燃料酒精的发展现状和研究趋势

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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。

燃料酒精的发展现状和研究趋势

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

2000 16 484

2003 28.1 850

2004 34 1027

2017 40 1211

2017 56 1514

2017 60 1800

2012 75 2271

2020 100 3000

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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巴西乙醇产量统计

榨季 06/07 07/08 08/09 09/10e 10/11e

乙醇产量（十亿升） 16.01 20.35 25.10 25.80 29.77

乙醇增产 27.1% 23.4% 2.8% 15.4%

资料来源：西杰优盛

巴西燃料乙醇产业开发成熟与其国家政策支持和自然条件有关。在第一次石油危机爆发时，巴西近90%的石油依靠进口，国民经济由此遭受了沉重的打击。基于国家能源安全和经济发展考虑，1975年，巴西实施了全国乙醇计划。政府为甘蔗种植提供补贴，并在1500人以上的城镇，强制加油站安装乙醇加油泵。到20世纪80年代初，巴西销售的车辆几乎都使用乙醇燃料，军人政权建立的配送体系，让驾驶员能在任何地方加上乙醇燃料。

另外，巴西拥有最适合甘蔗生长的地理环境，而甘蔗则是目前已知最富含乙醇的原料。巴西是世界上能源农业成本最低的国家，每桶生物柴油的成本仅为26美元。只要石油价格超过每桶30美元，巴西生物能源的生产就有竞争力。其次军政府的政策在很大程度上促进了巴西燃料产业的飞速发展。虽然巴西目前已经探明的石油和天然气储量在拉丁美洲仅次于委内瑞拉，基本上实现了自给自足。

再次是科技上的突破：①到21世纪初，巴西乙醇的生产效率已经翻了3番，生产成本已从60美分／升降至约20美分／升，具有充分的市场竞争力；②2003年，大众汽车(巴西)公司向巴西国内市场引进了的第一种“灵活燃料”汽车，可以同时使用乙醇和汽油燃料，这种汽车的出现对燃料乙醇的发展也起到了重要作用。

经过多年的努力，巴西不仅成为乙醇的生产大国，而且生产工艺技术日渐成熟，是以乙醇燃料替代石油最成功的国家之一，现为世界上唯一不供应纯汽油的国家。除得天独厚的自然条件外，巴西燃料乙醇产业发展的关键在于：一是同美国一样，立法起到了实质性的推动作用；二是政府的扶持政策运作理想，补贴和税收减免计划对企业有较强的吸引力；三是积极寻求国际合作，利用外资为该优势产业注入新的发展活力，同时积极拓展国际市场。

3、其它国家和地区发展积极发展燃料乙醇产业

欧洲积极推广燃料乙醇的开发使用

欧洲委员会在2017年3月通过决议，为欧盟各成员国设立目标，要求它们在2020年之前，实现生物燃料在交通能源消耗中的比重占到10%的目标。欧洲生物乙醇燃料协会(ebio)发布信息表明，2017年，欧洲生物乙醇燃料产量同比增加了71%，达l5．65亿升，2017年欧洲生物乙醇产量为9．13亿升，2004年产量仅为5．28亿升。欧盟2oo6年生物乙醇燃料消费量达到170亿升，从巴西进口到瑞典、英国和芬兰的大约为2．3亿升。

欧洲主要国家燃料乙醇产量

2017（亿升） 2017（亿升）

德国 4.31 1.65

西班牙 4.02 3.3

意大利 1.28 0.08

波兰 1.20 0.64

欧洲 15.65 9.13

资料来源：欧洲生物乙醇燃料协会

加拿大“生物燃料资本计划”推动乙醇燃料发展

加拿大享受乙醇免税政策，并支持发展生物燃料，以此作为温室气体减排计划的重要举措。根据2017年联邦预算，未来7年内联邦政府要拨款20亿加元支持国家的可再生燃料生产。另外，政府已宣布投入5亿加元的资金，通过“生物燃料和生物产品计划”，来协助农民和农村社区开发新的生物经济市场。据加拿大政府网消息，加拿大联邦农业食品查克斯特拉尔宣布正式启动生态农业生物燃料资本计划。此项计划旨在帮助农民建造和扩建生物燃料生产设施，以提高可再生燃料产量。为降低废气排放和减少温室气体，政府承诺，到2017年，可再生燃料在加拿大全部汽油中的含量平均要达到5％；到2012年，可再生燃料在所有柴油和加热油中的含量平均要达到2％。

日本预计2030年全部使用e10燃料

日本环境省决定，到2030年日本国内出售的车用汽油应更换成el0（乙醇含量为10%）燃料。据日本环境省的计划，车用汽油的更换是一个逐步推进的过程。2017-2012年，日本国内50％的燃料将更换成e3燃料(乙醇含量为3％)；从2020年起，日本开始供应el0燃料；到2030年，日本所有车用汽油都将更换成e10燃料。日本政府将投资80亿美元购买巴西40个乙醇蒸馏工厂的部分股权，为日本即将推行的汽油与乙醇混合燃料使用计划提供稳定的能源供应。

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二、我国

1、我国燃料乙醇发展历程

改革开放以来，我国粮食大幅度增产，由早期的勉强满足自给变为市场相对过剩；同时，随着国民经济的持续增长，国内油料市场发生了极大变化，我国由石油自给自足变为石油净进口国。20世纪90年代后期，我国对燃料乙醇进行试生产，2000年政府决定将燃料乙醇的开发生产、使用列入第十个五年规划。

2001年，国家投资建立了4个大型燃料乙醇生产企业，其中黑龙江、吉林和安徽的三个企业以玉米作为主要原料，三个企业的年均综合生产能力为90万吨左右。在河南省建立的企业主要以陈化小麦为原料，年均燃料乙醇生产能力约为20万吨。

2o02年全国燃料乙醇产量才3万吨。2002年6月30日起，郑州、哈尔滨、洛阳、南阳、肇东等5个城市开展了为期一年的车用乙醇汽油使用试点工作，燃料乙醇的产量也开始呈现几何级数增长。

2o04年4月，国家发改委、公安部、财政部、商务部等八部委下发《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》。试点范围开始扩大，“十五”期间，黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北、江苏4省的27个市实现了燃料乙醇汽油封闭运行。

我国燃料乙醇发展历程时间发展阶段发展特点

上世纪90年代中期至2000年初期试点阶段对燃料乙醇试生产

2000-2017年稳步发展阶段国家出台政策支持补贴生产企业，在示范城市推广使用（生产原料为陈化粮）

2017-2017年非粮乙醇发展木薯、高粱等粮食生产乙醇项目叫停；推广发展非粮燃料乙醇。（主要原料为木薯）

纤维素以农作物秸秆、皮壳为原料，发展探索阶段，成本较高

资料来源：西杰优盛分析整理

2017年2月人大会已审议通过了《可再生能源法》，同年我国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。2017年，我国的燃料乙醇产量为10×108l，2017年底，我国已成为仅次于美国、巴西的世界第三大燃料乙醇生产国。

在各生产线全部投产，各地对燃料乙醇需求扩大之时，燃料乙醇生产原料告急，陈化粮已经远远不能满足生产需要，各地玉米价格一路上涨，燃料乙醇开始被指责为“与粮争地”、“与民争粮”。针对国内一些地方盲目发展玉米加工乙醇能力的情况，2017年12月18日，国家发改委、财政部联合下发紧急通知，要求“各地暂停核准和备案玉米加工项目，并对在建和拟建项目进行全面清理。”2017年，财政部印发的《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》也明确提出：“石油替代可再生能源开发利用，重点是扶持发展生物乙醇燃料、生物柴油等，其中生物乙醇燃料是指用木薯、甘蔗、甜高粱等制取的燃料乙醇”。

2017年9月，中华人民共和国国家发展和改革委员会颁布了《可再生能源中长期发展规划》，燃料乙醇作为再生能源成为了政府重点推广的新型能源。在国内对石油需求量日益增长的情况下，燃料乙醇的推广和普及具有重要意义。

“十一五”期间，我国发展燃料乙醇重点推进不与粮食争地的非粮食作物如薯类、甜高粱、甘蔗及植物纤维的原料替代；同时结合我国农业种植结构的调整和国外的成功经验，因地制宜，专项发展能源作物，实现燃料乙醇原料供给多元化。2017年12月22日，中粮集团投资的国内第一个以木薯为原料的年产20万吨燃料乙醇试点项目在广西北海揭牌投产。

由于木薯生产燃料乙醇原料价格高，中粮集团曾计划在广西再建一个30万吨的木薯乙醇项目，但时至今日尚未启动。此外，虽然木薯和玉米、小麦相比，已属“非粮”，但仍有“与粮争地”的问题。因此木薯这类非粮作物也只能是一种过渡性原料，今后的发展方向只能使用纤维素生产乙醇。2017年8月，河南天冠集团开始建设年产3000吨的纤维素乙醇项目，这是国内首条纤维素乙醇产业化生产线。2017年5月27日，中粮集团宣布与中石化、丹麦诺维信公司(novozymes)联手打造中国规模最大的纤维素乙醇工厂。新工厂将于2011年正式投建，规模为1万吨/年。虽然目前其生产成本还比较高，但诺维信公司研制的诺纤力赛力二代(cellic ctec2)酶产品的成本可将成本大幅度降低。

2、我国燃料乙醇产业受政策影响较大

2002年我国燃料乙醇产量仅为3万吨，2017年，我国的燃料乙醇产量达到81万吨，2017年底，我国已成为仅次于美国、巴西的世界第三大燃料乙醇生产国。2017年燃料乙醇产量达到81万吨，2017年达到158万吨，2017年产量达到了172万吨，同比增长8.86%。

2017-2017年我国燃料乙醇产量

年份产量（万吨）

2004 68

2017 81

2017 100

2017 --

2017 158

2017 172

资料来源：西杰优盛调研

目前燃料乙醇的生产大多还集中在国家规定的5家定点生产企业。其中吉林燃料乙醇公司30万吨后扩建到40万吨，河南天冠燃料乙醇公司30万吨，安徽丰原生化公司32万吨后扩建到44万吨，黑龙江华润酒精公司10万吨。另外，2017年底广西中粮生物质能源公司木薯乙醇项目投产，年产能为20万吨/年。

我国燃料乙醇主要生产厂家及其产能

生产企业2017 产能（万吨）主要原料

吉林燃料乙醇有限公司 40 玉米

黑龙江华润酒精有限公司 10 玉米

安徽丰原生化股份有限公司 44 玉米

河南天冠燃料乙醇有限公司 30 小麦

广西中粮生物质能源公司 20 木薯

资料来源：西杰优盛分析整理

为避免恶性竞争，政府圈定了销售范围。在发改委2004年下发的《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》里，要求黑龙江华润酒精有限公司的10万吨燃料乙醇全部在本省使用；吉林燃料乙醇公司3o万吨燃料乙醇在本省销售1o万吨，其余20万吨调往辽宁销售；河南天冠燃料乙醇公司30万吨燃料乙醇在本省销售13万吨，其余17万吨调往湖北和河北13个地市销售；安徽丰原生化股份有限公司32万吨燃料乙醇在本省销售10万吨，其余22万吨调往山东、江苏和河北的14个地市销售。

试点范围扩大后，到2017年l2月，黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省已全部实现车用乙醇汽油的封闭运行；湖北省已于12月1日起正式进行封闭推广。在试点的9个省，乙醇汽油已占汽油消费量的20％，每年节省100万吨的汽油。到2017年，安徽省乙醇汽油销售总量比上年增长了l0％以上；湖北省车用乙醇汽油市场覆盖率达9o％以上。另外2017年9月，广西区宣布计划从2017年12月15日开始运行销售车用乙醇汽油，禁止销售普通汽油，基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油，广西销售的燃料乙醇由广西中粮生物质能源公司供应。

我国燃料乙醇生产供应区域分析

生产省份公司名称原料供应省份

黑龙江华润酒精玉米黑龙江

吉林燃料乙醇玉米吉林、辽宁

安徽丰原生化股份玉米安徽、山东（7市）、江苏（5市）、河北（2市

河南天冠燃料乙醇小麦河南、湖北（9市）、河北（4市）

广西中粮生物质能源木薯广西

资料来源：《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》

3、中粮控制了全国燃料乙醇70%产能

目前，中粮集团已经全资收购了黑龙江华润酒精，入股吉林乙醇项目20％的股份，并对安徽丰原控股20.7%，成为安徽丰原的最大股东，“中粮”一举掌控了四大项目175万吨燃料乙醇的产能，在国内替代能源领域占据主导地位。目前中粮集团已经控股国家首批4家燃料乙醇定点生产企业中的3家，拥有目前全国70％的燃料乙醇产能。

中粮用于生产燃料乙醇接近一半的原料都是粮食。国家叫停粮食乙醇，作为农产品加工的产业，中粮面临空前挑战，也有更大的动机与国家层面的政策进行博弈，维持其既定利益。

国家首批燃料乙醇定点生产企业股权结构

生产企业股权结构

吉林燃料乙醇有限公司中粮20%，中国石油天然气集团55%，吉林粮食集团25%

黑龙江华润酒精有限公司中粮全资持股

安徽丰原生化股份有限公司中粮控股20.7%，其它股权分散

河南天冠燃料乙醇有限公司天冠60%，中国石油化工集团40%

资料来源：西杰优盛分析整理

4、成本居高不下，依赖政府补贴

全球著名咨询机构科尔尼公司提供的《中国燃料乙醇产业现状与展望——产业研究白-皮-书》显示，目前中国燃料乙醇产业生产成本比美国高出17％；与此同时，中国乙醇的价格又比美国低18％。这样就使得中国的乙醇生产必须要依靠政府的补贴才能够保本、盈利。中美燃料乙醇的生产，在效率上也有较大的差距。中国生产1吨乙醇需要消耗12.0吨水，而美国只要1.8吨水；中国需要3.3吨玉米生产1吨乙醇，而美国的转化率是2.8；中国乙醇生产的污染物排放也比美国严重得多。出于粮食安全的考虑，中国不可能像美国和巴西那样大规模的种植用于乙醇制造的作物，因此，必然要求较高的资源利用率。

各国燃料乙醇生产成本对比

国家主要原料生产成本（美元/升）

美国玉米 0.33

巴西甘蔗 0.20

欧洲小麦 0.48

中国玉米 0.39

资料来源：中国农村能源行业信息网

2003年年末，中央政府针对四家乙醇企业制定了五年补贴计划：2004年企业每生产1吨乙醇可享受2736元补贴，此后逐年降低，到2017年降为1373元(2017年，财政部又制定《生物燃料乙醇弹性补贴财政财务管理办法》，不再实施固定补贴，转而实行弹性补贴政策)。西杰优盛认为，对燃料乙醇实行弹性补贴制度，或将加强企业的财务约束，有助于抑制相关定点厂家依赖补贴盲目扩张的冲动。

自2002年试点以来，4家燃料乙醇定点生产企业共减免两税1．9亿元；中央财政共拨付亏损补贴20亿元。

安徽丰原生物化学股份有限公司是上市公司，公司向公众提供的数据是：国家提供的财政补贴，2017年为1883元／吨，2017年为1628元／吨，2017和2017年为1373元／吨。根据丰原公司2017年的财务报表，2017年丰原公司的营业利润为-8亿元，而净利润6170万元，原因是巨额的营业外收入，其中主要是政府发给的燃料酒精补贴收入8.8亿元和技改奖励1亿元。

河南天冠集团提供的数据显示：2004年天冠集团每生产1吨燃料乙醇，国家给补贴2070元，2017年已把这个补贴降为1721元／吨，2017-2017年，国家对天冠集团燃料乙醇的生产补贴降为1373元／吨。

5、未来非粮燃料乙醇有广阔的发展空间

中国的粮食安全问题一直作为国家政策关注的重点，当初发展玉米燃料乙醇是为了解决“陈化粮”问题，严格来说并非一项战略决策而是过渡性政策。到现在，发展玉米燃料乙醇带来的粮价、肉价上涨问题凸显，就此停止玉米燃料乙醇的发展，本着“不与粮争地、不与民争粮”的原则，改走非粮为主的方案，是未来中国的必然选择。

在《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》中提出，扣除限制发展的粮食生产燃料乙醇，未来5年还有350万吨左右的非粮生产燃料乙醇发展空间，《规划》中鼓励发展以木薯、甘蔗、红薯、甜高梁等原料生产燃料乙醇，并对各种原料的年加工量和产业布局进行了详细规划。

另外，国家大力支持发展非粮燃料乙醇，在《国家可再生能源中长期发展规划》中提出了非粮燃料乙醇利用目标：到2017年，增加非粮原料燃料乙醇年利用量2ⅹ106吨；到2020年，生物燃料乙醇年利用量达到1ⅹ107吨。

面对非粮燃料乙醇巨大的潜在市场，中国石油等国有大型企业积极投入到非粮燃料乙醇行业中，并提出了各自的规划目标。作为我国最大的能源生产和供应商，中国石油分别与国家林业局、四川和山东等省签署了生物能源合作框架协议，共同建设非粮生物能源原料基地，并相继开展以薯类、甜高粱为原料的燃料乙醇中试生产，同时积极开展纤维乙醇生产试验，取得了显著成效。此外，中粮集团、中科院等科研院所也正积极开展甜高粱、菊芋、藻类等非粮燃料乙醇的研究、中试及生产等工作。可以预计未来非粮燃料乙醇的生产将有着广阔的发展空间。

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