全球生物质燃料的发展现状

目 前 美 国 生 物 柴 油 的 原 料 为 大 豆 和 菜 子 油 、餐 饮废油等， 主要原料是大豆。休斯顿正在建设以棕 榈油为原料的生物柴油大型装置， 棕榈油虽然属于 木本植物油， 但其生产工艺与大豆油类似。美国已 有 ３ 家公司在研究以其他木本植物为原料生产生 物 柴 油 的 技 术 ， 预 计 ２０１５ 年 将 进 入 产 业 化 生 产 ， 届 时将极大地增加生物柴油的资源供应。据估算， 资
第５期
白颐． 全球生物质燃料的发展现状
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源 价 值 增 幅 将 从 ２００４ 年 的 １７ 亿 美 元 增 加 到 ２０１５ 年 的 ３６ 亿 美 元 ， 预 计 到 ２０３０ 年 资 源 价 值 可 以 达 到 １００ 亿 美 元 。 １．１．４ 美国政府生物燃料下阶段需解决的问题
下阶段美国生物燃料开发需解决的问题有： ① 进一步扩大生产规模； ②采用纤维素生物质原料， 降低乙醇成本； ③加快开发多种生物质为原料的工 艺， 拓宽生物柴油的原料渠道； ④加大基础设施的 建设力度， 保证大规模生物燃料装置的建设和进入 市场； ⑤加大市场推进的力度； ⑥各州政府应给予 更高度的重视和更多方面的努力。
③ 政府采取滚动财政补贴。在生物燃料推广 初期， 各州政府实施财政补贴政策， 生物柴油补贴 大 约 １８ 美 元／ｔ， 乙 醇 汽 油 为 约 １９ 美 元／ｔ。 近 几 年 随 着市场规模的扩大， 以及国际油价的上涨， 生物燃 料竞争力有所提高， 补贴减少。另外对于种植生物 燃 料 所 需 原 料 农 作 物 如 大 豆 、玉 米 等 ， 各 州 政 府 也 给予一定的补贴政策。
④ 发挥全社会的宣传作用， 使国民愿意使用 生物燃料， 各种团体和阶层组织也强烈要求使用生 物燃料。 １．１．３ 美国今后推动生物燃料的目标和任务
根 据 “生 物 燃 料 行 动 计 划（ＢＦＩ）”安 排 ， 美 国 将 设 立基金支持各种以生物质为原料的乙醇汽油生产 技术的开发， 除玉米外， 更关注其他原料， 如碎木 块 、秸 杆 和 草 本 等 。 预 计 ２０１２ 年 将 实 现 上 述 目 标 ， 届时将建设第一套以纤维质为原料的乙醇生产装 置 ， 乙 醇 成 本 可 降 到 约 ３９２．８ 美 元／ｔ。 预 计 ２０３０ 年 美 国 汽 油 总 消 费 量 的 ３０％将 被 乙 醇 汽 油 替 代 。
第 １３ 卷 第 ５ 期 ２００８ 年 １０ 月
中外能源 ＳＩＮＯ－ ＧＬＯＢＡＬ ＥＮＥＲＧＹ
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▲ 替代能源与新能源
全球生物质燃料的发展现状
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白颐
（石 油 和 化 学 工 业 规 划 院 ， 北 京 １０００１３）
摘 要 介 绍 了 国 外 生 物 质 燃 料 的 发 展 趋 势 和 特 点 ， 重 点 介 绍 了 美 国 、欧 盟 和 日 本 的 情 况 。 阐 述 了 我 国 能 源 多 元 化 战 略 的 资
目 前 美 国 乙 醇 汽 油 产 能 约 为 １５８０×１０４ｔ／ａ， 在 建 产 能 ５４５ ×１０４ｔ／ａ， ２００７ 年 估 计 达 到 约 ２０００ ×１０４ ￣ ２２００×１０４ｔ／ａ。美 国 乙 醇 汽 油 中 乙 醇 掺 烧 比 例 大 部 分 为 １０％， 乙 醇 汽 油 占 全 美 汽 油 消 费 量 的 ５％左 右 。美 国生产乙醇的主要原料为玉米， 用于生产乙醇的玉 米 占 美 国 玉 米 总 产 量 的 ２０％。到 ２０１０ 年 左 右 ， 美 国 乙 醇 汽 油 使 用 量 约 为 ２２００×１０４ｔ／ａ。２０３０ 年 乙 醇 汽 油 将 占 美 国 汽 油 消 费 总 量 的 ３０％。
① 国际环境和政治方面的原因， 能源多元化 战略的推进和满足国家能源安全保障的要求。
② 生物燃料属于可再生资源， 产品无毒无害， 可 促 进 农 业 经 济 的 发 展 。美 国 科 学 家 提 出 采 用 化 石 能 源 比（ＦＥＲ）的 概 念 测 算 生 物 燃 料 的 可 再 生 性 ：
ＦＥＲ＝可利用的有效能／消耗的化石能 石 油 柴 油 的 ＦＥＲ＝０．８３（即 １．２ＭＪ 的 化 石 能 耗 生 产 有 效 能 为 １ＭＪ）。 生 物 柴 油 的 ＦＥＲ＝３．２（即 ０．３１ＭＪ 的 化 石 能 耗 生 产 有 效 能 为 １ＭＪ）。 ③ 经济和社会效益日益显著。发展生物燃料 可 以 减 少 原 油 进 口 ， 降 低 石 油 贸 易 逆 差 。２００４ 年 增 加 了 １４．７ 万 个 就 业 岗 位 。 全 美 增 加 家 庭 收 入 ４４ 亿 美 元 ， 全 美 联 邦 增 加 税 收 １３ 亿 美 元 ， 地 方 税 收 增 加 １２ 亿 美 元 ， ２００５ 年 每 加 仑 生 物 柴 油 税 收 贡 献 率 约 为 ０．５￣１ 美 元 。由 于 生 物 燃 料 的 生 产 和 应 用 不 断 提 升， 农作物的市场需求增加。可再生能源的技术市 场日趋活跃。 ④ 环境效益显著。生物燃料应用量的不断增 加， 对改善环境有极其重要意义。据美国有关部门 测 定 ， 由 于 生 产 １ｔ 乙 醇 所 消 耗 的 矿 物 质 比 生 产 １ｔ 汽 油 的 低 ４０％ ， 因 此 乙 醇 汽 油 （Ｅ８５）尾 气 中 温 室 气 体 比 普 通 汽 油 减 排 的 比 例 为 １６％￣５８％， ＣＯ２ 的 减 排 比 例 为 ３０％￣７７％， 其 中 以 纤 维 类 生 物 质 为 原 料 （如 秸 杆 等 ）生 产 的 Ｅ８５ 乙 醇 汽 油 减 排 有 害 气 体 的 效 果 更 优 于 以 玉 米 为 原 料 的 Ｅ８５ 乙 醇 汽 油 。与 石 油 柴 油 相 比 ， 生 物 柴 油 （Ｂ２０） 尾 气 中 ＮＯｘ 的 减 排 比 例 为 ２０％ ， 二 氧 化 硫 减 排 比 例 达 到 ８３％ ， 尾 气 中 基 本 无 二氧化碳排放， 环境效果非常明显。 ⑤ 资 源 有 保 证 。美 国 政 府 认 为 ， 目 前 国 内 有 充 足的生物质资源可保证生物燃料的生产， 其中对乙 醇汽油的原料保证程度可以实现其生产总量达到 目 前 汽 油 消 费 量 的 ３０％ １．１．２ 美国推动生物燃料的措施
① 政府推出激励政策。美国政府对环境事务 部 增 加 ２２％的 预 算 ， 用 于 清 洁 能 源 的 研 究 。在 ２００６ 年后的 ５ 年内， 美国还将为可再生能源项目提供超 过 ３０ 亿 美 元 的 资 助 。
② 积极推进生物燃料的研发活动， 规范生物 燃 料 进 入 市 场 的 模 式 和 质 量 认 证 体 系 。通 过 采 用 建 设油品混配中心的方式， 将生物燃料和石油燃料油 品混合在一起， 再统一分销供应给各个加油站。目 前美国生物燃料混配中心已形成体系， 并在市场营 销 活 动 中 发 挥 重 要 的 作 用 。美 国 生 物 燃 料 质 量 管 理 委 员 会 还 出 台 了 “ＢＱ－ ９０００ 生 物 柴 油 质 量 认 证 体 系 ”， 供 应 商 必 须 得 到 认 证 才 有 资 格 销 售 。２００２ 年 美 国 材 料 试 验 学 会 （ＡＳＴＭ）通 过 了 生 物 柴 油 的 产 品 标 准（ＡＳＴＭＤ ６７５１）， 最 近 又 提 出 在 今 后 １￣２ 年 内 所 有 生 物 柴 油 的 产 品 要 达 到 石 油 柴 油 标 准 （ＡＳＴＭＤ ９７５）的 要 求 。
作者简介： 白颐， 教授级高级工程师， 享受国务院政府特殊津 贴 ， 长 期 从 事 石 油 化 工 行 业 的 规 划 、工 程 项 目 前 期 工 作 研 究 以 及 大 型 专 题 的 研 究 工 作 。 曾 承 担 国 家 化 学 工 业 “九 五 ”、“十 五 ” 规划编制组织工作， 指导并参与石化和化工各行业规划的编制 工 作 。 Ｅ－ ｍａｉｌ ： ｑｙ＠ｃｉｃｃｃ．ｃｏｍ
２００６ 年 美 国 生 物 柴 油 产 能 约 为 １６１×１０４ｔ／ａ， 产 量 约 为 ８０×１０４￣９６×１０４ｔ／ａ， ２００６ 年 是 美 国 生 物 柴 油 快 速 发 展 的 一 年 ， ２００６ 年 比 ２００５ 年 的 销 售 量 约 增 加 了 ６４．４×１０４ｔ／ａ， 增 幅 为 ２５０％。目 前 全 美 正 在 规 划 和 建 设 的 生 物 柴 油 装 置 生 产 能 力 约 为 ３２２×１０４ｔ／ａ，
目前得到各国普遍关注的生物质燃料是燃料 乙 醇 和 生 物 柴 油 。美 国 是 燃 料 乙 醇 和 生 物 柴 油 生 产 的主要地区。巴西的燃料乙醇生产历史最长， 始于 １９７５ 年 ， 目 前 在 国 内 的 普 及 率 也 最 高 ， 是 世 界 上 最 大的甘蔗种植国。欧盟生物燃料发展也很活跃， 法 国 、西 班 牙 、德 国 是 主 要 生 产 国 ， 意 大 利 和 英 国 也 已 建 成 试 验 装 置 。欧 盟 设 有 专 门 的 生 物 燃 料 的 组 织 机 构， 致力于推进生物燃料的生产和应用。日本是资 源短缺国， 其节能技术的开发和理念很超前， 目前 日 本 每 一 美 元 国 民 生 产 总 值 耗 能 仅 为 美 国 的 ３７％。 日本目前拥有间伐木材制造生物乙醇的技术， 正在 开发用建筑废料生产乙醇的技术， 以及用餐饮废油 为 原 料 生 产 生 物 柴 油 的 技 术 。同 时 日 本 一 些 公 司 开 始投资巴西燃料乙醇行业， 力图从巴西得到燃料乙 醇 。 加 拿 大 计 划 投 资 ３．１ 亿 美 元 实 现 ２０１０ 年 生 物 柴油占燃料和取暖用柴油总量的比例不低于 ２％的 目 标 。 韩 国 采 用 德 国 技 术 建 成 １０×１０４ｔ／ａ 规 模 的 生 物柴油生产装置。 １．１ 美国
近几年美国国内成品油产量逐年下降， 对进口 的 依 赖 度 增 加 ， ２０００￣２００５ 年 间 ， 美 国 成 品 油 产 量 从 ８５．７×１０４ｔ／ｄ 降 为 ７１×１０４￣７４×１０４ｔ／ｄ， 而 原 油 进 口
量 则 从 １２２．８ ×１０４ｔ／ｄ 增 至 １４２ ×１０４ｔ／ｄ， ２００５ 年 美 国 石 油 缺 口 金 额 约 ２３００ 亿 美 元 。 为 了 促 进 美 国 国 内 能源结构多元化， 降低由于依赖单一资源而发生的 风险， 以及为了降低由于自然灾害和石油价格波动 所 带 来 的 风 险 ， １９９４ 年 美 国 政 府 开 始 在 国 内 推 行 使 用生物燃料， 当时每加仑燃料油使用成本增加了 ５０ 美 分 。 几 年 后 ， 随 着 国 际 油 价 的 不 断 上 涨 ， 以 及 生物燃料油的规模不断扩大， 而使其成本下降， 生 物燃料油从此更具竞争力。