中國的非糧與美國的非玉米
1.美國路易斯安那州率先立法——用甜高粱生物燃料
2008年6月24日 美國路易斯安那州的地方長官簽署、頒布了美國首個在全州范圍內(nèi)發(fā)展“非玉米”(non-corn)生物燃料工業(yè)的法律。擬于2012年1月1日以前在全州范圍內(nèi)在當(dāng)?shù)氐募佑驼局苯影惭b、操作能改變其比例的生物燃料混合泵,它將為消費者提供較省錢的E10 E20 E30 和 E85各種比例出售的生物燃料(即分別含有10%,20%,30%和85%酒精的乙醇汽油)。州的行銷部門對生物燃料實行優(yōu)惠價格,凡購買E10 E20 E30 或E85生物燃料的價格比任何車輛應(yīng)用的無鉛汽油低15%。中國和美國出臺的這兩項政策或法律,可謂 “異曲同工”。
2.異曲 —— “非糧”和 “非玉米”
“非糧”和“非玉米”的目的是一致,不過非糧的范圍大些,是根據(jù)中國的實際情況提出來的,果斷而及時。2001年,我國燃料乙醇原料中玉米占總量的比重為59%,到2005年,這一比重已經(jīng)上升到76%!再發(fā)展下去,后果很難預(yù)料,因此中國及時叫停玉米生產(chǎn)燃料酒精項目,確保了糧食安全。美國 2007年生產(chǎn)乙醇燃料消耗掉的玉米占總產(chǎn)量的30%,是2006年的兩倍,這在很大程度上造成了玉米出口量的減少并在某種程度上導(dǎo)致全球性的糧價上漲。美國的路易斯安那州率先提出“非玉米”生物燃料,應(yīng)該說該法律是亡羊補牢,為時未晚。那么,不用糧食和玉米又該用什么作為生產(chǎn)酒精燃料呢?
3.同工 —— 都是用甜高粱生產(chǎn)酒精
在我國《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中指出:“受糧食產(chǎn)量和耕地資源制約,今后主要鼓勵以甜高粱莖稈、薯類作物等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇生產(chǎn)”,“以甜高粱莖稈、木薯等非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)已具備商業(yè)化發(fā)展的條件”,“到2010 年,以非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇年生產(chǎn)能力達(dá)到200 萬噸”。
美國路易斯安那州“非玉米”生物燃料通過立法,并指明原料不同于玉米:
1. 原料來自路易斯安那州自己收獲的作物
2. 年酒精產(chǎn)量至少600加侖/英畝(即畝產(chǎn)374.2升酒精,或5612.5升/公頃)
3. 對水分的需求只是栽培玉米所需水分的一半
4. 耐澇、抗高溫
5. 抗旱、耐鹽堿
6. 在從重粘土到砂壤土的邊緣土地上均能生長
7. 對氮肥的需求量只是栽培玉米的三分之一,從而降低對該州水污染的危險以及
8. 轉(zhuǎn)化為酒精所需的能量只有將玉米轉(zhuǎn)化為酒精所需的能量的一半。
從所列出的8項條件一看就知道,具有這種特性的作物非甜高粱莫屬。事實上提出該草案的正是美國從事甜高粱研究開發(fā)的可再生能源公司提出來的。在 “Green Car Congress” 的一篇文章中對該法案作了明確地詮釋和補充:可再生能源公司僅用甜高粱汁生產(chǎn)酒精,并詳細(xì)地敘述了用甜高粱生產(chǎn)酒精的優(yōu)點:
1.高產(chǎn),每英畝的甜高粱汁可產(chǎn)500-800加侖(312-499升/畝)酒精
2.用水效率高低。甜高粱的需水量只有玉米的一半或甘蔗的三分之一。
3.甜高粱能生長在邊緣的土壤上,其范圍從重粘土到輕沙壤。由于它適應(yīng)性廣、抗旱、耐鹽堿和抗高溫、耐澇,甜高粱被稱為 “作物中的駱駝”。
4.氮肥用量低,甜高粱用氮量只有40-60磅/英畝(2.99-4.49千克/畝),而玉米大于150磅/英畝(11.22千克/畝)(美國環(huán)境保護(hù)局)。肥料較少降低了水污染的危險。用甜高粱生產(chǎn)酒精勝于增加玉米制酒精的生產(chǎn),它減少了使墨西哥灣繼續(xù)形成死區(qū)(dead zones)的危險。
5.生長迅速。甜高粱4個月就成熟,生長期短得足以一年收獲兩次,而甘蔗成熟需14個月
6.能量效率:將甜高粱汁轉(zhuǎn)化為酒精所需的能量少于玉米轉(zhuǎn)化為酒精的一半。這是基于甜高粱汁中的糖可直接發(fā)酵的事實,它不必像玉米那樣需將淀粉轉(zhuǎn)化為糖的工序。
4.它山之石
路易斯安那州生物燃料有其獨特之處和值得借鑒的地方:
1. 他們要求形成分散的、先進(jìn)、小型設(shè)備制造網(wǎng)絡(luò)以生產(chǎn)不小于年產(chǎn)500萬加侖且不大于年產(chǎn)1500萬加侖的酒精生產(chǎn)設(shè)備,使這種小型的高級燃料酒精廠呈自然分布以降低原料供應(yīng)的危險且不必負(fù)擔(dān)水的供應(yīng),并提供發(fā)展經(jīng)濟的廣闊基礎(chǔ)。
2. 加油站直接安裝的混合泵,可根據(jù)消費者的需求提供較省錢的、可替代汽油的 E10 E20 E30 和 E85 等各種比例的生物燃料。
3. 使用含水酒精配制的生物燃料。在歐洲進(jìn)行的初步試驗表明,用含水酒精的好處是不必對“含水”變?yōu)椤盁o水”的脫水加工步驟,結(jié)果在加工期間節(jié)省了10-45% 的能源,增加了4%的產(chǎn)品體積,有較高的每加侖英里數(shù),清潔引擎內(nèi)部并且減低了溫室氣體的排放。
4. 州的行銷部門對生物燃料實行優(yōu)惠價格,購買E10 E20 E30 或E85先進(jìn)的生物燃料的價格比任何車輛應(yīng)用的無鉛汽油低15%。
在甜高粱育種上我們處于世界領(lǐng)先地位,我們擁有保存甜高粱秸稈、從而使酒精廠得以周年生產(chǎn)的技術(shù),我們生產(chǎn)酒精的成本應(yīng)該更低,希望在適于栽培甜高粱的省份中具有遠(yuǎn)見卓識的領(lǐng)導(dǎo)率先立法并組織能源、交通、環(huán)保和科、工、貿(mào)的優(yōu)秀人才和具有經(jīng)濟實力的企業(yè)家組成一個團隊密切合作,迅速建立起可改變比例、價格便宜的燃料乙醇的產(chǎn)供銷系統(tǒng)。
5.甜高粱——最符合中國國情的能源作物
世界生物乙醇產(chǎn)量近年大幅增長,從2000年的294億升增加到2006年的513億升,增長74.5%。美國和巴西是世界上兩個最大的生物乙醇生產(chǎn)國,2006年美國和巴西乙醇產(chǎn)量分別198.5億升和178.2億升,兩國乙醇產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的73.4%。巴西用甘蔗生產(chǎn)乙醇已有30多年的歷史,美國用玉米生產(chǎn)乙醇的技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)成熟,因此有些人認(rèn)為中國開發(fā)生物燃料應(yīng)該仿效他們的方法,用玉米和甘蔗生產(chǎn)乙醇燃料,有的人一聽說發(fā)改委叫停 “玉米變乙醇項目” 就懵了,殊不知這正是發(fā)展我國燃料乙醇的大好時機。
用玉米和甘蔗生產(chǎn)乙醇不是不好,而是不符合中國國情。美國用玉米生產(chǎn)酒精,因為他們有大片適于栽培玉米的地區(qū)——“玉米帶”,2007年總產(chǎn)量 3.36億噸,占世界玉米產(chǎn)量的42.76 %。美國是世界上利用玉米生產(chǎn)生物乙醇規(guī)模最大的國家,2007/08年度全世界約有9500萬噸玉米用于生產(chǎn)生物乙醇,其中美國使用8100萬噸,從而使美國乙醇產(chǎn)量從2006年近198.5億升增加到2007年的260億升,增長了30%。在中國,玉米是糧食,13億人口,糧食不可或缺,其次,玉米是重要的飼料,缺了也不行。據(jù)專家預(yù)測,2030年需求的糧食約為7.34億噸,其中口糧2.37億噸,工商與種子用糧1.3億噸,而飼料糧為3.67億噸,約占我國糧食總需求的50%。從第九屆亞洲玉米大會傳出消息:隨著人口增長和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),我國玉米供應(yīng)不足將成為長期趨勢,據(jù)預(yù)測,到2010年我國玉米產(chǎn)需缺口將達(dá)到2301萬噸,我們還有什么玉米可以用來生產(chǎn)酒精!我想這正是發(fā)改委下發(fā)緊急通知的原因。這一決策的深遠(yuǎn)意義已經(jīng)顯露出來:中國避免了許多國家出現(xiàn)的糧荒。
巴西用甘蔗生產(chǎn)酒精,2007年,巴西生物乙醇的產(chǎn)量從2006年的178.2 億升增加到200億升,增長了12%。因它地處熱帶,有大量的熱帶地區(qū)種植甘蔗。我國可資種植甘蔗的面積很小,主要分布在廣西、云南、廣東、海南、四川等省。我國制糖成本偏高,巴西、澳大利亞和泰國是世界上三大蔗糖出口國,原糖成本分別為6.5美分/磅、7美分/磅、8.5美分/磅,折合為白糖為人民幣 1264—1652元/噸,而目前我國大部分企業(yè)的制糖成本在2700元/噸左右(甜菜糖在3000元左右)。2005/06年,我國甘蔗糖的產(chǎn)量為 589萬噸。2001年11月國務(wù)院辦公廳頒布的《中國食物與營養(yǎng)發(fā)展綱要(2001-2010年)》中提出,到2010年我國人均年食糖攝入量為9公斤,加上工業(yè)用糖,全年食糖消費總量預(yù)計為1400萬噸,目前距離發(fā)展綱要求還很遠(yuǎn),現(xiàn)在是靠每年進(jìn)口200萬噸左右食糖和應(yīng)用1萬噸左右的糖精(按 400-500倍的甜度當(dāng)量計算,相當(dāng)于400—500萬噸食糖)替代,一旦禁用糖精,我國的缺口將更大。綜觀全球,甘蔗是發(fā)展中國家的作物,2004 年,全世界甘蔗的種植面積為20115 khm2,其中巴西、印度、泰國、中國、南非、巴基斯坦六個發(fā)展中國家就占全世界甘蔗的種植面積71%。發(fā)達(dá)國家一般不種。在我國也是這樣,20世紀(jì) 50-60年代,廣東省的糖產(chǎn)量占我國蔗糖總產(chǎn)量的一半以上。現(xiàn)在廣東發(fā)展起來了,甘蔗的種植面積減少到全國的 10.11%,珠江三角洲的糖廠也已完成了它的歷史使命,甘蔗的主產(chǎn)區(qū)已經(jīng)移到廣西、云南。2006年全國熱帶、亞熱帶面積73萬公頃,分布于福建、廣東、廣西、海南和云南五省,其中海南、云南兩省占94.6%。應(yīng)該說,我國發(fā)展甘蔗尚有一定的潛力,但我們應(yīng)該有全局觀念和前瞻意識,作為區(qū)域布局來看,我國這73萬公頃熱帶寶地應(yīng)該用來種植附加值更高的特種經(jīng)濟植物,如香料作物香子蘭、香茅、香根草;藥用植物金雞納、肉桂、豆蔻、砂仁;熱帶果樹芒果、香蕉、菠蘿和經(jīng)濟植物橡膠、咖啡等。在附設(shè)酒精車間的糖廠應(yīng)該提倡利用廢蜜和甜高粱生產(chǎn)酒精。2005年,我國花費3.83億美元進(jìn)口食糖139萬噸食糖。在目前蔗糖尚有缺口的情況下,能保證我國食糖的自給自足就很不錯了,提倡用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精不一定有經(jīng)濟效益,像用玉米生產(chǎn)酒精一樣 “以缺替缺” ,可能行不通。
我國是一個盛產(chǎn)高粱的國家,1983年,我國高粱播種面積4205萬畝,占世界的6%,但總產(chǎn)量卻占全世界的16%,單位面積產(chǎn)量為世界平均產(chǎn)量的3.7倍。1993年,我國甘蔗的單位面積的產(chǎn)量與世界持平,甜菜的單位面積產(chǎn)量只有世界平均產(chǎn)量的54%,而粒用高粱的單位面積產(chǎn)量卻為世界平均單產(chǎn)的285%!甜高粱的生物學(xué)特性與高粱類似,可見我國非常適合于甜高粱的栽培。20世紀(jì)70-90年代,我們從世界各地引進(jìn)大批甜高粱種質(zhì)資源和主要優(yōu)良品種并選育出一些優(yōu)良品種在我國23個省市自治區(qū)試驗推廣,事實也證明,最符合我國國情、適合我國氣候條件、既產(chǎn)糧食又產(chǎn)能源、纖維的理想的作物就是甜高粱。甜高粱抗旱、耐熱、耐澇、耐鹽堿,可在未利用的土地上試種推廣,根據(jù)全國土地資源調(diào)查辦公室統(tǒng)計,中國有荒草地4927萬hm2,鹽堿地1020 hm2,其總量占耕地面積的一半。
標(biāo)致——雪鐵龍在巴西的執(zhí)行董事長塞爾日•哈比卜說,“只要油價在37美元以上,用甘蔗生產(chǎn)乙醇就有利可圖”,我們的品種在非洲的試驗表明,用甜高粱生產(chǎn)酒精的成本每升為0.20美元,只有甘蔗每升0.45美元的44-80%。
由于世界金融危機的影響,石油的價格從去年7月12日的每桶147.25美元跌至目前的40美元左右,是否有必要開發(fā)生物質(zhì)能源呢?回答是肯定的,其理由是:
1.石油是一種不可再生的能源,用一點就少一點,這將是必然趨勢。
2.燃料酒精的廣泛使用,可以減少CO2 的排放,保護(hù)護(hù)環(huán)境。
3.即使是目前每桶40美元的價格,用甘蔗、甜高粱生產(chǎn)酒精依然有利可圖。
4.酒精的用途不僅僅用作汽車的燃料,它還是燃料電池的燃料。乙醇目前已被確定為安全、方便、較為實用、理想的燃料電池燃料,在未來10~20 年內(nèi),乙醇將擁有新型燃料電池30%~40%的市場份額,容量將是車用燃料市場的5倍以上。隨著石油等化石能源的逐漸枯竭,石化產(chǎn)業(yè)將面臨嚴(yán)重的原料供給問題,乙烯的供應(yīng)緊缺將給石化產(chǎn)業(yè)以致命打擊,而乙醇是生產(chǎn)乙烯的理想原料,1噸乙醇可以生產(chǎn)0.56噸乙烯,是一項投入、產(chǎn)出比很高的商業(yè)項目,乙醇生產(chǎn)乙烯的技術(shù)目前就是成熟的,乙醇也將成為支撐現(xiàn)代以乙烯為原料的石化工業(yè)的基礎(chǔ)原料,在我國的市場容量至少也在2000萬噸/年以上。
用甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇的時機已經(jīng)成熟(見本刊2008年第7期:43-46),甜高粱也將成為生物質(zhì)能源的主力軍(見本刊2008年第4 期:6-9)。甜高粱將在 “以工促農(nóng)”、“破除城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)”的地過程中發(fā)揮重要的作用,它給我們帶來的不僅是能源的安全和清潔的環(huán)境,而且它將幫助8億農(nóng)民更快奔小康、建設(shè)起社會主義新農(nóng)村、開創(chuàng)我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村工作的新局面。
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