第28卷第4期湖南科技學院學報Jourmal of Hunan University of Science and EngineeringApr 2007燃料乙醇研究概況及發(fā)展前景張敏曹燕子李志斌(湖南科技學院生命科學與化學工程系,湖南永州425100)摘要:介紹了美國、巴西、歐共體等世界主要燃料乙醇應用國家及中國的燃料乙醉使用情況,對比分析了國內(nèi)外燃料乙醇的應用程度和國家標準,從能源危機與環(huán)境保護的角度出發(fā),展望了燃料乙醇工業(yè)的發(fā)展前景關(guān)鍵詞:燃料乙醇;研究進展;對比;發(fā)展前景中圖分類號:06-1文獻標識碼:A文章編號:1673-2219(2007)04008903乙醇俗稱酒精,它以玉米、小麥、薯類、糖蜜等為展計劃”叫,作為重要能源戰(zhàn)略美國還制定了相關(guān)的法律原料經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成,所謂燃料乙醇是指對濃度為95%和扶持政策1.如1990年美國國會通過的空氣清凈法修正左右的乙醇進一步脫水,再加上5%體積分散(一般為無鉛案,該法案的實施對燃料乙醇的推廣提供了非常重要的汽油或無鉛的烴類)的變性劑使之成為水分小于0.8%,且政策支持不可食用的變性無水乙醇4引2005年8月8日美國出臺的《新能源法案》正式生效燃料乙醇既是一種清潔能源,又是一種良好的汽油增氧這些措施進一步推動了美國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展嗎。劑和辛烷值調(diào)和組分,用以代替四乙基鉛和甲基叔丁基醚美國政府實施燃料乙醇政策以來促進了美國農(nóng)業(yè)的發(fā)(MTBE)或乙基叔丁基醚(ETBE)圍,乙醇調(diào)入汽油對展,改善了環(huán)境,減少了原油進口,為社會提供了大量就業(yè)降低汽車尾氣中的一氧化碳含量很有效起到凈化空氣的效機會果同時,乙醇用糧食制造,是一種生物轉(zhuǎn)化的太陽能,是2巴西發(fā)展燃料乙醇的計劃和獲利種取之不盡,用之不竭的可再生資源,在汽油中加入一定巴西政府大力發(fā)展燃料乙醇行動計劃源于1975年,比例的乙醇作燃料,能節(jié)約石油凈化空氣,轉(zhuǎn)化多余糧食,是出于國家能源安全和經(jīng)濟發(fā)展考慮,二是為了促進國內(nèi)農(nóng)為人類社會的可持續(xù)發(fā)展提供一條簡單有效的途徑。業(yè)種植業(yè)的發(fā)展和保護農(nóng)民利益,三是為本國發(fā)展綠色可再從20世紀70年代中期開始,利用生物技術(shù)和可再生資生能源創(chuàng)出新路和保護環(huán)境"1源(生物源)進行乙醇工業(yè)化生產(chǎn),并以此作為石油能源的幾十年來實施的燃料乙醇計劃,給巴西帶來很大收益替代物成為各國的研究熱點。我國在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)一是形成了獨立的經(jīng)濟能源運行系統(tǒng);二是刺激了農(nóng)業(yè)、乙展第十個五年計劃綱要》中對使用乙醇汽油提出了明確要醇相關(guān)行業(yè)的大發(fā)展;三是大氣和生態(tài)環(huán)境得到明顯改善求,國家有關(guān)部門已將其作為調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重點工13歐共體國家的乙醇產(chǎn)業(yè)歐盟燃料乙醇2004年的消耗量為175萬噸,2005年1國外對燃料乙醇的研究與利用狀況乙醇用于燃料市場的需求有較大增長歐盟生物燃料計劃驅(qū)1.1美國燃料乙醇應用現(xiàn)狀及發(fā)展動了這一需求。計劃要求到2010年這一比例將提高到美國是世界上燃料乙醇的主要生產(chǎn)國,1930年乙醇5175%體積分數(shù))16?？商娲茉磳⒄?2%的份額,這有油混合燃料在美國國內(nèi)布拉斯加州首次面市。20世紀70年可能引起人們對酒精的更大興趣代以來,在石油危機的背景下,美國為減少對進口原油的依歐共體積極發(fā)展燃料乙醇是因為如下六點:(1)石油價賴,從尋找替代能源的角度出發(fā),聯(lián)邦政府制定了“乙醇發(fā)格的不斷上漲;(2)盡量減少對石油的依賴;(3)盡可能增加就業(yè)機會;(4)將資金留在本國;(5)乙醇汽油提高了汽收稿日期:2007-03-05油的動力性能;(6)減輕環(huán)境污染的程度國?；痦椖?湖南省永州市科技局資助項目湖南科技學1.4我國燃料乙醇的發(fā)展研究院大學生課題資助項目.湖南省自然科學基金項目fV凵中國煤化工能建設(shè)(06J50021)和湖南省重點學科建設(shè)項目(2006180資助。作者簡介:張敏(1956-),女,湖南陵人,湖南科cNMH屬老開始試用車技學院生命科學與化學工程系教授,從事化學教學與精細化用乙醇汽油的發(fā)展很快,并已具有一定的規(guī)模。推廣使用車學品合成研究用乙醇汽油已作為我國的一項戰(zhàn)略舉措,隨著車用乙醇汽油甲醇/%≤0.5在全國范圍的使用,必將為我國創(chuàng)造出更巨大的經(jīng)濟效益和水分隔≤10≤0.8ASTM社會效益到。實際膠質(zhì)(100mly'≤50≤5.0ASTM205年2月頒布了《可再生能源法》國家以立法的形式鼓勵包括燃料乙醇在內(nèi)的生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展。由于燃無機氟(以ClASTM≤32料乙醇的生產(chǎn)漸趙多樣化因此不會造成對某一種原料的過分依賴而且隨著科技的進步,纖維乙醇的開發(fā)成功燃料乙≤0.1≤0.08ASTMD1688醇的生產(chǎn)不會對國家糧食安全造成威脅6。酸度(以乙酸計<0ASTMDl613142我國推廣使用燃料乙醉的意義PH值65~90乙醇已不單是一種優(yōu)良燃料,它已經(jīng)成為一種優(yōu)良的燃改性劑質(zhì)量分數(shù)>1:951.95油品質(zhì)改善劑被廣泛使用作為一種新型的,可再生清潔能源而越來越受到世人的重視。在我國推廣使用車用乙醇≤4.76汽油主要有如下三個重要意義清澈透|清澉透明,無肉外觀無懸眼可見懸浮物和是可級解石油緊缺矛盾。目前我國為石油凈進口國,沉淀物如果我國向美國一樣每年使用約500萬噸的燃料乙醇,替代等量的汽油,每年可節(jié)省外匯15億美元《變性燃料乙醇標準》規(guī)定燃料乙醇與變性劑的體積混合比應為1002~100:5,即變性劑在燃料乙醇中的體積分數(shù)是可有效解決玉米等糧食的轉(zhuǎn)化,促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良為1.95%~476%,該比例與美國標準規(guī)定相同;水質(zhì)量分性循環(huán)。我國是一個農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和消費大國,發(fā)展車用乙醇汽油,可有效解決玉米等糧食作物的轉(zhuǎn)化,形成一個長期、數(shù)不大于08%,水含量的要求比美國還要嚴格。陽212穩(wěn)定、可控的糧食消費市場,使國家又擁有了一個可靠的糧3燃料乙醇工業(yè)前景與展望食調(diào)控手段,有助于增加和穩(wěn)定農(nóng)民收入,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán),為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化探索一條新途徑。31乙醇生產(chǎn)的原料來源是有利于環(huán)境的改善。使用車用乙醇汽油,可以使汽世界上乙醇的生產(chǎn)來源有兩種,第一種是發(fā)酵法,占總車尾氣污染水平平均降低30%以上;清潔汽車引擎,減少機產(chǎn)量的90%,第二種是化學合成法,占總產(chǎn)量的10%。生產(chǎn)乙醇的原料來源有:小麥玉米,甘蔗木素纖維素木薯油替換。還可以避免對地下水造成污染。所以燃料乙醇是一植物的秸稈、枝葉、廢棄紙張和草類等纖維物質(zhì),紅薯種“綠色能源”間以及利用現(xiàn)代生物技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)等對淀粉質(zhì)和2國外與國內(nèi)燃料乙醇研究利用的對比糖蜜原料的現(xiàn)有酒精發(fā)酵過程進行革新,提高工藝技術(shù)水平,降低物耗和能耗,實現(xiàn)源頭減廢和清潔生產(chǎn),降低生產(chǎn)2.1乙醇汽油的使用程度和范圍不同1993年美國加州開始實施了靈活燃油車輛成本,可進一步增強燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性和抗風險能力Fuel Vehicle)計劃,制定了用于輕型車的E85(85%乙乙m汽油)和用于重型載貨汽車和公共汽車的E95、E003.2從我國國情看燃料乙醇的發(fā)展前景100%乙醇)等燃料規(guī)格。我國雖然是資源大國,但人均資源占有量遠落后于世界在巴西,燃料乙醇主要以兩種方式應用人均水平,雖是農(nóng)業(yè)大國,但無論農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量或質(zhì)量,或相關(guān)加工工業(yè)的技術(shù)水平都落后于發(fā)達國家。農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)(1)作為汽油的辛烷值增加劑,混合比例為22%;(2)作為純?nèi)剂鲜褂?含水4%)構(gòu)的布局也不是很合理。環(huán)境保護工作的力度不夠從我國基本國情出發(fā),考慮到現(xiàn)存車輛和加油裝置不需燃料乙醇作為推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),必須依靠科任何改裝,油耗動力基本不受影響,汽車尾氣的污染可大幅技進步,在吸收國外成果和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,加強燃料乙醇生降低,又不消耗過多的糧食,燃料乙醇的加入量,初步確定產(chǎn)新技術(shù)的研究、開發(fā)和副產(chǎn)物深度加工研究工作,重點圍從體積分數(shù)為10%起步繞副產(chǎn)物進行綜合利用研究。同時研究擴大燃料乙醇應用范圍和市場,開發(fā)新的原料來源。22燃料乙醇國家標準的比較我國于2001年4月2日正式頒布由國家質(zhì)檢總局負責隨著化石資源漸趨枯竭油價進一步高流國際原油價格制定的《變性燃料乙醇》(TB8350200)國家標準(見表)也有上漲的趨勢這給燃料乙醇的價格帶來了一定的升值空美國現(xiàn)行改性燃料乙醇規(guī)格( ASTMD480698)間同時也給燃料乙醇的發(fā)展帶來了歷史性的機遇。另外隨及我國變性燃料乙醇質(zhì)量指標21著國內(nèi)石油需式的講一步捏高以7竺替代能源為代表的國家前中國煤化工質(zhì)量指標(對比)實驗方源政策的一個方向項目美囚中國(美國CNMHG乙醇/%33使用和推廣燃料乙醇應做好以下幾個方面的工作:>92.192.1STMD550l(1)積極推廣含乙醇汽油,結(jié)合國情,積極做好相應的技術(shù)準備要完成乙醉汽油調(diào)和特性、動力性能、經(jīng)濟性能、[曹湘洪.我國發(fā)展燃料乙醇和乙醇汽油應注意的若千向汽車發(fā)動機材料適應性對汽車尾氣排放的影響和研究,建立題[.石油煉制與化工,2001,32(6):7~10.燃料乙醇及乙醉汽油的產(chǎn)品標準和測試方法,研究并制定從[12張曉陽在中部汽車論壇上的演講[2南陽:河南天冠集國情出發(fā)的乙醇汽油調(diào)和、運輸、儲存的操作手冊。團2000(2)建立乙醇汽油調(diào)配中心,整頓、整改汽油銷售系統(tǒng)。[13]黃治玲.燃料乙醇的生產(chǎn)與應用化工科在做好各項技術(shù)準備的基礎(chǔ)上,率先選擇一氧化碳污染嚴技2003,11(4)4447重、93#汽油消費量較大的城市進行試點[14]Kevin N Rask. Clean air and renewable fuels: the market(3)國家有關(guān)部門要認真研究支持燃料乙醇生產(chǎn)及乙醇for fuel ethanol in the US from 1984 to 1993[]: Energy汽油推廣使用的政策法規(guī)盡快制定相應的財政貼息等投資Economics,1998,(20):325-345政策和消費稅、增值稅減免等稅收政策建立相應的環(huán)保法[15劉敏鄧新忠,張宏宇美國及國內(nèi)燃料乙醇應用現(xiàn)狀及規(guī)逐步擴大汽車尾氣的控制區(qū)域和限制MTBE的使用制定發(fā)展預測門山東化工,2001,30(10):2930燃料乙醇及乙醇汽油的國家標準和測試方法[6杜風光,馮文生燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望[現(xiàn)代化工200626(2):69參考文獻:[7曾麟安玉興李奇?zhèn)ヒ愿收釣樵仙a(chǎn)燃料酒精乙醇的[I Jacques K, Lyons T P, Kelsall D R. The Alcohol技術(shù)經(jīng)濟分析[門甘蔗糖業(yè)2006(2):1822Textbook[M. Third Edition, Nottingham University[8]黃治玲燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的全球發(fā)展概況化工管Press, Nottingham, United Kingdom, 1999: 257理,2002(3):34[2]Califomia Energy Commission staffs. U. S. energy industry [19]Von Sivers, Margareta: Zacchi, Guido. Ethanol fromproduction capacity outlook (August2001)[R]. Publicationlignocellulosics: a review of the economy[]. Bioresourceumber p60001-017:10.Technology,1996.562-3):131-[3]Canadian Renewable Fuels Association. 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