文/佟毅

近年來,世界生物燃料乙醇產業蓬勃發展,規模快速增長,生物燃料乙醇總產量從2005年的3628萬噸增加到2017年的8124萬噸,年消費車用乙醇汽油約6億噸,占世界汽油總消費量的60%左右。生物燃料乙醇已經成為全球最成功的生物質能源替代品種,目前已有66個國家和地區推廣使用乙醇汽油,在美國、巴西、歐盟等國家和地區都已形成新的能源支柱產業。
我國燃料乙醇產業始于“十五”期間,經過十多年發展,燃料乙醇產量和應用范圍不斷擴大,市場成長空間進一步打開。目前中國已成為繼美國和巴西之后,全球生物燃料乙醇的第三大生產國和使用國。
目前,我國生物燃料乙醇產業的相關技術已經達到世界先進水平,經過多年市場推廣,車用乙醇汽油在使用方面也是成熟可靠、安全可行的。生物燃料乙醇作為替代化石能源的新能源,在促進能源結構優化外,還可以提高空氣質量、改善生態環境,并有利于提高農民收入,服務農業供給側結構性改革。
自1996年我國成為原油凈進口國以來,我國原油進口持續穩步增加。數據顯示,2016年我國原油進口量為3.81億噸,對外依存度達到65.4%。2017年我國原油進口量4.2億噸,成為全球最大的原油進口國。目前有專家認為,我國石油(原油和成品油折算)對外依存度已經超過70%。
同美國對比,美國石油對外依存度已經下降到上個世紀90年代以來所未見的程度,從2005年60%的峰值下降到2016年的26%,如果沒有153億噸加侖(約合4578萬噸)燃料乙醇的助力,2016年美國石油對外依存度將是36%。
我國自2001年推廣使用燃料乙醇以來,至2018年底,累計生產銷售燃料乙醇約2700萬噸,相當于減少國內原油進口量約6000萬噸。借鑒美國、巴西等國既有經驗,生物燃料乙醇作為可再生生物質能源,可為改善我國能源結構、降低石油對外依存度、助力能源安全發揮積極的作用。
1.減少汽車尾氣有害物排放
國內外幾十年反復的測試結果都表明,使用車用乙醇汽油能夠顯著減少汽車有害物的排放,有效改善空氣質量。與常規汽油比較,車用乙醇汽油可以改進發動機的燃燒效果,減少一氧化碳、二氧化硫、未燃碳氫化合物和煙塵、顆粒物的排放。據法國研究部門測試,使用含燃料乙醇5%~7%的汽油,汽車尾氣中CO排放量下降15%~40%,NOx排放量下降50%~70%,未燃燒的碳氫化合物排放量下降2%~7%。美國汽車/油料改善空氣質量研究計劃報告表明:含有6%燃料乙醇的汽油,HC排放降低10%~27 %,CO排放量下降21%~28%,有毒氣體排放下降9%~32%。美國橡樹嶺國家實驗室研究報告顯示,使用E10乙醇汽油尾氣中HC減少20%,CO減少14%。中國交通汽車運輸行業能源利用監測中心數據顯示,使用E10乙醇汽油后汽車尾氣中HC減少了16.4%,CO減少了19.7%。

來自各國不同部門的測試條件各異,在具體數值上也有所差異,但使用車用乙醇汽油能夠有效減少有害氣體排放、改善空氣質量的結論是一致的。
2.降低顆粒物(PM)排放
美國環保局(EPA)和加州理工學院的研究發現,汽油中的芳香族化合物會增加尾氣中顆粒物(PM)的排放,同時也是形成二次細顆粒物PM2.5中的有機物的主要成分。乙醇汽油中含氧量明顯高于普通汽油,非常有利于顆粒物的減排。因此,在乙醇和芳香族化合物均能增加汽油辛烷值的情況下,使用乙醇代替芳香族化合物作為汽油添加劑,可以有效地減少顆粒物的排放。
美國第九屆國家乙醇大會報告顯示,使用乙醇汽油代替普通汽油,常規排量汽車的顆粒物減排量為36%,高排量汽車的顆粒物減排量可達64.6%。澳大利亞海洋與大氣研究所的研究結果顯示,E10乙醇汽油替代普通汽油后,細顆粒物(PM2.5)減排量為8.0%~52.0%。美國橡樹嶺國家實驗室的研究表明,與普通汽油相比,E10乙醇汽油的顆粒物(PM)減排量為6%~6.6%,E20乙醇汽油的顆粒物減排量能達到29.4%~41.8%。北京理工大學汽車動力性及排放測試國家專業實驗室和北京汽車研究所也發現,使用E10乙醇汽油可以比普通汽油減排顆粒物33.2%。
3.減少溫室氣體排放
國際能源署和國際糧農組織的綜合研究表明,生物液體燃料均能在一定程度上減少溫室氣體的排放。對于生物燃料乙醇來說,生產原料無論是玉米淀粉、玉米秸稈還是甘蔗等其他可再生原料,太陽能都是生產中的主要能源輸入,這是生物燃料乙醇環保優勢的關鍵所在,也是與化石能源相比,產生溫室氣體減排等環境效益的基礎。此外,隨著生產技術和途徑效率的持續提高,生物燃料乙醇的溫室氣體生命周期排放持續下降,對于化石能源的減排優勢逐漸增強。
美國農業部最新的玉米乙醇生命周期評估表明,玉米乙醇全生命周期里比基準汽油相比可以減排43%。如果纖維素乙醇商業化運行并得到快速發展,減排可達到75%以上。2016年全美生物燃料乙醇總產量達4578萬噸,通過立法車用乙醇汽油在美國應用已實現全覆蓋,年減排二氧化碳超過4350萬噸,相當于減少900多萬輛汽車的排放。
目前,在全球溫室氣體排放中,我國所占份額約占30%。我國政府承諾,到2030年左右,甚至之前,停止增加二氧化碳排放,同時到2030年化石燃料在中國能源中所占份額將降至80%左右。為此,國家將加快發展可再生能源,到2020年非化石能源占一次性能源消費比例要達到15%。
有毒、有害的人畜不能食用的糧食主要表現在真菌毒素超標、重金屬超標和由于儲存時間過長而導致的霉變。據報道,我國每年會有一些質量較差、毒素超標的玉米、水稻、小麥以及超期存儲的糧食需要處置,而生物燃料乙醇是解決問題糧食資源化處理的有效途徑。
在燃料乙醇整個加工過程中,這些糧食的有用成分經轉化為高附加值產品生物燃料乙醇,有毒部分得到集中處理,這樣既最大程度利用糧食資源減少浪費,又避免問題糧流入食品市場,杜絕了食品安全隱患的形成。
近年來,我國糧食連續豐收,在有力保障市場供應的同時,也產生了政策性庫存高企的問題。在我國生物燃料乙醇產業發展過程中,可以發揮有效處置超期超標糧食庫存的積極作用,保障國家糧食質量安全和食品安全。
我國是農業大國,農作物秸稈數量十分龐大,之前最多的處理方式就是焚燒。隨著空氣污染的加重,綠水青山意識越來越強,秸稈焚燒已被列為嚴厲打擊行為。但是由于缺乏對于秸稈的有效利用,秸稈焚燒在地方上屢禁難止,成為目前環保治理一個十分頭疼的問題,而大力發展纖維素燃料乙醇則可變危為機、一舉多得。
我國是秸稈產生的大國,每年產生9億多噸的秸稈,利用1/5生產纖維素乙醇則可消耗秸稈近2億噸,以每6噸秸稈生產1噸乙醇計則可生產超過3000萬噸乙醇,完全可以滿足目前我國全面推廣E10車用乙醇汽油的需求。按照一套年產5萬噸纖維素乙醇裝置1年需要處理30萬噸玉米秸稈計算,則可提供200~300個直接就業機會,秸稈的收集、打包、運輸貯存又可提供約1500個就業機會,帶動周邊農戶年增收可達1.5億元。所以,發展纖維素乙醇不但可以減少秸稈焚燒,有效治理空氣污染,還可以變廢為寶,增加農民收入,服務我國生物質能源發展戰略。
早在1896年,亨利.福特已經制造出第一輛使用純乙醇作為燃料的汽車。1908年,亨利.福特又制造了著名的T型轎車,該車可使用乙醇、汽油以及用兩者以任意比例混合而成的燃料,是名副其實的最早的靈活燃料汽車(FFC)。在中國,乙醇作為車用燃料的歷史同樣悠久,早在解放前那個汽油匱乏的時期,乙醇便已成為不可或缺的替代品。
本世紀初,由于在地表水中發現了MTBE(甲基叔丁基醚,作為汽油添加劑在全世界范圍內普遍使用),而MTBE又被認為是一種長期存在于地表水中的潛在致癌物,因此,美國開始禁止使用MTBE。2003年,美國的加利福尼亞州、紐約州和康涅狄格州等開始使用乙醇替代MTBE作為抗爆劑,進一步促進了燃料乙醇的需求和生產。同時期,由于公眾越來越關注空氣質量對健康的影響,世界上關于減少溫室氣體排放的呼聲也日益高漲。這使得燃料乙醇作為迄今為止唯一可大規模生產的替代交通燃料的可再生能源,再一次得到了美國政府和公眾的關注。美國《2005年能源政策法案》明確在全美范圍內實施可再生燃料標準,規定2012年、2022年可再生燃料的用量必須分別達到或超過132億加侖(3942萬噸)、360億加侖(1.07億噸)。2017年美國燃料乙醇產量達到4719萬噸,正在推動全國E10向E15普及。
巴西政府以國家法令形式頒布“國家乙醇計劃”。1993年要求所有零售加油站汽油中加入22%無水乙醇,2013年“國家乙醇計劃”將乙醇在汽油中的比例從20%提高到25%。目前巴西是全球唯一只供應乙醇汽油而不供應純汽油的國家。2017年巴西乙醇產量2240萬噸,使用甘蔗和玉米作為原料,預計到2030年,巴西生物燃料乙醇產量將達到4260萬噸,消費量將達到3155萬噸。
歐盟早在1985年就開始使用生物燃料乙醇含量5%的車用乙醇汽油,目前生物燃料乙醇混配比例為5.7%左右。歐盟1993年生物燃料乙醇產量僅為4.8萬噸,經過10余年發展,至2017年,燃料乙醇產量達到419萬噸,產銷基本平衡。2009年,歐盟即制定了《可再生能源指令》(RED),要求2020年可再生能源使用占比的目標為20%、交通領域可再生燃料使用占比的目標為10%,并對各成員國設定不同的目標。
基本與美國在同一時期,我國開始關注燃料乙醇產業,并且與西方國家有著相同的出發點:一方面希望減少對進口原油的依賴,另一方面希望探索低碳道路,減少環境污染。但我國在當時還有一個特殊情況:乙醇都是從糧食生產而來,我國通過使用燃料乙醇,可以增加農民收入,將農業與工業很好地銜接起來。
2000年9月,由原國家計委為組長單位,牽頭組建了車用乙醇汽油工作領導小組,建立了聯席會議制度,遵循“定點生產、定向流通、封閉運行”的原則,按系統工程的形式推進燃料乙醇的生產和應用。
2002年3月,原國家經貿委等8部委聯合制定頒布了《車用乙醇汽油使用試點方案》和《車用乙醇汽油使用試點工作實施細則》,2004年又發布《車用乙醇汽油擴大試點方案》和《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》,明確了試點范圍和方式,并制定了試點期間財政、稅收、價格等方面的相關方針政策和基本原則,對生物燃料乙醇的生產和使用實行優惠和補貼的財政及價格政策。根據文件要求,車用乙醇汽油封閉推廣區域的省級政府應按照國家相關法律、法規,制訂并頒布實施本省推廣使用車用乙醇汽油的地方性法規,包括以省級政府令形式發布并實施車用乙醇汽油推廣使用管理辦法,以及各項相關配套方案和措施。
2006年1月,國家頒布實施《可再生能源法》。2007年6月,《中國應對氣候變化國家方案》(以下簡稱《方案》)正式頒布,《方案》決定優先發展包括太陽能、風能以及生物質能在內的可再生能源。2007年9月,國家發改委又在《可再生能源中長期發展規劃》中指出,要逐步提高優質清潔可再生能源在能源結構中的比例,力爭到2010年使可再生能源消費量達到能源消費總量的10%左右,到2020年達到15%左右,這是各種可再生能源發展的一個量化目標。
為促進車用乙醇汽油推廣,2000年至2001年,國家批準建設了4個生物燃料乙醇生產試點項目,分別為黑龍江華潤酒精有限公司(現為中糧生化(肇東)有限公司)、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司和安徽豐原生化股份有限公司(現為中糧生物化學(安徽)股份有限公司)。2008年,廣西中糧生物質能源有限公司裝置投產。2011年之后,中興能源(內蒙古)有限公司、山東龍力生物科技有限公司獲批生產燃料乙醇。
截至2017年,我國已形成了以加工玉米為主、非糧為輔的燃料乙醇產業格局,上述7家企業已建成年產能約300萬噸。在全國11個省(包括黑龍江、河南、吉林、遼寧、安徽、廣西六省全境和河北、山東、江蘇、內蒙古、湖北五省部分區域31個地市)推廣使用,由上述7家企業負責供應。2017年我國燃料乙醇消費量超過260萬噸,按10%比例添加、調合后的乙醇汽油(E10)已占當年全國汽油總消費量的24%。
2017年9月,國家15部委聯合印發《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》(以下簡稱《實施方案》),到2020年,全國將基本實現車用乙醇汽油全覆蓋,到2025年,力爭纖維素乙醇實現規模化生產,先進生物液體燃料技術、裝備和產業達到國際領先水平,形成更加完善的市場化運行機制。
2018年8月22日,國務院常務會議確定了生物燃料乙醇產業總體布局。堅持控制總量、有限定點、公平準入,適量利用酒精閑置產能,適度布局糧食燃料乙醇生產,加快建設木薯燃料乙醇項目,開展秸稈、鋼鐵工業尾氣等制燃料乙醇產業化示范。會議決定有序擴大車用乙醇汽油推廣使用,除黑龍江、吉林、遼寧等11個試點省份外,今年進一步在北京、天津、河北等15個省份推廣。
可以說,目前我國生物燃料乙醇生產和車用乙醇汽油推廣工作進入新階段,但面臨的問題和挑戰也很艱巨。
一是全面推廣工作時間緊、任務重。國家設定的車用乙醇汽油推廣時間表清晰明確。《實施方案》要求,到2020年,在全國范圍內推廣使用車用乙醇汽油,基本實現全覆蓋;《布局方案》要求,2018年在北京、天津、河北等15個(區、市)開始推廣車用乙醇汽油,2019年基本覆蓋終端市場,2020年基本實現全覆蓋。擴大車用乙醇汽油推廣是一項復雜的系統工程,涉及建章立制、基礎設施建設、生物燃料乙醇和組分油保供、油品置換、技術培訓、科普宣傳等一系列工作。按照通常經驗,從前期生產準備到順利實現市場封閉推廣需半年以上,完成國家要求的既定目標時間緊、任務重。
二是車用乙醇汽油市場拓展緩慢。原有市場區域中,廣西、廣東等省(區)仍未完全實現車用乙醇汽油封閉推廣;新增市場區域中,只有天津市實現了封閉推廣(2018年底實現),其他新增市場區域僅僅開展了前期準備工作。按照到2020年車用乙醇汽油全國基本實現全覆蓋的目標,預計生物燃料乙醇消費量約1200萬噸/年,而2018年全國生物燃料乙醇消費量僅為290萬噸左右,同時,目前生物燃料乙醇供應能力已超過500萬噸/年以上(含國家已核準利舊產能),與市場需求不匹配。
三是非生物燃料乙醇定點生產企業違規向成品油經營企業報價并供應生物燃料乙醇,擾亂市場秩序。按照《實施方案》要求,成品油批發經營企業不得從未納入全國生物燃料乙醇產業總體布局方案或未經核準建設的生物燃料乙醇生產企業采購乙醇(含生物質或非生物質燃料乙醇),調配并銷售車用乙醇汽油。然而,據筆者了解,非生物燃料乙醇定點生產企業通過自產、貿易、進口等方式向部分地區違規銷售生物燃料乙醇或惡意報價,嚴重擾亂了正常的市場秩序。
以國家和地方政府出臺的推廣政策為依托,根據我國生物燃料乙醇生產和車用乙醇汽油推廣現狀,劃分兩大推廣區域、分步實施封閉推廣計劃,嚴格要求供需企業按既定目標完成生產和推廣任務,逐漸推動我國車用乙醇汽油實現全封閉。
一是北方區域合計13個省區,立足國內現有產能保供,加快實現北方區域全封閉全推廣。

吉林燃料乙醇有限公司廠區
北方區域13省區包括:原全封閉省區5個(黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽)、原半封閉省區5個(河北、山東、江蘇、內蒙、湖北)、新增全封閉省區1個(天津)以及未封閉省區2個(北京、山西)。以上區域集中連片、具有較好的車用乙醇汽油推廣基礎和生物燃料乙醇供應產能。根據2018年車用汽油消費量及現有燃料乙醇生產能力分析,供需基本可以匹配,具備先行全封閉的有利條件。
北方區域2018年總的汽油消費量為5807萬噸,燃料乙醇需求約580萬噸。目前,我國北方區域已有的生物燃料乙醇產能及利舊產能的可供應能力約532.5萬噸,基本可以滿足北方區域需求。北方區域及廣西供應不足部分,由中糧負責協調保供。
二是南方區域合計7個省區,主要通過進口及國內新增產能保供,根據保供條件成熟度逐漸實現全封閉推廣。
南方區域7省區包括:上海、浙江、福建、湖南、江西、廣東及海南,該區域2018年車用汽油消費量為4403萬噸,相應的生物燃料乙醇需求量在440萬噸/年左右。如具備進口條件,可由中石油、中石化等油品生產企業通過進口生物燃料乙醇保證市場供應,未來隨著國內新核準企業燃料乙醇產能釋放,擇機替代進口。
按上述推進方案,我國在2019年底即可完成北方區域(及廣西)的車用乙醇汽油推廣工作,實現連片封閉供應。同時,南方區域可擇機進口生物燃料乙醇,逐漸實現封閉。其他西部9省(區)根據實際情況選擇性推進。
為了保證新的車用乙醇市場推廣工作按計劃區域和時限完成,在擴大推廣使用車用乙醇汽油階段,仍然按照“定點生產、定向流通、封閉運行、國家定價”的產業政策執行,已推廣區域仍按照既有的運行模式操作,新增及利舊生物燃料乙醇產能應為新推廣區域服務,不打破現有成熟市場的供應格局,既調動了新市場開發的積極性,又維護了已推廣車用乙醇汽油市場的穩定運行。未來,隨著車用乙醇汽油全國推廣的實現,逐步推動生物燃料乙醇供需的市場化進程。
國家及地方政府聯合質量監督、市場監管、商務等部門,加強市場監管,規范市場供需渠道,嚴禁北方區域(及廣西)成品油經營企業從非生物燃料乙醇定點生產企業采購燃料乙醇,嚴禁進口燃料乙醇在非允許區域銷售、跨區域串貨,維護生物燃料乙醇市場正常秩序。
原則上,在車用乙醇汽油市場推廣階段,油品生產企業應繼續按照國家規定,即遵守國家發改委辦公廳《關于調整變性燃料乙醇結算價格的通知》的文件精神以及汽油標號的變化,應按國六92#汽油乘以0.9111對應價格進行結算。但是長期以來,燃料乙醇使用企業未按照以上標準嚴格執行,要求燃料乙醇生產降價銷售,最大降價幅度超過1000元,導致在國際石油價格高企時,燃料乙醇生產企業未能獲得高額回報,但在玉米價格高企、國際石油價格低位時,燃料乙醇生產企業獨自承擔了虧損,企業經營和發展壓力極大。
有鑒于此,并充分考慮了石油、石化等油品企業訴求,及國家能源局委托“中國石油化工集團公司經濟技術研究院”對生物燃料乙醇技術經濟性及價稅政策的研究結論,建議在合理的石油價格區間內(布倫特石油價格在45~80美元/桶),燃料乙醇結算價=“國六92#汽油價格x0.853”。
同時,在合理的石油價格區間外(布倫特石油價格在45美元/桶以下或80美元/桶以上),生物燃料乙醇結算價格不再進行調整。即當布倫特石油價格低于45美元/桶時,按45美元/桶對應的結算價格進行結價,避免燃料乙醇生產企業虧損停產;當布倫特石油價格高于80美元/桶時,按80美元/桶對應的結算價格進行結價,讓利給油品企業。
在生物燃料乙醇產業迎來發展新機遇之時,建議國家相關部門加快出臺配套政策,推進市場封閉,規范市場管理,嚴格產業準入,營造更好的產業發展環境。燃料乙醇生產企業也應充分發揮現有裝置生產能力,匹配市場推進產能建設計劃,全力保障責任推廣區域內的生物燃料乙醇供應。