燃料酒精的发展现状和研究趋势

燃料乙醇包括变性无水乙醇和含水乙醇。所谓变性无水乙醇是指对体积分数为95%左右的乙醇进一步脱水，再加上体积分数为5%的变性剂(一般为无铅汽油或无铅的烃类)，使之成为水分含量小于0.8%、且不可食用的变性无水乙醇，它与汽油按一定比例混合，可作为车用燃料；而含水乙醇是纯度为93.2%±0.6%的乙醇，能直接作为车用燃料。

目前，乙醇已不单是一种优良燃料，它已经成为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用，作为一种新型的、可再生的清洁能源而越来越受到世人的重视。燃料乙醇既是一种清洁能源，又是一种良好的汽油增氧剂和辛烷值调和组分，用以代替四乙基铅、甲基叔丁基醚(mtbe)和乙基叔丁基醚(etbe)。将乙醇调入汽油中，对降低汽车尾气中的一氧化碳和烃基类化合物的含量很有效，可以起到净化空气的效果；同时，燃料乙醇是一种生物转化的太阳能，燃烧后本质上不会增加空气中二氧化碳的含量，不会增加温室效应，是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能节约石油、净化空气，转化多余的粮食，为人类社会的可持续发展提供一条简单有效的途径。

一、国外燃料乙醇销售和使用情况

1、美国玉米生产燃料乙醇产业链成熟

美国燃料乙醇开发和使用时间较早，早在1930年，美国在加州首次销售乙醇汽油。1973年的世界石油危机中，巴西、美国率先推行“汽油醇计划”，自此美国燃料乙醇产业加速发展。年产量突破10亿加仑用了10年时间（1984-1993年），突破20亿加仑也用了10年时间（1993-2002年），而由20亿至30亿加仑仅仅用了2年时间（2002-2004年）。根据美国能源部的计划，到2025年可再生物质生产的生物燃料将代替从中东进口的石油的75%，到2030年将用生物燃料代替现在汽油使用量的30%，届时将需要燃料乙醇600亿加仑，即约1.8亿吨。

目前，美国燃料乙醇生产量约占世界产量的33%。近年来生产使用情况及预测如下表所示。

美国燃料乙醇使用情况及预测

年份使用量/（亿加仑）使用量/万吨

200016484

200328.1850

2004341027

2017401211

2017561514

2017601800

2012752271

20201003000

资料来源：美国能源部

美国生产燃料乙醇的主要原料是玉米，基本90%以上的燃料乙醇企业建在玉米地里。生产工艺主要是全粒法（干法）阶梯式连续发酵，其副产物干酒槽颗粒饲料（ddgs）可做牛的饲料。另外，有企业用溶剂将ddgs中所含油脂萃取出来，进一步制成生物柴油和甘油，也有企业将初馏塔釜底液进一步处理后，经复合纤维素酶酶解其中的纤维和半纤维素，分离后残渣加工成蛋白饲料，酶解液进一步发酶制醋酸。醋酸可直接销售，也可与乙醇生成醋酸乙酯，再氢解为乙醇，在这一系列反应中，葡萄糖将全部转化为乙醇，而无co2析出，因此原料利用率大为提高。目前美国生产燃料乙醇的成本在0.33美元/升。

美国推广燃料乙醇取得的明显成效中可以有所借鉴：一是政府的立法行为起到了实质性的推动作用；二是实行燃料乙醇与其他深加工产品联产的方式，企业可以根据市场行情进行产出结构调整和品种调剂，从而做到平衡生产，实现生产装置的稳定运行，经济效益比较突出；三是燃料乙醇生产企业多数坐落在原料主产区，且产品深加工的资源和市场十分配套，美国的燃料乙醇企业建在玉米地里，能够实现产品就地加工；四是农业生产实现了机械化，生产燃料乙醇的原料成本较低，同时，燃料乙醇产业的快速扩张又刺激了农业生产的迅猛发展，燃料乙醇企业和农民的收入一并得到了提高，实现了良性循环。

2、巴西推广燃料乙醇使用最为成功

巴西是世界上推广燃料乙醇最成功的国家，2017年，燃料乙醇占全国总能源消费量的76.41%，而在美国该比例为3.91%，泰国为1.88%，欧盟为1.19%，其它国家该比例均不足1%。08/09榨季巴西乙醇产量分别为251亿升，预计09/10、10/11榨季乙醇产量将达258亿升和297.7亿升。巴西生产的甘蔗乙醇不仅在自己国家使用，也出口到其它地区，2017年巴西出口甘蔗乙醇30亿升，占全世界甘蔗乙醇出口量的70%，其中58.9%是销往美国，11.5%销往荷兰，其余销往日本、瑞典等地。巴西农业部长罗伯托罗德里格斯宣布，到2017年，巴西计划将乙醇燃料的年产量扩大到350亿升，其中约100亿升将用于出口。

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