第27卷第11期湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)Vol 27 No 112006年11月JurnalofHunanUniversityofScienceandEngineringNov,2006我國(guó)紅薯生產(chǎn)燃料乙醇的綜合效益分析傅學(xué)政12朱薇2管天球2(1.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410083;2.湖南科技學(xué)院,湖南永州425100)摘要:本文分析了紅薯生產(chǎn)燃料乙醇的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益,指出紅薯生產(chǎn)燃料乙醇具有原料及加工成本較低、綜合利用潛力大、環(huán)境污染少的突岀優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展紅著生產(chǎn)燃料乙醇是緩解我國(guó)能源短缺的有效辦法;同時(shí),發(fā)展紅薯生產(chǎn)燃料乙醇可以推進(jìn)能源農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,增加農(nóng)民收入,減少農(nóng)村失業(yè)人數(shù),有利于我國(guó)“三農(nóng)”問(wèn)題的解決關(guān)鍵詞:能源;紅薯;燃料乙醇;綜合效益中圖分類(lèi)號(hào):TK16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-2219(2006)11-0183-031引言乙醇進(jìn)行了綜合效益分析能源問(wèn)題是當(dāng)今世界面臨的最為重要的問(wèn)題之一,隨著全球性能源短缺及石油危機(jī)的發(fā)生,尋找新的能源資源已成2經(jīng)濟(jì)效益分析為當(dāng)前世界各國(guó)決策層不可回避的緊要任務(wù)。生物質(zhì)燃料乙以建造一間年產(chǎn)10萬(wàn)噸紅薯燃料乙醇的工廠為例來(lái)對(duì)醇作為一種可再生能源,其發(fā)展的背景和動(dòng)力因能緩解能源其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。危機(jī)的壓力,穩(wěn)定糧食生產(chǎn),增加就業(yè)和農(nóng)民的收入,減少2.1燃料乙醇部分環(huán)境污染而備受關(guān)注,并成為各國(guó)競(jìng)相研究與開(kāi)發(fā)的重要課根據(jù)傳統(tǒng)生產(chǎn)乙醇的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),按鮮薯含26%的淀粉,題之一。例如,巴西以甘蔗為原料,北美采用淀粉質(zhì)谷物,1份淀粉可轉(zhuǎn)化為1.08份葡萄糖(經(jīng)驗(yàn)系數(shù)),一份葡萄糖其中90%為玉米,加拿大采用低營(yíng)養(yǎng)的大麥、玉米、小麥等可產(chǎn)95°以上的乙醇0.46份(經(jīng)驗(yàn)系數(shù)),工業(yè)化生產(chǎn)再按谷物為原料生產(chǎn)燃料乙醇得到廣泛應(yīng)用和推廣24總量的95%計(jì)算(保險(xiǎn)系數(shù)),每噸鮮紅薯按400元計(jì),則我國(guó)在“十五”期間將開(kāi)發(fā)燃料乙醇等石油替代品,節(jié)每生產(chǎn)1噸95°以上的乙醇所需成本約為3695元(燃料乙約石油資源的舉措列入了國(guó)家發(fā)展計(jì)劃綱要,并在河南、黑醇是免稅產(chǎn)品),詳情參見(jiàn)表1。該成本按照較為保守的數(shù)龍江和吉林分別開(kāi)展小麥燃料乙醇、玉米燃料乙醇的試點(diǎn)生據(jù)計(jì)算,其成本均高于其它調(diào)查結(jié)果6,但相對(duì)于汽油的產(chǎn)S。然而,值得注意的是,我國(guó)燃料乙醇采用若干單一的生產(chǎn)成本(4000元噸左右不含稅)依然有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力。原料生產(chǎn)存在一定的片面性。出于原料多元化、燃料乙醇按乙醇銷(xiāo)售價(jià)4700元噸計(jì),年產(chǎn)10萬(wàn)噸乙醇的利潤(rùn)為消費(fèi)分布、運(yùn)輸?shù)纫蛩乜紤],“十一五”期間應(yīng)重點(diǎn)在南方10050萬(wàn)元另外每年還可以獲得CDM項(xiàng)目資金1620萬(wàn)元。地區(qū)布設(shè)燃料乙醇項(xiàng)目,并且其原料的選擇應(yīng)關(guān)注資源豐富的甘蔗、木薯和紅薯等原料。湖南、廣西、四川等省區(qū)盛表1噸乙醇生產(chǎn)成本分析表產(chǎn)紅薯,發(fā)展單位面積產(chǎn)量高及淀粉含量高的良種紅薯作為項(xiàng)目數(shù)量單價(jià)/元金額/元生產(chǎn)燃料乙醇的原料,這是首選方案。鄧小平同志早在1958鮮薯75T3000年視察汽,談到燃油問(wèn)題時(shí)說(shuō):現(xiàn)在石油很緊張,能否用糖化酶45Kg10其他東西替代?燒乙醇怎么樣?你們可以大膽研究,我們國(guó)淀粉15家紅薯產(chǎn)量很高,它可以做乙醇,燒乙醇只要不燒茅臺(tái)就行酵母20鄧小平同志50多年前的講話,高瞻遠(yuǎn)矚,給我們指明了紅其他輔料|50薯生產(chǎn)燃料乙醇的方向。煤0.8T本文從經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)保三個(gè)方面對(duì)紅薯生產(chǎn)燃料電度250度07175工資收稿日期:2006-07-26基金項(xiàng)目:湖南省教育廳一般課題(05C217)、湖南科技學(xué)院重點(diǎn)課題的資助(05C79)作者簡(jiǎn)介:傅學(xué)政(1969-),中南大學(xué)資源加工與生物另外,可以V中國(guó)煤化工燃煤鍋爐每生工程學(xué)院資源加工專(zhuān)業(yè)博士研究生,湖南科技學(xué)院可再生能1噸乙醇需0CNMHG燃沼氣鍋爐可源研究所副所長(zhǎng)。產(chǎn)生占蒸氣總量57%的蒸氣,以沼氣代煤(沼氣為本廠生產(chǎn)在建廠投資中可列為環(huán)保投資項(xiàng)目,故沼氣廠生產(chǎn)成本極成薯業(yè)基地,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率不大。如果建成年產(chǎn)10低,可以忽略不計(jì)),則每生產(chǎn)1噸乙醇可節(jié)煤0.456噸萬(wàn)噸紅薯燃料乙醇廠,每年需鮮紅薯75萬(wàn)噸,這樣就可以節(jié)約成本182.40元。即生產(chǎn)1噸乙醇成本可降為3500元,形成近15萬(wàn)畝的紅薯生產(chǎn)基地,每公斤按04元計(jì)算,每每噸乙醇盈利則提高為1200元。畝產(chǎn)值達(dá)2000多元,全市僅紅薯生產(chǎn)一項(xiàng)就可以創(chuàng)造產(chǎn)值1.2食用醋和醋酸飲料部分3億元。如果每個(gè)勞動(dòng)力管理10畝地,年收入可達(dá)到15000利用糟渣分離液可生產(chǎn)4萬(wàn)噸年的食用醋和醋酸飲料,元以上,其效益比種植水稻的效益高出1527元/畝,詳情參年產(chǎn)值1600萬(wàn)元,每公斤成本平均0.1元,每公斤獲利0.3見(jiàn)表3。以上這些優(yōu)勢(shì)無(wú)疑會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)、農(nóng)村增收和元,全年可獲純利1200萬(wàn)元。除此之外,還可生產(chǎn)DDG農(nóng)民快富。與此同時(shí),發(fā)展紅薯燃料乙醇工業(yè)需要大批勞動(dòng)飼料,二氧化碳,電力等,在此暫不列入收入之內(nèi)。力,其必然會(huì)大大提高社會(huì)就業(yè)率,對(duì)緩解社會(huì)就業(yè)壓力及1.3生物選礦制劑部分社會(huì)的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定具有重要意義利用糟渣可生產(chǎn)15萬(wàn)噸/年的生物選礦制劑,替代目前正使用的濃硫酸,可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值4500萬(wàn)元表3種植水稻、紅薯成本與收益對(duì)比表成本產(chǎn)量產(chǎn)值利潤(rùn)(元/畝3社會(huì)效益分析費(fèi)用(元)水稻二季超然966紅薯生產(chǎn)燃料乙醇工廠的建立,首要的社會(huì)效益是緩解號(hào)名稱(chēng)水稻超然產(chǎn)量產(chǎn)值我國(guó)日益增長(zhǎng)的能源需求,提高應(yīng)對(duì)世界石油危機(jī)的能力,上二季96公斤元產(chǎn)量產(chǎn)值水稻超然966這是毋容置疑的,其次,該項(xiàng)目的實(shí)施將以工業(yè)反哺農(nóng)業(yè),口種子310100103帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,并推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展2藥膜20從而真正達(dá)到促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展,增加農(nóng)民收入、減少農(nóng)村失業(yè)化肥30085人數(shù)的目的,為解決“三農(nóng)”問(wèn)題做出貢獻(xiàn)。農(nóng)藥150紅薯是農(nóng)作物中的先鋒作物,對(duì)栽培條件要求不嚴(yán)格,5人工360110具有良好的抗旱性,耐瘠性,在荒山、荒坡、荒灘都可以種合計(jì)8622351000150050006381665植,不僅不存在“與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地”的問(wèn)題,而且還可以充分利用土地資源,有效地緩解部分地區(qū)農(nóng)業(yè)供水緊張的4生態(tài)環(huán)保分析矛盾,提高農(nóng)業(yè)資源的利用率,表2對(duì)可產(chǎn)乙醇農(nóng)作物的一作為一種新的工農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,利用可再生資源紅薯生些關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。產(chǎn)燃料乙醇,不僅符合我國(guó)工農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況,而且從保護(hù)資源和環(huán)境的角度來(lái)看,它符合生態(tài)工農(nóng)業(yè)的基本要表2可產(chǎn)乙醇農(nóng)作物的比較求,即該生產(chǎn)具有能耗低、污染少、無(wú)生態(tài)環(huán)境破壞等優(yōu)點(diǎn)。原料類(lèi)型產(chǎn)量市場(chǎng)價(jià)格產(chǎn)值乙醇需原料乙醇產(chǎn)量具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面元畝成本元誦畝4.1廢水糖料甘蔗5080018114181604106該生產(chǎn)從系統(tǒng)性、綜合性、閉合性、無(wú)害性、合理性等甜高梁莖桿(250-35150-18035600101603五個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮,采用乙醇高效清潔生產(chǎn)新工藝,將鮮木薯國(guó)外2.50-350300-40750-1440125003-0廢水降到最低程度。對(duì)產(chǎn)生的廢水根據(jù)其 CODer、BOD含鮮紅薯0804010033010量高,可生化性好的特點(diǎn),采用厭氧一好氧的處理方法,使高濃度有機(jī)廢水得以降解,從而達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)玉米0.30~0.3510015001420~5253920-420010.13環(huán)境基本無(wú)污染。小麥4.2廢糟液大米050~05515001701750~9353750~4250020-022紅薯原料經(jīng)過(guò)乙醇發(fā)酵和沼氣發(fā)酵后,原料中大部分N,全部P和K殘留其中,又有適宜的PH值,所以是一種紅薯是南方生產(chǎn)乙醇的優(yōu)質(zhì)原料,發(fā)展紅薯燃料乙醇工良好的有機(jī)肥料,據(jù)化驗(yàn),每立方米廢液中N、P、K含量業(yè)需要大量的紅薯原料,必然刺激薯業(yè)生產(chǎn)。而發(fā)展薯類(lèi)加相當(dāng)于復(fù)合肥8kg,每立方廢糟相當(dāng)于20kg以上復(fù)合肥,工業(yè),可以有效改變薯產(chǎn)區(qū)過(guò)去種紅薯是人吃1/3,飼用1/3,每噸乙醇的糟液沼氣發(fā)酵后,可得廢液12噸,其中肥料成爛掉1/3的現(xiàn)象;改變薯農(nóng)年年盼豐收,年年又為紅薯多了份相當(dāng)于復(fù)合肥100kg,并因部分有機(jī)物轉(zhuǎn)換成腐殖質(zhì),而發(fā)愁,改變過(guò)去歷史形成的“薯多——一貧窮—薯多”的起到改良土壤的作用地域經(jīng)濟(jì)的怪圈,促使薯區(qū)農(nóng)民致富。據(jù)調(diào)研,湖南省永州廢氣市新田縣是全國(guó)貧困縣,在各級(jí)黨及政府的扶貧和支持下紅薯生產(chǎn)燃車(chē)體,除一部分推廣了良種紅薯和脫毒栽培技術(shù),目前紅薯畝產(chǎn)平均5000用以回收外,其中國(guó)煤化工收,經(jīng)由30m公斤左右,最高達(dá)7500公斤。過(guò)去由于需求不足,無(wú)法形高排氣筒排至YHSCNMHG中消耗掉的CO2,維持CO2循環(huán)中的生態(tài)平衡;生產(chǎn)中由鍋爐產(chǎn)生的煙夸張地說(shuō),發(fā)展紅薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)是利在當(dāng)今,功及長(zhǎng)遠(yuǎn)的氣,則除了采用鍋爐自身靜電除塵器進(jìn)行除塵處理外,還采戰(zhàn)略布局。用氣動(dòng)乳化脫硫除塵器對(duì)鍋爐煙氣二次除塵脫硫處理,經(jīng)處理的廢氣均可低于鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn);而由污水處理參考文獻(xiàn)產(chǎn)生的沼氣,具有很高的燃燒值,經(jīng)處理后可作燃料。[劉鐵男主編燃料乙醇與中國(guó)[M]北京:經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社4.4廢渣2004生產(chǎn)的鍋爐廢渣的物理化學(xué)特性決定了其有廣泛的用2] Jacques K, Lyons TP, Kelsall r. The Alcohol Textbook途。如可以作為路堤填料、路面基層材料、水泥混凝土路面Third Edition, Nottingham Univers摻和料。細(xì)灰還可以作為水泥骨料或直接摻入水泥使用利Nottingham, United Kingdom, 1999: 257.用灰渣生產(chǎn)煤渣輕質(zhì)建筑砌塊,具有保溫、疆熱和吸音特點(diǎn),[3 cAlifornia Energy Commission staffs.U.S. energy industry是一種很好的建筑材料。因此,灰渣的綜合利用用途廣、前production capacity outlook(August2001)[R].Publication景好。umber p600-01-017:10.4]Canadian Renewable Fuels Association. Ethanol production5結(jié)語(yǔ)Canada[r].httpwww.greenfuels.orgethaprod.html通過(guò)對(duì)紅薯生產(chǎn)燃料乙醇在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保上的綜合5]譚顯平甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇—一解決我國(guó)能源緊缺矛盾的最佳效益分析可以得出結(jié)論:發(fā)展紅薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè),有利于緩?fù)緩絒甘蔗糖業(yè),2004(3):19-22.解石油資源短缺,保障國(guó)家能源安全;同時(shí)對(duì)開(kāi)拓農(nóng)業(yè)本身6黃詩(shī)鏗,我國(guó)燃料乙醇原料應(yīng)走多元化道路J.中國(guó)科的發(fā)展空間、農(nóng)業(yè)深加工空間以及解決農(nóng)村剩余勞動(dòng)力等方技論壇,2005(6:52-55面有著突出的意義;在環(huán)保設(shè)施得到落實(shí)的基礎(chǔ)上,還具有[]黃忠水,紀(jì)威,鄂卓茂我國(guó)開(kāi)發(fā)燃料酒精的綜合效益分能耗低、污染少、無(wú)生態(tài)環(huán)境破壞等優(yōu)點(diǎn)。因此,可以毫不析[J.節(jié)能,2001(12):3-6Comprehensive benefit analysis of fuel ethanol productionfrom sweet potato in ChinaFU Xue-zheng 2 ZHU Wei GUAN Tian-qi(1. School of Resources Processing and Bioengineering of Central South University, Changsha Hunan 410083, China2. Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou Hunan 425100, China)Abstract: The paper analysis economic, social and ecology benefit of fuel ethanol production from sweet potato. Then pointsout some prominent merits of fuel ethanol production from sweet potato which is lower cast of the raw material and processing,bigger potential comprehensive utilization and fewer environmental pollution. It is effective means for alleviating our countrysshort energy to develop the fuel ethanol production from sweet potato; At the same time, it may advance development of the industryof energy agricultural, increase the farmer's receive, reduce the countryside unemployment and is advantageous to solve ourcountry's questions of "three agricultureKey words: energy; sweet potato; fuel ethanol; comprehensive benefit中國(guó)煤化工CNMHG