乙醇汽油：原料成了问题

乙醇是世界公认的优良汽油添加剂。

8月25日起，天津市内有10座加油站进行汽油置换，并从当日起供应乙醇汽油，天津市车用乙醇汽油正式投入使用。

天津并不是国内率先推广使用车用乙醇汽油的城市。此前，黑龙江、吉林、辽宁等11个试点省份已开始推广使用车用乙醇汽油，并取得积极的效果，今年将进一步在北京、天津、河北等15个省份推广。

依照2017年国家推出的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》(以下简称《方案》)，到2020年，车用乙醇汽油要在全国范围内推广使用。

“乙醇是世界公认的优良汽油添加剂，对节能减排意义重大。燃料乙醇确实符合中国发展的国情，也是减少机动车尾气污染的一个重要策略。但燃料乙醇的来源问题还存在一些争议，最主要的就是粮食安全问题。”中科院大连化学物理研究所研究员申文杰对《中国科学报》记者表示。

燃料乙醇具有战略意义

如今在各国政府大力推动下，推广使用车用乙醇汽油的国家越来越多。中国工程院院士刘中民告诉《中国科学报》记者，乙醇是世界公认的环保清洁燃料和油品质量改良剂，乙醇汽油的使用比例在逐步增加，美国、欧洲以及巴西普遍使用乙醇汽油。50多个国家制定了生物燃料配套政策，包括规定掺混指标或指令、给予税收激励，这些是出于能源安全战略、农业持续发展和振兴农村经济、减少温室气体排放以及缓解环境污染的考虑。

8月下旬，国务院常务会议决定，要有序扩大车用乙醇汽油推广使用，会议确定了生物燃料乙醇产业总体布局。具体方法是，坚持控制总量、有限定点、公平准入，适量利用酒精闲置产能，适度布局粮食燃料乙醇生产，加快建设木薯燃料乙醇项目，开展秸秆、钢铁工业尾气等制燃料乙醇产业化示范。

刘中民表示，燃料乙醇产业是我国重要的战略性新兴产业，对替代石油等不可再生能源以及应对大气雾霾污染、防控水土污染都有十分积极的战略意义。例如，在天津，环保部门初步测算，使用乙醇汽油后，该市机动车尾气排放每年可减少一氧化碳排放量10%~15%，减少碳氢化合物排放量3%~5%，减少颗粒物排放量1%左右。

我国自2001年推广车用乙醇汽油以来，至2016年12月已累计生产销售燃料乙醇2208万吨，相当于减少国内原油进口约5000万吨。国内外几十年反复的测试结果都表明，使用车用乙醇汽油能够减少汽车有害物的排放，特别是可显著降低排放物中的HC和CO含量。

我国交通部汽车运输行业能源利用监测中心的测试结果为，使用E10乙醇汽油后，排放的尾气中CO减少了19.7%，HC减少了16.4%。对于常规排放污染物，研究发现，掺混比为10%的乙醇汽油可使汽车尾气中苯污染的排放减少25%。

粮食燃料乙醇要适度布局

“乙醇汽油的使用初衷是好的，但《方案》最大的问题是没有明确生产生物乙醇的主要原料是什么。”刘中民介绍，目前生物乙醇的主要原料分两类，作物与生物质，目前全世界能够实现乙醇规模化生产的原料是作物，主要有玉米、薯类、谷类等，巴西主要用蔗糖，“在我国以粮食作物为原料，势必与人‘争粮’‘争地’，我们一般理解的生物质是不包括粮食的，主要指秸秆等农作物的副产物，没人把粮食称为生物质，粮食安全是首先需要保障的”。

然而，中国汽车流通协会常务理事贾新光表示，我国目前是以玉米为主要的乙醇生产原料，应进一步发展非粮食作物生产的纤维素乙醇。

“我国的粮食安全状况还远远没有到可以浪费粮食的程度，但是到目前为止，以秸秆为代表的纤维素乙醇与玉米乙醇相比成本上没有优势。”贾新光说。

非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁，还有大量粮食作物的废弃物秸秆，农业、工业、生活废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。以这类资源作为原料生产乙醇的技术还处于实验研究阶段，很难满足“2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油”的目标。“《方案》中的生物乙醇概念太过笼统，当然要推进生物质制乙醇技术的发展，但现阶段提出的生物乙醇好像就是指粮食法了，这是令人担心的。”刘中民说。

他表示，我国的石油消费量是6亿吨/年，粮食产量也是6亿吨/年，“我国2/3的石油需要进口，已经受制于人，粮食出现危机后果更加严重，拿粮食去做汽车燃料，一定要非常慎重”。

另一方面，从成本方面来看，用粮食做原料也并不合算。刘中民认为，“3.1吨玉米生产一吨乙醇，每吨玉米1500元，乙醇的成本则在每吨4000到5000元，经济上未必合算;若还要政府补贴，是不可能持久的。“粮食生产乙醇只能作为调节，国务院常务会议上也提到粮食燃料乙醇生产要适度布局”。

多种能源应互补融合

申文杰认为，国外(比如美国、巴西)燃料乙醇均来自于生物质发酵，特别是玉米、甘蔗等，但这些国家的原料来源丰富，且人口密度不是太大，在一定量的范围内不会明显影响国家的粮食安全。

“中国的情况有些特殊，即使按照10%的添加量，也需要近1500万吨的年用量。”申文杰说，燃料乙醇与粮食具有一定的冲突;如果只是强调陈化粮制乙醇，在乙醇的产量上有一定的制约。但如果从煤炭等化石资源制备乙醇，则面临碳循环周期的问题。“总的结果是我国燃料乙醇发展路线限定了生物质来源的乙醇。”

刘中民强调，一方面要节约能源，发展可再生能源，包括生物质能源、水能等，另一方面也不能低碳排放唯一论，“要用好我们的化石资源，促进绿色消费，比如煤制油、煤制气、煤制乙醇，如此才能做到能源的综合互补。用煤炭生产乙醇原则上与煤制油、烯烃没有差别，都是煤代油战略实施的具体路线。

目前全世界乙醇年产量约1亿吨，而我国才200多万吨。人多地少的国情及粮食安全问题，让刘中民瞄准煤制乙醇这一技术。去年1月,大连化物所与延长集团共同研发、具有我国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化示范项目正式生产出合格的无水乙醇，技术主要指标达到国际领先水平，使我国大范围推广乙醇汽油成为可能。

“煤化工单个产品就可以形成上千亿元的产值，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙醇加起来可达万亿产值。”刘中民表示，现代煤化工产业发展潜力巨大，我国技术“局部领先、空间很大”。

煤化工最大的难题是清洁化利用。我国国内面临环保压力，如何减少二氧化碳排放，保持发展、减排和环境的平衡，需要在国际发展趋势和能源革命大格局下思考。“乙醇的生产也不能单纯依靠粮食作物，实现化石能源与可再生能源、清洁能源的融合才是正确的选择。”

刘中民告诉记者，中科院大连化物所正在牵头筹建洁净能源创新研究院，并于近期正式启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”A类战略性先导科技专项。“创新研究院是要探索更为灵活的体制机制，促进创新和重大成果的产生，先导专项是重要的平台和抓手，没有这些战略性项目为载体，体制机制探索会非常困难甚至虚化。”

“我们的技术路线不仅注重现阶段多种能源的互补融合，更兼顾了我国能源发展从高碳向低碳直至无碳过渡中的技术需求，希望为构建我国互补融合的清洁低碳、安全高效能源新体系提供技术支撑。”