我国生物燃料产业化前景分析

　　生物燃料主要包括生物柴油和生物乙醇。生物柴油是植物油与醇类（通常是甲醇
）进行酯化反应得到的，如油菜籽、向日葵、红花、芥菜、棉籽、棕榈籽、椰子及大
豆，还可以牛肉、猪肉或家禽的脂肪，甚至以饭店回收的油脂为原料。生物乙醇是从
植物中获取的糖经过发酵得到的，多以淀粉类植物为原料，在美国，普遍以玉米作为
原料；在巴西，则是以甘蔗作为原料；木薯作为生物乙醇原料的情形也比较普遍。在
美国和巴西，从这些作物中生产生物乙醇已经实现了商业化。在欧洲，从油菜等油料
作物中生产的生物柴油正在迅速地被接受。原油和天然气价格高企激发了人们对生物
燃料的浓厚兴趣，从而将生物燃料从小市场发展成数１０亿美元的主流产业。

　　一、国外生物燃料发展现状

　　（一）生物柴油

　　作为应对气候变化战略的一部分，西欧和北美政府强制要求，在未来１５年里汽
油和柴油中要添加更多的生物燃料组分。修改后的欧盟燃料质量法规定，欧盟汽油中
可再生乙醇的含量将从５％倍增至１０％，欧盟各国将在加油站出售这种命名为Ｅ１
０的汽油。

　　斯坦福（ＳＲＩ）咨询公司公布的一项研究结论，世界对生物柴油的需求量有望
从２００６年的６９０万吨增长至２０１０年的４４８０万吨。到２０１０年，亚洲
有望超过北美、中欧和东欧，成为仅次于西欧的世界第二大生物柴油生产地区。全球
生物柴油工业呈现快速增长，２０００～２００５年产能、产量及消费量年均增长率
约为３２％，而到２００８年产能和需求增速更快，年均增速将分别达到１１５％和
１０１％，甚至更高。２００５～２０１０年全球生物柴油生产模式也将发生变化，
２００５年西欧生物柴油产量占全球总产量的７５％，２０１０年将减少至低于４０
％，主要原因是以亚洲为首的其他地区产量增速加快，亚洲将可能成为第二大生物柴
油生产地区，其次是北美地区。从消费情况来看，２００５年德国占全球消费量的６
１％，其他消费国家主要包括法国、美国、意大利和巴西，其消费总和只占到全球消
费量的１１％。２０１０年，美国可能成为全球最大的生物柴油市场，占全球消费量
的１８％，新的大型消费市场将出现在中国和印度，其他国家的消费总和将占到全球
消费量的４４％。生物燃料的原料来源成为生物燃料可持续发展的重要课题。

　　东南亚正在崛起成为一个主要的生物柴油生产基地，到２０１０年更有望成为世
界上领先的供应地区。东南亚各国政府和企业纷纷斥巨资发展生物柴油工业，在建的
生物柴油工厂遍及各地，也因此成为未来西欧和北美地区生物柴油的主要供货地。棕
桐油是东南亚最丰富的自然资源之一，将成为该地区发展生物柴油工业的主要原料。
同时，该地区还计划将大量土地开发为新的油棕种植园。东南亚生物柴油工业发展最
快的是马来西亚，然后是泰国和印尼，马来西亚和印尼的粗棕榈油合计产量大约占到
全球产量的８５％。

　　泰国能源部去年５月份开始实施一项到２０１２年使生物柴油产量达到２５５万
吨的计划。马来西亚政府表示，２００７年，该国生物柴油产量将翻一番多，达到１
１０万吨，工厂将由３家增加至今年的２２家，到２００８年将达到２９家，到２０
１０年，马来西亚生物柴油产量将达到３３０万吨，成为仅次于美国和德国，与印度
并列的世界第三大生物柴油生产国。印尼政府表示，该国生物柴油产量有望从２００
６年的１８万吨增长至２００７年的７５万吨，到２００８年将达到１２０万吨，该
国的生物柴油工厂将由４家增加至今年的１５家，到２００８年将达到２３家。到２
０１０年，印尼和泰国的生物柴油年产量都将达到约１３０万吨。

　　（二）生物乙醇

　　目前，巴西所有车用汽油均添加２０％～２５％的燃料乙醇，并且已有大量使用
纯燃料乙醇的汽车。除在本国大力发展生物乙醇工业之外，巴西还积极开展国际“乙
醇外交”。今年３月，巴西与美国签订了在西半球鼓励生产和消费乙醇的协定。此外
，还同意大利和厄瓜多尔签订了共同开发乙醇项目的合作协定。中国限制使用玉米加
工生物燃料之后，引起了巴西工业界的广泛关注，巴西农业部１９９５年就表示关注
中国推广使用乙醇汽油的行动，希望与中国在发展乙醇燃料方面进行广泛的合作。
　美国从上世纪７０年代开始利用其耕地多、玉米产量大的优势，发展燃料乙醇，目
前以玉米为原料生产燃料乙醇的生产工艺已经基本成熟。今年年初布什表示，美国到
２０１２年法定的可再生和替代性能源的总量目标是要达到７５亿加仑，到２０１７
年达到３５０亿加仑，而当前的替代能源每年产量是４０亿加仑。因此美国玉米价格
节节攀升。随着对燃料汽油需求的不断增加，美国的乙醇加工项目也不断上马，２０
０４—２００５被用于生产乙醇的玉米总量是１３．２３亿蒲式耳，２００５～２０
０６达到２１．５亿蒲式耳，美国农业部预计，２００７年将会有约３２亿蒲式耳玉
米用于加工成燃料乙醇。

　　一些企业正在致力于将非粮食类或废弃生物质如秸秆等转化为乙醇，以帮助解决
原料供应问题。以木质纤维素为原料生产生物乙醇是技术开发的焦点。木质纤维素来
源于农业废弃物（如麦草、玉米秸秆、玉米芯等）、工业废弃物（如制浆和造纸厂的
纤维渣）、林业废弃物和城市废弃物（如废纸、包装纸等）。目前世界各国研究利用
木质纤维素发酵生产乙醇的科研机构都围绕着这几大关键技术进行攻关，但是目前世
界上还没有一家工业规模利用纤维质原料生产燃料乙醇的企业。其主要障碍是酶解成
本过高、缺乏经济可行的发酵技术。因此，技术路线的优化组合问题、生产过程中成
本降低的问题以及乙醇废糟的综合利用等问题，需要解决。

　　养殖藻类是另一个潜在的生物燃料原料。一些企业正在开发从藻类中产业化生产
合成气和氢气的体系。绿色燃料技术公司与亚利桑那公共服务公司合作，利用以天然
气为原料的发电厂排出的二氧化碳养殖可以转化为生物柴油或生物乙醇的藻类。绿色
燃料技术公司的技术去年在亚利桑那州的一个发电厂进行了中试并获得了巨大成功。
公司计划将该项目范围扩大，并于２００８年在亚利桑那州开始商业化生产，然后扩
展至澳大利亚和南非。

　　（三）生物丁醇

　　除了生物乙醇，生物丁醇也成为另一个令人关注的生物燃料。丁醇比乙醇难溶于
水，能够在炼厂进行混合，并通过管道输送，不像乙醇必须在分销终端进行混合。此
外，丁醇比乙醇具有更高的能源密度，因此生物丁醇可以避开困扰乙醇的基础设施问
题。杜邦正在开发“第二代”微生物将甜菜转化为生物丁醇，业内专家表示，如果原
油价格保持在４０美元／桶以上，２０１１年以后，生物丁醇的市场机会将会超过１
０亿美元。

　　二、我国生物燃料发展现状

　　我国玉米资源比较丰富，２００６年产量１．４４亿吨，居世界第二位，玉米秸
秆年产量达６亿多吨。在全球高度关注能源危机，关注可再生资源开发利用的大背景
下，以玉米为原料生产的燃料乙醇、玉米乙烯及其衍生物、可降解高分子材料等，成
为企业竞相开发和投资的热点。２００６年，我国可再生能源年利用量已达到１．８
亿吨标准煤，约为一次能源消费总量的７．５％。掺入１０％燃料乙醇的乙醇汽油成
为中国能源替代战略的着力点之一。

　　２００１年国内酒精原料中玉米占原料总量的比重为５９％，到２００６年，这
一比重已经上升到７９％。目前有关部门正着手研究、开发汽车用甘蔗燃料乙醇。目
前我国甘蔗年产量在８５００万吨左右，仅产食用酒精５０多万吨。若技术攻关成功
，成本控制得当，用甘蔗生产燃料乙醇，将会有很好的发展前景。但问题在于，我国
甘蔗种植面积十分有限，主要集中在广西、云南等少数几个省份，而且随着国内食糖
消费量大幅增加，价格也将一路上扬，生产成本将可能大大高于玉米制造燃料乙醇。
国家发改委相关人士也表示，继续推广乙醇汽油是大势所趋，非粮生物能源如红薯、
木薯、甜高粱、纤维质乙醇是今后发展的重点，将加大这方面的科研投入力度。而另
一方面，相关部委紧急叫停玉米加工乙醇后，政府仍会继续“适度”发展燃料乙醇行
业，坚持能源与粮食双赢，在确保粮食安全的前提下，国家会采取一些财税扶持政策
，支持燃料乙醇的生产和使用。

　　（一）我国大型集团公司积极进行生物燃料的研究开发及生产

　　中石油

　　２００６年１１月，中国石油集团与四川省签订合作开发生物质能源框架协议，
双方将以甘薯和麻疯树为原料发展生物质能源，“十一五”期间将建成６０万吨／年
燃料乙醇、１０万吨／年生物柴油项目。２００６年１２月，中石油又与云南省签署
框架协议，在以非粮能源作物为原料制取燃料乙醇、以膏桐等木本油料植物为原料制
取生物柴油等方面进行合作。２００７年初，中石油与国家林业局就发展林业生物质
能源签署合作框架协议，并正式启动云南、四川第一批能源林基地建设。作为我国石
油能源行业的巨头，中石油在生物质能源的频频出手令人瞩目，充分显示了生物质能
源对中石油集团发展的战略重要性。中石油总经理蒋洁敏表示，“十一五”末，中石
油非粮乙醇年生产能力将超过２００万吨／年，达到全国产量的４０％以上，同时形
成林业生物柴油每年２０万吨／年的商业化规模，并建设生物质能源原料基地４０万
公顷以上。

　　中粮集团

　　无独有偶，中国头号粮商中粮集团近年也将生物质能源发展提到了战略重地的高
度，一时间与中石油并驾齐驱，成鏖战之势。２００７年４月６日，紧随中石油之后
，中粮集团与国家林业局签署《关于合作发展林业生物质能源框架协议》，双方将重
点建设一批能源林基地，开发利用林业生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大产品。

　　中粮集团在燃料乙醇、生物柴油等方面频频重拳出击，进行企业并购。目前，国
家发改委先后批准建设的４套燃料乙醇生产装置，其中３套已被中粮集团控股或参股
：全资控股中粮生化能源（肇东）有限公司（１０万吨／年），取得吉林乙醇（３０
万吨／年）２０％股份，持有安徽丰原生化（３２万吨／年）总股份的２０．７４％
，成为其第一大股东。国家核准的１０２万吨／年燃料乙醇的市场份额中，中粮控股
参股企业的产量高达６９％。通过系列收购，中粮集团已经掌握了我国燃料乙醇领域
的半壁江山。２００６年国家审批第５个燃料乙醇生产装置，也是唯一的一个非粮作
物燃料乙醇装置——广西１５万吨／年木薯乙醇项目正在建设中，该装置由中粮集团
与中石化共同持有，由中粮控股。

　　与此同时，中粮集团还顺应国家粮食和能源的双重战略，将开发非粮替代燃料乙
醇作为重点发展方向。该集团已于２００６年４月正式在黑龙江启动建设５００吨／
年纤维素乙醇试验装置，１０月投料试车成功。除研发纤维素乙醇外，中粮集团还积
极探索以甜高粱、木薯、红薯等非粮原料生产燃料乙醇，并取得进展。因此可以断定
，中粮集团这一农业巨头正在新能源领域虎视眈眈、大显身手。中粮集团总裁助理、
生化能源部总经理岳国君表示，“十一五”期间，中粮集团将耗资百亿元，将乙醇燃
料产能扩大到３１０万吨／年以上，形成约６００万吨／年玉米加工能力，建成一批
生化能源生产基地，生产５大系列生化产品：淀粉３００万吨／年，淀粉糖１２０万
吨／年，谷氨酸３０万吨／年，生物乙烯及衍生物３０万吨／年，聚乳酸１万吨／年
及Ｌ乳酸３万吨／年。

　　中石化

　　２００６年７月，中石化在攀枝花建设了一座１０万吨／年的生物柴油装置，配
套的能源林基地为４０万～５０万亩。同月，中石化总投资约１８００万元、规模为
２０００吨／年生物柴油的试验装置在河北建成。２００７年４月１３日，中石化与
中粮集团签订《关于发展中国生物质能源及生物化工的战略合作协议书》，共同发展
生物质能源及生物化工，双方将在未来５年内合作建设１００万～１２０万吨／年燃
料乙醇的生产装置。５月２日，中石化与安徽省签署合作发展协议，安徽省将优先与
中国石化开展在生物质能源领域的合资合作，实现燃料替代和可持续发展。中石化的
生物质能源胃口正在逐步增大。

　　尤其值得注意的是，在政府的帮助下，一些中国公司在海外开办生物燃料加工厂
。例如，一家中国企业在尼日利亚投资９０００万美元开生物乙醇加工厂，以木薯作
原料，年产１５万吨，北京出资８５％，１５％由尼日利亚政府负担。２００７年４
月１２日，国家科技部与意大利环境国土与海洋部签署协议：武汉艾瑞生物柴油有限
公司与意大利有关单位合作，在武汉兴建一条将餐馆产生的潲水油、地沟油等废弃油
脂，加工成为生物柴油的生产线。这条生产线建成投产后每年可生产３万吨生物柴油
，生产成本在５０００元／吨左右，与石油柴油相当，发展前景看好。该项目在武汉
实施成功后还将向我国的其他大中城市推广。

　　（二）国家鼓励以非粮食作物进行生物燃料的研发及生产，企业积极响应

　　国家发改委２００６年１２月１８日下发的《关于加强玉米加工项目建设管理的
紧急通知》明确提出，我国将坚持非粮为主积极稳妥推动生物燃料乙醇产业发展，并
立即暂停核准和备案玉米加工项目，对在建和拟建项目进行全面清理。通知要求，“
十五”期间建设的４家以消化陈化粮为主的燃料乙醇生产企业，未经国家核准不得增
加产能。

　　相关部委鉴于目前危及粮食安全的严峻形势对国内一些地方盲目发展玉米加工乙
醇能力的态势实施紧急刹车，令生产企业猝不及防。粮食问题直接关系到整个社会与
国家经济的稳定，这也许是国家部委对发展玉米加工乙醇能力紧急刹车的最根本原因
。去年玉米和大豆的国际期货价格大幅飙升，受此影响，国内市场的玉米价格也一路
走高，国内四大定点乙醇生产厂全部亏损，为了不进一步刺激玉米需求，国家发改委
此前已经叫停了一些中小乙醇生产项目。

　　国家现在和将来都不会鼓励用玉米大规模发展燃料乙醇和工业酒精，但我国有６
亿多吨的农作物秸秆，应该展开规模化利用，还有北方的甜高粱及南方的木薯等非粮
作物都在国家鼓励利用之列。寻找玉米替代资源，企业已经开始行动。

　　控股或参股多家燃料乙醇企业的中粮集团正努力发展木薯、甜高粱和纤维素乙醇
，中粮集团的广西１５万吨／年木薯乙醇项目正在建设中，计划在今年投产；甜高粱
乙醇正在中试阶段，分别在广西桂林和内蒙古五原建设了液态发酵和固态发酵中试装
置；在黑龙江肇东建立了５００吨／年的纤维素乙醇中试装置，目前正改造生产装置
，优化工艺流程，为万吨级工业示范装置的建设奠定基础。到２０１０年，中粮集团
将年产燃料乙醇３１０万吨，其中玉米乙醇占４２％、木薯乙醇占２６％、红薯及甜
高粱等为原料的乙醇占３２％。

　　河南天冠也正在积极提高非粮作物的使用比率，如在南阳发展脱毒红薯基地，在
老挝租用土地建设木薯生产基地，３０００吨／年的纤维素乙醇工业示范装置已于去
年８月开工建设，预计今年年底投产。

　　吉林燃料乙醇有限公司正在建设３０００吨／年纤维素乙醇生产装置，准备今年
投产，同时该公司还在研究开发以甜高粱为原料的燃料乙醇生产技术。

　　三、影响生物燃料产业发展的不利因素

　　诚然，我国有丰富的非粮生物质资源有待开发利用，除了有农作物秸秆、甜高粱
、木薯、红薯处，还有甘蔗、甜菜、芒草、柳枝稷等。但这些作物普遍存在收集、贮
运的难题，生产中又有技术、工艺、设备不成熟等诸多问题，另外农业生产的季节性
和工业化生产连续性的矛盾也是制约非粮食乙醇发展的主要因素。

　　（一）乙醇燃料的推广促使粮食价格上涨

　　让人担忧的迹象频频出现。世界一些积极推广乙醇燃料的国家粮食已在上涨，比
如美国、巴西、墨西哥和中国等国家。以美国为例，用玉米生产乙醇对粮价上涨起到
了促进作用。２００６年８月，购买１蒲式耳（等于３５．２３８升）玉米要付２．
０９美元，但２００６年９月、１０月、１１月和１２月，这个价格分别上涨到２．
２美元、２．５４美元、２．８７美元和３美元。２００６年美国乙醇燃料工业消耗
了美国２０％左右的玉米，今年预计增加至２５％以上。

　　在中国，掺入１０％乙醇的乙醇汽油成为中国能源替代战略的重要目标，但是粮
食和粮食产品与乙醇燃料的争夺也日趋白热化。专业研究机构预测，“十一五”期间
，中国玉米缺口在３５０万吨左右，将由玉米的净出口国转变为净进口国，而加工企
业抢购粮源必然会使玉米价格扶摇直上。此外，与其他国家不同的是，中国的玉米都
是非转基因，非常适合人畜食用，用来生产乙醇燃料显然大材小用。

　　（二）反对声音渐起，有研究认为乙醇燃料加剧了环境污染

　　世界范围内已经有多项研究表明，被标榜为绿色的乙醇燃料并非如人所愿可以保
环境，而是更加剧了环境污染。美国斯坦福大学大气科学家马克·雅各布森等人的研
究结果表示，乙醇燃料对人和生物健康损害比人们以前想象的还要大，以乙醇为燃料
的车辆可能导致更多人罹患或死于呼吸系统疾病。如果用以乙醇为燃料的车辆替代所
有的轿车和卡车，美国死于空气污染的人数将增加４％。证明乙醇燃料不“绿”反“
黑”的研究结果并非孤例。美国华盛顿州立大学的生物学家伯顿·沃恩的研究小组通
过实际调查发现，生产乙醇的过程中造成了另一种环境污染，减少生物多样性和增加
土壤的侵蚀。另外，即使用非粮食作物甘蔗来生产乙醇，也要消耗很多的水，每处理
１吨甘蔗需要用水３９００升（３．９吨水），对环境又增加了负担。

　　（三）生物乙醇产出效率较低

　　目前世界上普遍用玉米生产生物乙醇，但是产出效率比较低。即使技术最先进的
工厂用１００ｋｇ玉米也只能生产出约４５Ｌ乙醇，而且在生产乙醇和栽培玉米等原
料作物过程中消耗的能量相当于所产乙醇产生能量的８０％，同时也会排放二氧化碳
。科学家经过系统测算之后，对生物燃料的经济性产生了疑问。

　　生物燃料在生产过程中所消耗的能源比它们所能够产生的能源要多，并且生产成
本高于它们所替代的石油燃料。能源成本首先包括种植作物所需的化肥，也包括进行
转化所需的水、蒸汽及电力。经济成本包括人工、除草剂、灌溉与机械以及化肥。与
汽油相比能量密度较低的乙醇还增加了运输成本，并降低了发动机效率。玉米、柳枝
稷、木质纤维素、大豆及葵花油等多种生物燃料原料植物的能源与经济性逆差是相似
的。所有植物生长都需要二氧化碳，当这些植物作为燃料或者转化为其他用于燃烧用
途的燃料时会被再次释放出来。从这个意义上说，生物质对碳吸收与排放的影响是中
性的。不过，这没有将耕种、施肥、施杀虫剂、运输、干燥以及转化为可用燃料的过
程中的能源消耗考虑进去。其中，化肥是消耗能源的主要方面，工业固氮生产氨的Ｈ
ａｂｅｒ－Ｂｏｓｃｈ工艺需要消耗大量能源，大约每吨氨需要３１００万英热单位
的能源，如果原料不是天然气，而是煤，或者采用需部分氧化的其他工艺，则每吨氨
需要４１００万英热单位的能源。磷肥与钾肥生产过程中所消耗的能源要低许多（主
要是在机械开采、粉碎、干燥等环节）。化肥在生物乙醇、生物柴油生产过程所消耗
的能源中分别占４５％、２４％。在生物柴油的生产过程中，需要与甲醇进行酯交换
反应，而这也要占到所消耗能源的３５％。

　　四、我国生物燃料产业化前景展望

　　我国正在拟订生物能源替代石油的中长期发展目标，到２０２０年，生物燃料生
产规模达到２０００万吨，其中生物乙醇１５００万吨、生物柴油５００万吨。如果
进展顺利，到２０２０年，达到３０００万吨以上。２００６年我国进口石油１．４
亿吨，预计２０１０年进口２亿吨，２０２０年进口３亿吨。这就能够在２０２０年
以前把我国石油的对外依存度控制在５０％以下，提高我国能源安全。中国的生物燃
料很丰富，秸秆和林业采伐加工剩余物有１０亿吨，合５亿吨标准煤，还有９００万
公顷木本油料林和薪碳林，３０多种油料树种。

　　“十一五”我国将投入１０１０亿美元，到２０２０年实现生物能源占交通能源
需要的１５％，即１２００万吨。我国还计划到２０１０年种植１３００万公顷麻疯
树，从中提取６００万吨生物柴油。柴油机燃料调合用生物柴油（ＢＤｌ００）生产
标准近日正式颁布，于２００７年５月１日实施。这必将大大促进我国生物燃料产业
的发展。

　　但是为避免对粮食生产威胁，我国发展燃料乙醇也正在从粮食为主的原料路线向
非粮转变，当然，作为调节粮食供需余缺的手段，玉米燃料乙醇仍将保持适度的规模
。２０１０年，我国可再生能源在能源结构中的比例将提高到１０％，到２０２０年
将达到１６％左右。到２０２０年，我国需要在新能源领域的投资达８０００亿元左
右，致力于发展新能源将带来巨大商机。目前很多企业盲目上马新项目，已经涉及到
粮食安全问题，从大方向来看，不能再用粮食做燃料乙醇。用非粮物质替代石油将是
长远的方向。我国农村劳动力丰富，在田头地角都可以种植纤维素原料植物，更有条
件发展。（宋一平）