料,技術上還有很大差距。

乙醇俗稱酒精,它以糖類、澱粉類作物或纖維素生物質等為原料,經(預處理/水解)發酵、蒸餾而製成。乙醇經進一步脫水處理後再添加變性劑(一定比例的車用無鉛汽油)後,即形成變性燃料乙醇。把變性燃料乙醇和組分汽油按一定比例混配即形成車用乙醇汽油(如E10、E15、E20、E85等)。燃料乙醇是優良的油品質量改良劑,摻加有一定比例乙醇的車用汽油由於增加了氧含量而燃燒更加完全,同時,汽車尾氣中一氧化碳和碳氫化合物排放量得以大幅下降,生物乙醇是一種清潔可再生能源。因而被稱為21世紀的“綠色能源”。 生物乙醇可作為燃料或繼續深加工,如生產乙烯等附加值更高的產品。

近年來,在歐盟可再生能源政策的強有力支持下,作為對化石燃料的替代,歐盟新興的生物乙醇產業快速發展,年生產能力達80億升,產值接近80億歐元,成為繼美國(原材料主要為玉米)和巴西(原材料主要為甘蔗)之後的世界生物乙醇第三大產地。

秸稈乙醇產業化現狀

2013底全球首個使用秸稈等農業廢棄物為原料的纖維素乙醇生產工廠在意大利北部城市克萊森蒂諾市竣工投產,這標誌著使用農業廢棄物生產乙醇的第二代技術已經進入商業化生產階段,可以有效減少人類對石油等化石燃料的依賴,同時減少第一代生物乙醇生產技術對糧食原料的消耗。 第二代生物乙醇又被稱作纖維素乙醇,伴隨著克萊森蒂諾工廠的竣工投產,世界生物乙醇的第二代生產技術正式進入商業化階段。秸稈、林業廢棄物、能源作物乃至城市固體有機垃圾都有望成為驅動汽車行駛的液體燃料。負責克萊森蒂諾項目運營的Beta可再生能源公司董事長圭多·吉索爾非表示:“經過十多年時間的發展,第一代生物乙醇的產能已經進入平臺期,第二代纖維素乙醇的生產技術將帶來根本性的變革。我們是世界上第一家基於第二代技術投產運行的工廠,標誌著這項技術已經成熟。五年前人們質疑這種技術是否現實,現在我們成功了,作為一家大公司我們可以給投資公司提供擔保,這是一個進步。”

克萊森蒂諾項目創建了一個農業廢棄物循環利用的新模式,通過PROESA技術能夠生產纖維素乙醇和塑料包裝材料等多種化工產品,還能將分離出的廢料用於生物質能發電,除滿足自身生產用電之外還能將多餘的綠色電力出售給當地電網。 由於纖維素乙醇生產所需要的原料為農業廢棄物,因此該技術的投產一方面能夠減少因焚燒秸稈帶來的環境汙染,另外還能夠給農民帶來額外的收入。

中國早在2001年就已經開始生物乙醇生產,目前已經是世界上第三大生產和消費國,原料以玉米為主,屬於第一代生物乙醇生產技術。目前中國的燃料生物乙醇產業化技術仍然停留在第一代燃料生物乙醇階段,即以玉米、甘蔗汁、木薯等糖類或澱粉類生物質為原料。 第一代燃料生物乙醇大規模產業化在中國不大可能成功,因為無法取得足夠的規模效益(與人爭糧及可使用耕地的限制)。中國可用來生產第二代燃料生物乙醇的木質纖維素原料有足夠豐富的種類和數量,第二代燃料生物乙醇在規模效益上有絕對優勢,但還缺乏高效的預處理和整合一體化等關鍵技術。


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