甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題與對策的探討

第27卷第4期可耳生能源Vol 27 No 4200年8月Renewable Energy Resources甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題與對策的探討涂振東',王釗英1,傅力2(1新疆農業(yè)科學(xué)院,新疆烏魯木齊830091;2新疆農業(yè)大學(xué),新疆烏魯木齊830093)摘要:甜高粱具有極高的光合速率,有“高能植物”之稱(chēng),其單位種植面積的乙醇產(chǎn)量較高。甜高粱特別適合在我國栽培,甜高粱燃料乙醇極具開(kāi)發(fā)價(jià)值,它對能源安全和環(huán)境保護具有舉足輕重的作用。文章簡(jiǎn)單介紹了新疆甜高粱用于生產(chǎn)低成本燃料乙醇的優(yōu)勢試驗情況以及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中面臨的問(wèn)題,并提出了解決這些問(wèn)題應采取的對策。關(guān)鍵詞:甜高粱;燃料乙醇;產(chǎn)業(yè)化;問(wèn)題與對策中圖分類(lèi)號:TQ5174;S2162文獻標志碼:C文章編號:1671-5292(2009)04-0106-03The problems and countermeasure in the industrializationof ethanol fuel extracted from sweet sorghumTU Zhen-dong, WANG Zhao-ying, FU Li(1. Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China; 2.Xinjiang Agricultural University, Urumqi830093, China)Abstract: The sweet sorghum has very high photosynthetic efficiency. So, it was awarded withhigh-energy Crop". The yield of alcohol per unit area extracted from sweet sorghum is very highand sweet sorghum adapts to the climate of China. The technology of sweet sorghum to ethanol fuelis of great development value. It will play an important role in the views of energy security andenvironment protection. Both the experiments of producing low cost fuel ethanol in Xinjiang andthe problems in the industrialization of ethanol fuel extracted from sweet sorghum are introducedin this paper. The countermeasures to solve these problems is also put forwardKey words: the sweet sorghum; ethanol fuel; industrialization; problems and countermeasure1甜高粱秸稈作為生物質(zhì)能源原料的意義右,如美國為4%,芬蘭、瑞典和奧地利較高,分別生物質(zhì)資源包括植物和有機廢棄物等資源。為18%,16%和13%;發(fā)展中國家占有的比例較地球上生物質(zhì)資源極其豐富,每年經(jīng)光合作用產(chǎn)高,為3%;非洲地區所占比例更高,達55%,如生的生物質(zhì)約1700億t,但作為能源利用的生物蘇丹生物質(zhì)能消耗占國家能源消費總量的87%質(zhì)資源還不到總量的1%,開(kāi)發(fā)潛力巨大。目前,中國生物質(zhì)資源豐富,目前生物質(zhì)能消耗占總能生物質(zhì)能是世界第4大消費能源,位于石油、煤和耗的15%左右。天然氣3大常規能源之后,占世界總能耗的從世界范圍來(lái)看雖然近20年來(lái)生物質(zhì)能的11%。不同國家和地區的生物質(zhì)能消費在其總能開(kāi)發(fā)利用有了明顯的進(jìn)展,但其潛力還遠遠沒(méi)有耗中所占比例差別很大:發(fā)達國家普遍在3%左充分地發(fā)揮出來(lái),生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用的規模還不收稿日期:2009-05-19中國煤化工基金項目:農業(yè)部農業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(3-30);新疆自然科學(xué)基金項日CNMHG作者簡(jiǎn)介:涂振東(1962-),男,研究員,碩士,從事生物質(zhì)能源與農業(yè)生物技tznayiyu126.com106振東,等甜高梁秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題與對策的探討大,科學(xué)技術(shù)水平還不高能源轉換效率低,產(chǎn)業(yè)化續表1薄弱商品化程度低。不少?lài)疫€沒(méi)有把生物質(zhì)能項目名稱(chēng)單位棉花玉米甜高梁的開(kāi)發(fā)利用納人國家的能源建設計劃中,投人不自營(yíng)地折租元/hm22123.701113.75120000足,缺乏一整套鼓勵、扶持、推廣的政策法規。凈收入元hm26851404127.25963000近年來(lái),能源作物(如甜高粱、甘薯、木薯、芭注:1棉花、玉米的數據來(lái)源于2004年度新疆發(fā)展與改革委員會(huì )工農業(yè)產(chǎn)品成本調查隊編印的《農牧產(chǎn)品成本收益資料蕉芋、綠玉樹(shù)、巨藻等)作為現代生物質(zhì)能資源在匯編》2甜高梁數據來(lái)源于02050年度新疆農業(yè)科學(xué)院對我國已引起廣泛關(guān)注,開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源對我國農吐魯番市、瑪納斯縣和略什地區農民種植情況的統計資料。村發(fā)展、能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境和資源保護、國家安全和2.2豐富的后備土地資源生態(tài)平衡具有重要意義。甜高粱是高溫短日照作物,一般說(shuō)來(lái),凡是可甜髙粱是一種能源、糖料和飼料作物,具有很以栽培玉米的地區,都可以栽培甜高粱。研究表高的綜合利用價(jià)值。甜髙粱在我國栽培歷史悠久,明,新疆大部分非宜棉區均可種植甜高粱。適合在不同生態(tài)區域種植。我國新疆地區干旱少調查統計表明,新疆各地水電站和大型水利雨,光照充足,全年日照時(shí)間為2500-3500h,為樞紐工程建成后,新疆宜開(kāi)墾的后備耕地資源總甜高粱提供了得天獨厚的生長(cháng)條件。量為1487518841lhm2,其中荒草地10162007.37甜高粱植株高達4m以上,鮮生物量產(chǎn)量可hm2,鹽堿地398360470hm2,沼澤地32186504達160thm24,甜高粱所合成的碳水化合物的產(chǎn)hm2,葦地15744683hm2,灘涂25026447hm2,后量為玉米的32倍。甜高粱具有適應性強、抗旱、備耕地儲量較大。耐澇、耐鹽堿、對土壤及肥料要求不高、生長(cháng)迅速、23甜高粱品種及乙醇生產(chǎn)技術(shù)基本成熟糖分積累快、生物學(xué)產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn),每公頃甜高粱新疆農業(yè)科學(xué)院通過(guò)對高含糖量甜高粱品種的乙醇產(chǎn)量可高達6000多L,用甜高粱秸稈生的引種和選育,目前已篩選出含糖量在17%-20%產(chǎn)乙醇比用糧食生產(chǎn)乙醇的成本低50%以上。的品種(系)4個(gè),在酵母菌菌株篩選改良上也取2新疆開(kāi)發(fā)甜高粱燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的基礎條件得了突破性進(jìn)展。通過(guò)新疆農業(yè)科學(xué)院乙醇發(fā)酵2.Ⅰ甜高梁的比較效益明顯中間試驗結果的比較可知,固體發(fā)酵法生產(chǎn)95%按每公頃甜高粱產(chǎn)籽粒3000kg,秸稈75t乙醇的成本比液體發(fā)酵法低284元,比糧食基計算,種植甜高粱的農戶(hù)每年凈收益可達到9630乙醇低417元。因此,利用甜高粱生產(chǎn)乙醇宜采元hm2;甜高粱種植技術(shù)簡(jiǎn)單、管理粗放,農民易用固體發(fā)酵法。于掌握。24甜高梁秸稈貯藏技術(shù)新疆農業(yè)科學(xué)院試驗分析結果表明,甜高粱甜高粱秸稈的貯藏一直是甜高粱燃料乙醇與該區域其它主要作物相比,具有明顯的效益優(yōu)加工過(guò)程中存在的技術(shù)難題,為此,新疆農業(yè)科勢(表1)學(xué)院進(jìn)行了相關(guān)的基礎試驗,利用新疆的特殊表1甜髙粱與棉花、玉米成本收益的比較氣候條件,使甜高粱秸稈自然貯存期達到4個(gè)Table I The comparison of cost and profit for sweet月以上,為今后大規模生產(chǎn)解決了原料的供應sorghum, cotton and com問(wèn)題。目名稱(chēng)單位棉花玉米甜高粱主產(chǎn)品產(chǎn)量kghm21506009210.007500003新疆甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題及發(fā)展產(chǎn)值合計元/hm218327.30972701650000對策元hm2162313592187015000031存在問(wèn)題副產(chǎn)品產(chǎn)值元/hm220959550400150000現階段,新疆生物質(zhì)能源的科研水平、開(kāi)發(fā)利總成本元/hm21147590559545687000用規模、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等同國際先進(jìn)水平均有很大l生產(chǎn)成本元/hm2834045412290其中:物質(zhì)與服務(wù)費用元/hm26346053723.15差距?？蒲型度脒^(guò)少,使得研究成果技術(shù)含量低,雇T費用元/hm219944039975并且H中國煤化工新疆甜高粱秸2土地成本元hm2313545147255150000稈燃CNMHG°其中:流轉地租金元/m21011.753589530000饜稈辶呼成本控制與提高可耳生能源2009,27(4)產(chǎn)品競爭力的矛盾收利用率從50%提高到100%時(shí),95%乙醇的生產(chǎn)由于甜高粱資源分散收集手段落后,因此新成本將降低950元t。疆的生物質(zhì)能利用工程規模都很小。為降低投資,3.2.3建立梯級開(kāi)發(fā)模式,降低原料運輸成本大多數工程采用簡(jiǎn)單的工藝和簡(jiǎn)陋的設備,設備建立化工企業(yè)帶動(dòng)原料初加工企業(yè)、原料初利用率低,轉換效率低,所以生物質(zhì)能項目的投資加工企業(yè)帶動(dòng)原料生產(chǎn)基地的模式,在種植地區回報率低,運行成本高,難以形成規模效益以15km半徑設立集液站,收集糖液或粗乙醇運(2)甜高梁燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)與農民組往粗加工廠(chǎng),其它物質(zhì)按就近原則加工轉化。根織化程度低的矛盾據實(shí)際運行測算,每種植26667hm2甜高粱,就農村和邊遠山區、林區農民居住較分散,組織應建設一座年生產(chǎn)規模為2000t的63%乙醇加化程度低,難以適應甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化工廠(chǎng)。大生產(chǎn)的需求。結束語(yǔ)(3)甜高粱秸稈分散種植與原料集中生產(chǎn)的在新疆以能源作物甜高粱為主要原料發(fā)展生矛盾物質(zhì)燃料乙醇產(chǎn)業(yè),可以做到“兩不爭、一調整甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng),涉及原料生利用”?！皟刹粻帯奔床慌c棉花、糧食爭地,以緩解糧產(chǎn)、原料初加工和精深加工等多個(gè)環(huán)節。該產(chǎn)業(yè)具棉用地緊張的矛盾,保證新疆棉花在國家經(jīng)濟發(fā)有原料供應分散和集中加工生產(chǎn)的特點(diǎn),新疆地展中的地位以及糧食安全;“一調整”即優(yōu)化該區域廣闊,原料運輸成本較高。域的種植結構,調減低效益作物面積,擴大高效益32發(fā)展對策作物面積,以提高農民的經(jīng)濟收入;“一利用”即利3.21建立產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)與利益機制創(chuàng )新體系用鹽堿地和棄耕地提高土地利用效率。發(fā)展生物(1)在乙醇生產(chǎn)企業(yè)、銷(xiāo)售企業(yè)、農民之間建質(zhì)燃料乙醇產(chǎn)業(yè),為調整農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構,發(fā)展畜牧立新的利益機制體系。乙醇生產(chǎn)企業(yè)與銷(xiāo)售企業(yè)業(yè)、造紙業(yè),促進(jìn)農業(yè)產(chǎn)業(yè)升級提供了重大機遇按照市場(chǎng)關(guān)系組織加工和經(jīng)營(yíng),農戶(hù)按照一定的對促進(jìn)新疆經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)境保護具有重大的意方式與乙醇生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)結,形成“風(fēng)險共擔、利益義。共享”的農業(yè)經(jīng)濟共同體。合同是聯(lián)結乙醇生產(chǎn)企業(yè)與農戶(hù)的紐帶,合同不僅規定了利益雙方的責參考文獻任和義務(wù),也明確了雙方的利益分配關(guān)系,履行合周中仁吳文良生物質(zhì)能研究現狀及展望農業(yè)T同才能確保雙方的利益得以實(shí)現。甜高粱的收購程學(xué)報,2005,21(12):12-15價(jià)分為保護價(jià)、優(yōu)惠價(jià)服務(wù)性補貼等多種形式,12康志河,楊國紅,楊曉平,等發(fā)展甜高梁生產(chǎn),開(kāi)創(chuàng )能在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初期、中期、后期應采用不同的原源農業(yè)新時(shí)代中國農學(xué)通報,2005,21(1):340料收購價(jià)格。3]黎大爵亟待開(kāi)發(fā)的甜高粱酒精燃料!中國農業(yè)科技(2)政府應加大對產(chǎn)業(yè)的扶持力度,包括政策導報,2003,5(4):48-51上的扶持、資金上的支持對科研、開(kāi)發(fā)的扶持,建4黎大爵開(kāi)發(fā)甜高粱產(chǎn)業(yè)解決能源.糧食安全及三農立原料生產(chǎn)基地,以擺脫產(chǎn)業(yè)自然發(fā)展的狀態(tài),加題[中國農業(yè)科技導報,2004,6(5):56-57快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程?！?]李壽山.分散與整合的紐帶——加入WTO后中國農3)各級農科教機構對農民進(jìn)行科技培訓,使業(yè)共同體的利益機制研究M]烏魯木齊:新疆人民出農民快速掌握栽培技術(shù)。版社,2003(4)新疆兵團生產(chǎn)集約化程度較高,組織嚴密,易于集中力量快速建立原料生產(chǎn)基地322開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源作物副產(chǎn)品,提高產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟效益中國煤化工開(kāi)發(fā)利用乙醇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的刷產(chǎn)品,可以大幅降低乙醇生產(chǎn)成本。測算表明,當副產(chǎn)品回CNMHG