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乙醇具有含氧量高、辛烷值高的特點,被公認為環保型清潔燃料和油品品質的改進劑,近年來已成為汽車清潔燃料的重要發展方向,其普及和使用受到重視。此前,國家發改委、能源局、财政部等15部委印發了《關于擴大生物燃料乙醇生産推廣使用車用乙醇汽油實施方案》(以下簡稱《實施方案》),要求到2020年将乙醇汽油基本覆寫全國。
但目前,乙醇汽油的推廣并不順利,目前,隻有東部三省,河南、安徽和天津6個省市全面推廣,推廣力度從之前的"全面覆寫"調整為"鼓勵但不力"。
資料顯示,2020年全國汽油産量為1.32億噸,如果按10%的增幅計算,燃料乙醇需求量約為1320萬噸,但目前燃料乙醇年産量僅為350萬噸,仍有近1000萬噸的市場空間。
為什麼市場需求缺口如此之大,以至于燃料乙醇推廣的步伐放緩?
"對食品原料的高度依賴、非食品産能不足、成本高一直是燃料乙醇發展的主要制約因素。北京石化工程有限公司總工程師曹健指出,"從煤炭、鋼鐵工業廢氣等合成乙醇的技術路線有望将燃料乙醇從原料限制中解放出來,提高産能。"
對原材料的依賴推高了成本
要大規模使用乙醇,需要數千萬噸谷物作為原料,以滿足市場需求。由于糧食原料依賴度高,2020年底,國家總局釋出了《新時代中國能源發展白皮書》,在《建構多元化清潔能源供應體系》一章中提到,"堅持不與人争糧、不以土地換糧食的原則, 并嚴格控制燃料乙醇處理能力的擴大"。
燃料乙醇行業因原材料供應緊張而放緩的最大障礙是高成本。
目前,我國生産的燃料乙醇幾乎全部是生物乙醇,即大部分是通過谷物、木薯等植物發酵生産的。目前,食品價格繼續走高,乙醇生産成本也将上升。雖然大多數燃料乙醇企業一般使用陳年糧,但一些民營企業仍生産新的糧食玉米。在糧食價格高企的中國東北地區,2020年,用純玉米生産燃料乙醇的企業大多處于虧損狀态。
"每噸玉米2760元,生産一噸乙醇需要三噸玉米,生物乙醇成本高達每噸8280元,高于汽油的市場價格。"陝西興化集團副總經理兼總工程師張一力說。
随着老齡糧庫存的逐漸消耗,燃料乙醇的原料來源已成為行業的主要問題。鑒于短期内産能和成本有限,燃料乙醇行業的技術流程需要突破。
技術創新保證生産能力
據張介紹,興華集團的主要業務是工業甲醇。然而,對于産能嚴重過剩的國内甲醇市場,中小煤甲醇項目投資建設沒有優勢,行業利潤水準有所下降,尤其是2020年上半年,國内大部分煤炭甲醇企業遭受嚴重虧損,面臨轉型壓力。
在此背景下,中國科學院大連化工開發的新型煤基燃料乙醇(以下簡稱"煤基乙醇")技術提供了新的可能性。據介紹,該技術以合成氣、甲醇為原料制備水産三氫乙醇(DMTE),取代了依賴食品發酵的傳統工藝。"目前營運的10萬噸/年煤基乙醇電廠是全球首家進入商業營運的電廠,今年盈利約1000萬元,使陝西成為扭虧為盈的标杆。張說。
鑒于10萬噸/年電廠的成功營運,年産50萬噸的煤基乙醇項目也在緊張建設中。
嚴神華公司總經理郭遵力為記者計算了一筆賬目。"現有甲醇裝置向乙醇的轉化可以有效改善甲醇産能過剩的問題。同時,DMTE技術生産工藝不含醋酸,對裝置材料要求低,可減少投資。目前,煤基燃料乙醇成本為35000元/噸,市場價格為5500元/噸,收率高達16.7%,具有成本優勢。"
此外,DMTE工藝無廢水排放,産生的乙醇混合物和E10汽油可有效減少氮氧化物等廢物的排放,具有明顯的環境效益。
北油項目煤基乙醇項目設計經理賈岩坦言,在糧乙醇補貼、消費稅減免等優勢消退的背景下,煤基乙醇的成本優勢将更加明顯。此外,煤基乙醇的規模效應已成為糧乙醇無法與之競争的重要原因之一。
據悉,除煤基燃料乙醇裝置産能10萬噸外,我國目前在建或在建約1300萬噸,預計2022年産能将達到160萬噸。
登陸申請還需要政策護送
可以看出,煤基燃料乙醇既具有成本優勢,又具有環境效益,但值得注意的是,《實施方案》規定,生物燃料乙醇可以添加到E10汽油中。如果煤基燃料乙醇不能進入油循環領域,則可能無法釋放容量。
"現行政策隻支援生物乙醇直接進入石油,乙醇配送廠購買工業乙醇存在'困難'情緒。實驗結果表明,煤基乙醇品質完全符合燃料乙醇添加标準,甚至優于E10國家标準。然而,由于缺乏政策支援,煤基燃料乙醇的推廣存在許多障礙。張說。
曹健也表達了類似的看法。在他看來,煤基乙醇作為一種新型煤化工産品,在加工生産、應用推廣、準入标準等方面沒有相應的政策标準,"目前,大規模生産仍在逐漸探索,國家隻出台了生物燃料乙醇相關标準,煤炭乙醇相關政策尚為空白。企業的銷售管道、部署流程、添加準入等均未确定,進入石油産品等特殊市場,不能像其他散裝化學品那樣完全自由化。除技術外,政策優化也是加速推進燃料乙醇的重要内容。
此外,煤基乙醇的大規模應用也面臨着甲醇燃料的激烈競争。雖然乙醇燃料的熱值和低毒性都優于甲醇,但甲醇生産規模龐大,技術成熟,門檻低,目前國内甲醇生産能力為9436萬噸/年,已達到世界第一,供應充足且成本較低。近日,國家已在山西、陝西、貴州、甘肅等地加快汽車純甲醇燃料的應用。
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