用秸秆生产燃料乙醇,最大的技术难点就在发酵环节,而其中无炭糖的发酵,又是难点中的难点,需要用特制的酶制剂去化解。国产酶制剂的问世有望成为秸秆“变油”产业高速发展的导火索。

    □本报记者 陈建军

    在安徽省固镇县境内一个不起眼的厂区内,静静地躺着一条完成中试的秸秆生产燃料乙醇生产线,那里严格谢绝外人进入。

    安徽省委领导前往视察时,跟随前往采访的记者被严格要求不得拍照。

    发酵技术国家工程研究中心主任、丰原集团总工程师薛培俭说：“用秸秆生产燃料乙醇,最大的技术难点就在发酵环节,而其中无炭糖的发酵,又是难点中的难点,需要用特制的酶制剂去化解。而国产酶制剂的问世有望成为秸秆“变油”产业高速发展的导火索。从技术层面看,产业化在中国变为现实可能为期不远了。这条小试已经通过国家验收的生产线,技术水平在全球数一数二。由于秸秆的价格只有玉米的几分之一,生产成本将大为降低。可以说,它将用最经济的原料生产出中国最需要的‘新汽油’。”

    秸秆是燃料乙醇的理想原料

    濠城镇史称“垓下”,是楚汉相争“垓下之战”的古战场所在地。但与远播的声名相比,慕名前往的游客数量并不多。这个小镇和固镇县的其它10个乡镇一样,新农村建设的效应还基本没有开始体现。但在听到记者说有人会以每吨几百元的价格收购水稻和小麦的秸秆时,站在田埂上的王二强眼睛里放出了亮光。直到现在,他们地里农作物形成的秸秆,要么是拿回家去作柴火,要么就干脆在地里焚烧掉,而有人会高价收购,这是农民王二强怎么也没想到的事情。

    王二强没有想到的,却恰恰是有关部门正在做的。

    在接受记者采访时,国家能源领导小组办公室副主任兼国家发改委能源局局长徐锭明说：“与化石燃料相比,大量使用由农作物秸秆等生产出来的包括燃料乙醇在内的生物燃油,不但对中国大气环境的保护和改善有着突出的意义,而且建设从能源农林业到生物燃油加工业的产业链,还可以成为我国解决‘三农’问题的一个有力手段。”

    另外,把秸秆作为生产燃料乙醇的原料,在解决了与人争粮问题的同时,还解决了与粮争地的问题。

    中国农业大学博士生导师李召虎教授说：“虽然小麦、玉米、木薯、甘蔗和甜高粱都是生产燃料乙醇的不错原料,但承担改变我国能源结构重任的应该是在到处都有的以秸秆为代表的植物纤维。

    以前在生产燃料乙醇的过程中,使用的都只是粮食、木薯等含有淀粉和蛋白质,而淀粉和蛋白质生产最终要靠种植面积来实现,始终摆不脱与粮争地的问题。利用植物纤维来生产燃料乙醇,就可以从根本上解决这个问题。

    因此,从长远来看,粮食、木薯等只是我国生产燃料乙醇的过渡性原料。”

    据测算,我国每年产出的秸秆总量在10亿吨以上。根据丰原集团中试的数据来看,大约6吨秸秆可以生产出1吨燃料乙醇,这一数据还可能随着技术成熟而下降。

    中国农业大学程序教授告诉记者：“如果我国把秸秆、下脚料等都利用起来,大概相当于我国一年的石油用量。”薛培俭甚至有点激动地对记者表示,现在很多人倡导用木薯生产燃料乙醇,丰原生化前不久也曾试验过,但因污染问题很严重而中止了。如果中国不将秸秆作为燃料乙醇的主要原料,很可能在能源问题上犯历史性的错误。

    解决秸秆生产乙醇的两大难题

    对人多地少的中国来说,秸秆确实堪称燃料乙醇的理想原料。目前,产业化面临的技术和成本两大难题,已基本得到了解决。

    全球范围内,在燃料乙醇方面技术最为成熟的莫过于巴西。从1975年开始发展燃油乙醇的巴西,目前已经是世界上唯一不使用纯汽油的国家,所有车用汽油均添加有20%－25%的燃料乙醇。2005年,巴西的燃料乙醇消费量为1200万吨,约占车用燃料消费总量的三分之一。更让人欣喜的是,巴西已有大量使用纯燃料乙醇的汽车。2005年,巴西销售的汽车有73%为可以完全使用纯燃料乙醇的汽车,而2003年还只有6%。

    因盛产甘蔗,巴西更乐意直接以甘蔗为原料生产燃料乙醇,因而没有对用甘蔗秸秆生产燃料乙醇进行过多少研究。“世界上另外两个具有较强技术实力的国家,分别是美国和加拿大。

    今年3月,美国宣布用秸秆大规模生产燃料乙醇的时间还需6年。前几天,加拿大发酵行业的首席科学家参观丰原生化时透露说,因石油资源储藏量丰富,加拿大也并不急于产业化。”薛培俭话锋一转说：“目前,全国共有200多个机构在研究以秸秆为原料生产燃油乙醇的技术。前不久,国家发改委组织这些研究机构进行答辩,第一轮就淘汰了80%。最后进入答辩的有3家,分别是丰原集团、山东大学和吉林轻工院,丰原集团得了第一名。”

    他说,从目前情况来看,我们中试已拥有了十几吨燃料乙醇生产线的技术水平,这已是世界上数一数二的了。也就是说,中国最迫切也最有可能率先产业化的是以秸秆为原料的燃料乙醇。

    据了解,河南天冠集团也建有一条以秸秆为原料生产燃料乙醇的试验生产线,设计产能和丰原集团一样均为300吨。

    燃料乙醇供不应求

    到今年年底,丰原集团旗下丰原生化非秸秆燃料乙醇的生产规模将达到44万吨。虽然丰原加足马力尽快把产量达到设计产能,但即使达到44万吨的最大产量,也远远满足不了中石化的要求。由于进口石油价格不断飙升,在汽油中增加尽可能多的燃料乙醇,无疑能缓解汽油供不应求的局面。

    据透露,中石化在安徽、江苏、山东和河北四省31个试点城市中提供的车用汽油中,目前燃料乙醇的比例已经达到了13%。而在不对汽车发动机进行“小手术”之前,燃料乙醇的比例还可以再增加2个百分点至15％。如果对发动机稍做改动,这一比例则可达到22%。有鉴于此,中国石化(行情,论坛)自然希望丰原生化最大程度地向自己提供燃料乙醇。

    其实,丰原生化何尝不想如此呢！记者在丰原生化32万吨燃料乙醇生产厂区内看到,工人们每天分成四班24小时不间断的生产燃料乙醇,运送生产燃料乙醇所需玉米原料和前来装运燃料乙醇的卡车排成了长队。丰原生化准备通过定向增发上马的30万吨乙醇项目,征用的地块就在旁边。而秸秆生产燃料乙醇正式获批投产后,将缓解这种供应紧张的局面。

    丰原生化副总经理王德文说,按最初的规划,丰原生化燃料乙醇供应的地区是华东六省一市,而不仅仅是现在的安徽、江苏、山东和河北四省31个城市。之所以供应地被压缩,是因为我国目前还只能用粮食生产燃料乙醇,由于担心燃料乙醇与人争粮,高层才决定将试点城市压缩到了31个。

    当然,这种担忧也不是杞人忧天,国家批准黑龙江华润、河南天冠、吉林燃料乙醇有限责任公司、安徽丰原等四家上马102万吨燃料乙醇产能后,不但过去积累的陈化粮很快被消化掉了,而且还消耗了不少新粮。

    升级汽车发动机

    到2010年,随着汽车产业的发展,我国车用油消费可能超过整个成品油消费的一半。而提高燃料乙醇的使用量的一个重要途径就是提高燃料乙醇的掺入比例。这就需要对汽车发动机进行相应的升级。

    在燃料乙醇(兑汽油)比例低于15%的情况下,乙醇对发动机中燃油泵等橡胶件的腐蚀,以及消耗发动油总碱值等负面影响,基本可以忽略不计。但随着掺入比例的提高,对发动机的性能要求也随之提高。比如说,需要用特殊强化材料制作气门和气门座,以保证气门机构在发动机工作时可承受足够的冲击。

    相对乙醇和汽油混和的燃料,那种完全使用乙醇作为燃料的汽车对发动机的要求更高。鉴于提高燃料乙醇掺入比例将是大势所驱,研发这种全新发动机也有望成为汽车行业的一个利润增加点。

    (陈建军)