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发展生物燃料是取代石油的最佳选择方案

`清洁能源网   2009 年 12 月 11 日 11:15   来源:`清洁能源网

  导语:《国际技术经济导报》(2005年增刊(4) 杨景厚编译 [] 2005-12-07

 

油价创纪录的飙升正逼迫各国加紧调整能源政策。当前最被看好的可行方案是加快发展生物燃料。这种从植物开发的新能源不但可再生,能大量生产,而且有利于环保,因而被称为“绿金”,它正向作为已有一百年历史的经济支柱--“黑金”(石油)发出挑战。
  “乙醇的沙特阿拉伯”--巴西

  甘蔗生产大国巴西拥有制造乙醇(酒精)的丰富原料。现在巴西的2000万辆汽车的大部分使用的是含有25%乙醇的混合燃料,而且愈来愈多的新型汽车可以使用纯乙醇。乙醇的成本只有汽油的一半(译按:按油价50美元/桶计算),。巴西的Embraer公司是世界第一家以乙醇为燃料的飞机制造厂商。一家以该公司生产的Ipmema小型飞机组成的航空公司在油价尚未飞涨的两年前,由于使用乙醇而降低成本40%。油价飙升后,Embraer公司的飞机供不应求,订单已排到两年以后。公司经理预言,“汽油发动机正在走向消亡”。

  巴西现在共有320座乙醇工厂。巴西甘蔗种植大户和跨国公司计划在今后5年投资60亿美元扩大甘蔗种植面积和增建50座蒸馏厂。巴西已向日本、韩国和中国出口大量乙醇,它被誉为“乙醇的沙特阿拉伯”。

  实际上许多国家为了应对石油供应不稳和环保压力,也都早已着手发展生物燃料。美国以玉米为原料制造乙醇,现在已比2001年增产一倍,与巴西的产量不相上下,乙醇已占到运输燃料的3%。德国是世界最大的生物柴油生产国。这种高淬烷生物燃料以油菜籽或大豆为原料,添加甲醇和催化剂,可以取代柴油。许多发展中国家都正在学习巴西,利用本国特有的原料生产乙醇,作为减少石油进口的一条捷径。泰国正在建造十几座以甘蔗和稻壳为原料的乙醇工厂。中国在吉林省建造了世界规模最大的以玉米为原料的乙醇工厂,同时还在试验以木薯、番薯、甘蔗为原料的工艺。马来西亚、印尼、澳大利亚也准备像巴西一样大量出口乙醇。许多国家把生产乙醇看作是改造农村和汽车工业的一次机遇。

  发达国家积极开发下一代生物燃料

  一国生物燃料经济之成败关键在于它在生产新能源中是否具有最高的生产效率。对于广大发展中国家的南方来说,它们的优势是整年的种植季节和廉价的劳动力。巴西的乙醇成本每桶仅25美元,不及现今油价之半。巴西还可以利用部分甘蔗作为肥料和蒸馏的燃料。发达国家的北方,由于气温较低,种植季节短,产量低,工资高,一桶乙醇成本要在50美元以上。无论是美国还是欧洲,要以乙醇取代10%的运输燃料需要占用大约40%的农田。而种植甘蔗的南方每英亩可以产出相当北方5倍的生物燃料原料。国际能源机构生物燃料专家刘·富尔顿指出:“巴西、印尼等国用不了多大力量就可以利用甘蔗生产的乙醇取代全球10%的汽油。”

  但是发达国家正在积极开发可以低成本地生产下一代生物燃料的技术。它们不是从糖料或油脂中提炼燃料,而是把植物的整个“生物物质”(biomass)转化为燃料。传统的发酵技术把植物的纤维当作废料处理,但是2004年秋,加拿大的Iogen公司建造了世界第一座利用残留的禾杆生产乙醇的工厂。其工艺之奥秘在于利用现在可以廉价供应的基因工程酶把禾杆转化成葡萄糖,然后再把它转化成乙醇。壳牌石油公司向Iogen投资4600万美元建成可年产20万吨乙醇的大型工厂,计划2008年投产,估计每加仑成本为1.3美元(译按:一桶容积为31.5加仑,一桶乙醇合40.95美元)。在德国,Choren工业公司正在开发利用树木和禾杆的纤维合成优质柴油的工艺。向Choren投资的是大众汽车公司,工厂计划于2007年投产,大众的小轿车早已用上Choren试验工厂生产的生物柴油。新工艺的优势在于可以大大减少对农田的占用。大众汽车公司还投资于速生柳树、杨树、50头的葵花籽以及产量相当于常规玉米3倍品系的研究项目。该公司生物燃料专家渥夫根·斯蒂格指出,由于新工艺利用植物的“生物物质”,生物燃料的生产面貌将发生变化。今年4月,美国能源部橡树岭国家实验室发表的研究报告指出,单是美国一国,如果利用上述新技术,到2030年就可以取代30%的汽油消费量,而不会降低粮食的产量或明显改变土地的使用情况。
  生物燃料的发展前景、制约因素和影响

  (一)广阔的发展前景  当前生物燃料同风力发电、原子能等可再生新能源一样,只相当于化石燃料的极小部分,整个市场规模不过200多亿美元。但是它的以下两个优势将推动它迅速增长。一是它的兼容性。汽.油加入10%的乙醇和柴油加入20%的生物柴油,常规汽车发动机无需改造即可使用。若比例加大,则需采用“可变油料”发动机,即根据燃油的成份自动调整燃料的喷射,但这不是发动机的“再发明”,只需做一些改进即可。现在巴西已有一多半新型小轿车装配了这样的发动机。另外,现有的加油站可以同样作为生物燃料的供应网络。二是它有利于环保。石油排放的碳被收集起来后需深埋地下,而生物燃料排放的碳则可被植物从空气中吸收,温室气体可以减排90%,因而受到环保主义者的拥戴。生物燃料可为农业开辟广阔的新市场,受到农场主的欢迎。在成本上,生物燃料比石油更有竞争性。更重要的是由于有地缘政治的背景,石油安全将在很长时期内得不到保证。上述情况为生物燃料的大发展提供了有利条件。美国联邦政府为鼓励乙醇生产,早已实行关税政策。今年8月国会通过的法案要求把乙醇产量翻一番。欧盟已确定到2010年生物燃料要占到6%的目标,增加有关原料产量5倍,但这必须由其他国家来弥补差额。日本于今年5月同巴西签订每年进口18亿立升乙醇的合同,作为实现生物燃料占到3%目标的第一步措施。壳牌、英国石油(BP)等大石油企业以及杜邦公司等都已投入巨资参与生物燃料的研发、生产和分销。

  (二)发达国家迫不及待实施保护主义政策  发达国家虽然占有生物燃料开发技术的优势,但由于各方面的原因,它们必将大量从发展中国家进口替代能源或生物燃料原料。它们未雨绸缪,及早实施市场保护措施。欧盟向种植“能源作物”的农场主每公顷补贴45欧元,以阻挡外国廉价原料进口。巴基斯坦于2002年开始向欧盟出口乙醇,欧盟各国农场主鼓动政客向巴征收关税。美国进口巴西乙醇,每加仑要征收50美分的关税。为了限制乙醇贸易,发达国家的乙醇标准各不相同,这些都制约了生物燃料的发展。随着对乙醇需要量的增加,新的贸易战火也将被点燃。

  (三)发展生物燃料充满了悬念  为了保证生物燃料的供应,必然要大量挤占生产粮食的土地。目前的农田能否支持能源原料生产?如何做到粮食与能源原料兼顾?对生物燃料的补贴、减免税以及贸易壁垒是否能坚持下去?尤其是如果油价出现下降,生物燃料研发、生产的积极性还能保持下去吗?国际能源机构的生物燃料顾问克里斯蒂昂·德拉奥利耶认为生物燃料的发展前景“太复杂,政治因素太多”。


  (四)“氢经济”遭受严重冲击  近年来产生氢气的燃料电池被炒得火爆,但它的技术复杂,开发周期长,成本高,按照德国大众汽车公司专家斯蒂格的估计,燃料电池要在30年后方能发挥重大作用。生物燃料见效快、成本低的优势,已使一些分析家认为“氢经济”更加遥远,甚至是不必要的了。国际能源机构专家刘·富尔顿强调:“生物燃料至少是向‘氢经济’过渡的桥梁”。他认为:“如果加强对生物燃料的利用,加上天然气液化和煤炭液化,以及提高燃效,可能根本就不需要燃料电池了。”

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