韓微微
四平新型工業化經濟開發區生態化工園區發展玉米全株深加工產業鏈的優勢及建議
韓微微
(遼寧省石油化工規劃設計院有限公司, 遼寧 沈陽 110000)
梨樹縣位于吉林省西南部松遼平原腹地,地處世界黃金玉米帶,玉米加工產業基礎雄厚。為積極應對地緣政治以及國際貿易和技術壁壘對我國化工產業帶來的沖擊,加快形成以國內大循環為主體,國內、國際雙循環相互促進的新型發展格局,滿足國內化工產品市場高端化和專業性需求態勢。園區應立足本地玉米深加工產業鏈和產業體系,圍繞產業鏈部署創新鏈。充分挖掘本地原料、替代原料、資源耦合以及副產品深加工的增值潛力,將地區原料資源優勢逐漸轉化為下游產業鏈綜合發展優勢。在終端產品定位上,應加大高技術含量、高附加價值的頭孢呋辛系列產品、功能糖、酶制劑等產品的比例,不斷延伸發展玉米全株深加工產業鏈,打造東北地區玉米深加工產業基地。
化工園區;玉米;深加工;產業鏈
四平新型工業化經濟開發區生態化工園區位于吉林省四平市梨樹縣,規劃用地面積12.15 km2,包括郭家店鎮園區和十家堡鎮園區兩個片區。新開區化工園區現有化工企業12戶,吉林省新天龍實業股份有限公司、四平精細化學品有限公司、吉林天澤二氧化碳科技有限公司、四平綠健生物技術有限公司等行業知名企業已落戶園區。
梨樹縣地處世界著名的黃金玉米帶,順應玉米深加工企業大型化、集團化、規?;l展趨勢,立足本地原料資源、產業基礎、區位交通等多方面優勢,以新開區化工園區為載體和平臺,提出園區發展玉米全株深加工產業鏈條的建議及重點方向,引導企業延伸產業鏈條,提高產品附加值,打造東北地區玉米深加工產業基地。
玉米是世界上產量最大的糧食品種,中國是世界第二大玉米生產國,2019年玉米產量2.61億t,占世界玉米總產量的23.47%。其中工業消費7 900萬t,占玉米總產量的30.27%。玉米深加工產品超過1 000多種,在食品、醫藥、化工、發酵、紡織、造紙等領域廣泛應用。
2016年玉米收儲制度改革以來,我國玉米深加工產能迅速擴張。截至2020年底,產能增加超過4 000萬t,產業布局向東北地區集聚,大型企業不斷增加,深加工企業集團化、規模化趨勢明顯,行業集中度進一步提高。在東北三省一區中,深加工產能正加速向黑龍江集聚,國投生物、阜豐、象嶼、益海嘉里、寧夏伊品、鴻展等大型企業在黑龍江繼續投資建廠。
從加工企業看,諸城興貿、中糧集團和阜豐集團玉米加工產能分別為820萬t、750萬t和630萬t,占比分別為6.6%、6.0%和5.0%,合計占比為17.6%;從單廠加工產能看,西王、玉峰和金玉米等企業均超過200萬t,新建企業規模大多在100萬t以上。大型加工企業迅速崛起,玉米深加工企業集團化、規?;厔菝黠@,通過延長產業鏈條,提高產品附加值,大企業逐步做大做強,中小企業生存空間收窄。
目前,玉米深加工行業淀粉和酒精的產能占總產能的85%,產業鏈短、產品附加值低,行業盈利能力較弱,主要依靠低價原料賺取微薄的利潤。隨著國內燃料乙醇行業進入新一輪擴張期,國內玉米“產不足需”,在建燃料乙醇項目陸續開工投產后,我國玉米產需缺口將繼續擴大。對于產能過剩產品,虧損將更加嚴重。
1.2.1 鼓勵發展纖維素燃料乙醇
按照“不與人畜爭糧,不與糧林爭地”的原則,國家將科學管控糧食燃料乙醇的總量,特別要嚴控玉米用于生產燃料乙醇,優先保證畜禽飼用需求。短期內可使用質量不達標的糧食加工燃料乙醇,長期來看,應大力發展纖維素燃料乙醇,改變以糧食為原料的現狀。
1.2.2 引導玉米深加工產業高端化發展
提高行業技術研發投入,延長玉米產業鏈,創新經營模式,發展淀粉精深加工產品,提高產品附加值和企業盈利能力,推動企業提質增效和行業轉型升級,實現玉米深加工行業高質量發展。
1.2.3 統籌利用國內外“兩種資源”、“兩個市場”
我國玉米供求形勢長期趨緊。因此,既要穩定國內玉米生產,又要統籌利用好“兩種資源”、“兩個市場”。在確保糧食基本自給、口糧絕對安全的前提下,國內過剩的口糧可以進入飼料領域替代玉米,也可以依托港口進口玉米、高粱、大麥、DDGS、木薯等玉米替代品,以更好保障國內玉米供給安全。
園區內的吉林省新天龍實業股份有限公司、吉林天澤二氧化碳科技有限公司、四平綠健生物技術有限公司、四平市精細化學品有限公司等企業,已初步形成酒精、二氧化碳、淀粉糖、糠醛等玉米深加工產業基礎。
梨樹縣位于吉林省西南部松遼平原腹地,地處世界黃金玉米帶,素有“東北糧倉”和“松遼明珠”之稱。全縣擁有400多萬畝肥沃的黑土耕地面積,糧食總產量多年保持在50億斤以上,穩居全國產糧大縣前五強。2020年,全縣僅玉米產量就達到38億斤。
2.3.1 合規化工園區
四平新型工業化經濟開發區化工園區規劃面積12.15 km2,是吉林省人民政府批準設立的化工園區之一,手續齊備,園區總體規劃、產業發展規劃、規劃環評、整體性安全風險評價、地下水環境影響評價已全部完成。園區已通過吉林省化工園區領導小組辦公室組織的化工園區認定,屬于省級政府認定的合規化工園區,化工項目可放心落戶。
2.3.2 創新創業平臺
新開區與中科院長春應化所合作設立的應化實驗中心平臺,對推進化工新材料的研發和成果轉化具有獨特的優勢。目前,應化所二氧化碳基生物降解塑料催化劑及聚苯胺、高分子聚合反應等6個科技含量高、市場前景好的項目年底前可入駐應化實驗中心;園區與盤錦遼東灣精細化工園區建設管理有限公司合作建設的精細化學品園項目已經開展前期工作,建成后將更好地促進成果就地轉化,形成人才集聚和產業集聚優勢。
東北三省高校和科研院所密集,特別是中科院長春應化所、吉林大學、長春工業大學、吉林農業大學、東北師范大學等國家及省部級重點院校對入園企業產品研發、科技創新、人才引進具有較強的支撐能力。坐落于新開區內的中科院長春應化所科創中心已為企業提供了一定的人才和科技支撐,四平市實施科技領軍人才支撐計劃等12項人才重點工程,于2016年至今為全市引進碩士、博士專業人才800余人,為新開區建設提供了優質產業人才培訓基地。
新開區地處東北振興哈大一級發展軸上。距沈陽190 km,距長春70 km,距大連港580 km,距營口港380 km。東北地區幾條最主要的交通干線京哈鐵路、哈大高速鐵路、102國道、哈大高速公路以及正在建設的集安-錫林浩特高速公路都從區內經過,周邊有2座火車站,8條鐵路專用線,2個高速公路口,區位交通優勢明顯。
依托四平地區資源優勢、區位條件、產業基礎,以市場為導向,以政策為引領,堅持延鏈、強鏈、補鏈原則,以吃干榨凈玉米全株資源為方向,集合資源要素、集中點面布局、集聚龍頭企業,重點打造酒精、糠醛、淀粉、蛋白、糖、酶工程、玉米芯及秸稈高值化利用等產業鏈。通過對玉米產品梯次開發,原料循環利用,促進產業鏈延伸、價值鏈提升,實現從玉米精深加工到高附加值加工,實現由傳統產業向工業化、規?;?、信息化、現代化的轉變。從而帶動品種研發引進、農機裝備制造、糧食收儲、物流配送等產業發展。
中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。為了深入貫徹生態文明思想,以及對經濟安全和日益突出環境問題的擔憂,園區應發揮產業基礎優勢,依托龍頭企業和科研單位,提前布局石油基資源制化學品和燃料的替代研究。隨著生物質基乙醇工業項目的蓬勃發展,乙醇資源不斷豐富,將其作為原料制備化學品有望發展成為新的石油資源替代路線,進而豐富化學品制備新工藝,促進產業結構精細化升級,符合我國“節能減排、綠色低碳”的能源資源發展戰略,對改善生態環境意義重大。
乙醇通過催化轉化可以生產烯烴、醛、酮、醇、芳香化學品等。從原子經濟性考慮,轉化過程對乙醇分子保碳保氧,制備含氧化學品,減少碳排放是乙醇高值清潔利用的路線。其中,乙醇在銅上可以選擇性生成乙醛,可用于生產食品添加劑等精細化工產品;乙醇或乙醛在酸堿雙功能催化劑上發生碳-碳偶聯反應生成高碳脂肪醇/醛,可用于生產基礎原料或用作清潔高密度燃料;乙醇或乙醛發生碳鏈偶聯和芳構化反應生成醫藥前體芳香醇/醛,是當前研究前沿。
近期,以新天龍實業為龍頭發展酒精深加工產業,產品涉及食用酒精、藥用乙醇、無水乙醇、燃料乙醇、變性燃料乙醇、DDGS(酒糟蛋白飼料)等,并以酒精為原料延伸乙酸、乙酸乙脂、乙醛、高碳脂肪醇產業鏈。
遠期,對提取功能糖后的廢渣進行二次開發,通過其中的纖維素,生產二代生物燃料——纖維素乙醇。纖維素乙醇是一種優良的燃料品質改善劑和增氧劑,是一種清潔的綠色能源。
糠醛,又稱2-呋喃甲醛,是一種重要的精細化工原料。糠醛的生產原料十分廣泛,可以由富含半纖維素、纖維素的玉米芯、甘蔗渣和小麥秸稈等農林廢棄物為原料制備,廣泛應用于合成橡膠、樹脂、涂料、醫藥、農藥等工業。作為呋喃環系最重要的衍生物,糠醛可通過選擇加氫獲得一系列下游產品,如糠醇、四氫糠醇、2-甲基呋喃、2-甲基四氫呋喃、1,2-戊二醇(1,2-PDO)、1,5-戊二醇(1,5-PDO)等[2]。
近期,以四平精細化工為龍頭,加快呋喃系列產品開發,擴大頭孢呋辛系列產品規模。
遠期,將2-甲基呋喃和四氫呋喃作為糠醛下游的重點方向,發展以2-甲基呋喃為中間體發展農藥產業鏈,糠醛-四氫呋喃-聚四氫呋喃-氨綸/聚氨酯樹脂產業鏈,做強做大糠醛產業鏈。
利用玉米芯、秸稈中的半纖維素成分,與江南大學的教育部糖化學與糖生物學重點實驗室、大連醫科大學的遼寧省糖生物學重點實驗室等國內糖科學研究中心合作,采用分子生物學、細胞生物學等生物工程技術研究與開發糖工程,將糖轉化成與人類生活密切相關的功能糖、糖類藥物、糖類農藥以及糖類飼料添加劑等產品[3]。
以四平綠健生物技術有限公司為龍頭,發展低聚木糖、阿拉伯糖、異麥芽寡糖等功能糖,延伸發展木糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇等產品,發展壯大功能糖產業鏈。
玉米的深加工主要集中在玉米淀粉的利用方面,以淀粉為原料發展變性淀粉、淀粉微球、高直鏈玉米淀粉、淀粉納米粒、淀粉膠黏劑、聚乳酸等產品。
玉米蛋白粉中蛋白質含量在60%以上,是優質的植物蛋白來源。其深加工產品有玉米醇溶蛋白、黃色素、蛋白肽、多肽等[4]。
依托吉林農業大學秸稈生物學與利用教育部重點實驗室、吉林省農科院等省內大專院校、科研院所和龍頭企業,重點發展生物菌、淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、特異性糖苷酶等生物化工產品,提高對淀粉、糖、秸稈、玉米芯等玉米初級加工產品的二次開發,促進玉米深加工產業延鏈、補鏈、強鏈。
結合發酵工程、酶工程等先進生物化工技術,研發秸稈飼料化利用關鍵技術,增強青儲飼料的適口性、改善牲畜消化率,提高秸稈飼料轉化利用率,助力吉林省“秸稈變肉”工程。
提取玉米芯廢渣中的木質素成分,生產新型綠色高分子材料——木質素,作為綠色保溫隔熱材料、染料分散劑、橡膠助劑等的重要原料。
與科研院校合作開發石墨烯、石油泄漏吸附產品、塑膠產品等玉米全株高值化利用技術,做好項目儲備。
利用二氧化碳鋪集封存技術,依托中科院長春應化所、大連理工大學等科研院所在二氧化碳產業化方面的科研成果,發展食品級二氧化碳、水性膠、二氧化碳全降解塑料等產品項目。
為積極應對地緣政治以及國際貿易和技術壁壘對我國化工產業帶來的沖擊,加快形成以國內大循環為主體,國內、國際雙循環相互促進的新型發展格局,滿足國內化工產品市場高端化和專業性需求態勢。園區應立足本地玉米深加工產業鏈和產業體系,圍繞產業鏈部署創新鏈。充分挖掘本地原料、替代原料、資源耦合以及副產品深加工的增值潛力,將地區原料資源優勢逐漸轉化為下游產業鏈綜合發展優勢。在終端產品定位上,加大高技術含量、高附加價值的化工新材料、專用化學品的比例,不斷延伸發展玉米全株深加工產業鏈。
[1]諶琴,劉冬竹,曹智,等.引導玉米深加工行業健康發展促進行業轉型升級[J]. 中國糧食經濟,2020,10: 63-65.
[2]趙芷言,丁佳晶,夏斐斐,等.生物質制備糠醛及其研究進展[J].廣州化工,2020,11:1-4.
[3]王倬,劉洪濤,尹恒,等.糖工程發展態勢分析[J].中國生物工程雜志,2019,39 (1):1-12.
[4]秦微微,鄭寶仁. 玉米深加工副產品的研究與利用[J]. 黑龍江糧食,2020(09):54-56.
Advantages and Suggestions of Developing Corn Whole Plant Deep Processing Industrial Chain in the Ecological Chemical Industrial Park of Siping New Industrial Economic Development Zone
(Liaoning Petrochemical Planning and Design Institute Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110000, China)
Lishu County, located in the hinterland of Songliao Plain in the southwest of Jilin Province, is located in the world's golden corn belt, with a solid foundation of corn processing industry. In order to actively cope with the impact of geopolitics and international trade and technical barriers on China's chemical industry, we should accelerate the formation of a new development pattern with domestic cycle as the main body and domestic and international cycle mutually promoting, so as to meet the high-end and professional demand trend of the domestic chemical product market. The park should base on the local corn deep processing industrial chain and industrial system and deploy innovation chain around the industrial chain. The value-added potential of local raw materials, alternative raw materials, resource coupling and by-product deep processing should be fully tapped to gradually transform the advantages of regional raw materials resources into the comprehensive development advantages of the downstream industry chain. In terms of terminal product positioning, the proportion of cefuroxime series products, functional sugars, enzyme preparations and other products with high technical content and high added value should be increased to continuously extend and develop the corn whole-plant deep processing industrial chain and build a corn deep processing industrial base in Northeast China.
Chemical industry park; Corn; deep processing; Industrial chain
2021-02-16
韓微微(1982-),女,滿族,高級工程師,碩士研究生,遼寧省沈陽市人,2008年畢業于吉林農業大學生物物理學,研究方向:石化化工醫藥行業咨詢、設計。
TQ081
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1004-0935(2021)03-0383-04