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我国玉米秸秆榨汁可年产3000万吨燃料乙醇

国际新能源网  来源:china5e  日期:2017-09-19
  经国务院同意,国家发改委、国家能源局、财政部等十五部委2017年9月13日下发了《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》(发改能源[2017]1508号)。按此《方案》要求,到2020年,我国在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖。
 
  2016年我国使用汽油1.3亿吨,到2020年可能达到1.5亿吨汽油,若按10%添加则需要约1500万吨燃料乙醇;2016年我国燃料乙醇的产量260万吨,2017年可能达到300多万吨。照此计算,到2020年我国还需要增加1000多万吨的燃料乙醇产量!这即是挑战,也是机遇。该《方案》明确指出,“国内每年可利用的秸秆和林业废弃物超过4亿吨,30%即可生产生物燃料乙醇2000万吨。这些都为扩大生物燃料乙醇生产消费和实现可持续发展提供了可靠的原料保障。”
 
  北京天地日月生物能源科技有限公司经过十几年的探索,研发出“青鲜玉米秸秆榨汁生产工业糖浆工艺技术”的利用途径(科技成果登记号:6032015Y0405),其主要内容是:
 
  一、资源和技术
 
  我国2014年玉米种植面积37123千公顷(《中国统计年鉴2015》12-8农作物播种面积),1公顷=15亩,1千公顷=1.5万亩,故2014年玉米种植面积约为5.5亿亩(1.5×36318≈5.5亿)。玉米属高秆作物,秸秆面积大、数量多。在玉米收获时,秸秆含水率高,不便于储存运输,而待秸秆干透后又凌乱无序不易收集集中。这样就造成了农民种玉米收粮食却无力处理秸秆,为不影响下茬作物种植,只好一烧了之。玉米秸秆焚烧、污染空气,造成雾霾。最近几年我国北方秋冬季雾霾严重,主要发生在玉米主产区,玉米秸秆焚烧是主要元凶之一!
 
  1.玉米茎穗兼收。玉米老熟后,用玉米茎穗兼收联合收获机,在收获玉米的同时将秸秆收割收集。这样减轻了玉米收获的劳动强度,也提高了秸秆的收获效率。
 
  2.青鲜玉米秸秆榨汁。这样收获的玉米秸秆含水率高,高大湿重,松散零乱。本工艺用榨汁设备将其进行固液分离,对其中的固体物质(榨渣)来说是脱水干燥,脱水后的榨渣便于打包,可长期储存、远距离运输;对液体物质(糖汁)来说是轧榨提糖了。玉米老熟收获时其秸秆中含有大量的糖分,直观感觉是这些青鲜玉米秸秆放在口中咀嚼时感到很甜。
 
  3.榨汁(糖汁)浓缩成工业糖浆。榨汁糖液经过滤大渣、沉淀泥沙后,清糖液浓缩成含糖50%左右的糖浆。这种糖浆主要用于工业发酵,为区别于食用糖浆,我们把这种糖浆称之为工业糖浆。含糖50%的工业糖浆我们称之为标准工业糖浆,简称“标浆”。这种工业糖浆可发酵许多产品,如生产燃料乙醇、燃料丁醇,可替代汽油、柴油用作汽车内燃机燃料。
 
  据我公司多年生产实践,平均每亩玉米可产2吨青鲜秸秆,榨汁率60%可得1.2吨糖液,糖液含糖平均10%,1.2吨糖液可浓缩成0.24吨标浆(2×60%×10%÷50%=0.24)。若我国5.5亿亩玉米秸秆采用本工艺技术,可年产13200万吨标浆(0.24×5.5亿=13200万)。平均4.4吨标浆可生产1吨,则可年产3000万吨(13200÷4.4=3000)燃料乙醇。
 
  目前,我公司已经在内蒙古自治区准格尔旗和河北省石家庄市栾城区建成了二个用玉米秸秆榨汁生产工业糖浆的试验工厂。
 
  二 、 政策建议
 
  基于我国现有的5.5亿亩玉米秸秆资源和“青鲜玉米秸秆榨汁生产工业糖浆工艺技术”,我公司建议:从国家层面进行顶层设计,实施玉米秸秆收储运系统工程,建立长效机制,在玉米种植整体连片区域内网格状建设玉米及秸秆收获服务站,由专业公司(专用设备设施,专业工作人员)在为农民统一收获玉米的同时收榨秸秆,储存、装卸、运输秸秆榨渣和榨汁;由工业糖浆厂将一定区域内的多个收获服务站的榨汁收购并浓缩成标浆;将多个工业糖浆厂生产的标浆用管道或罐车输送到一个糖醇能源化工园区,生产燃料乙醇,或燃料丁醇,或柠檬酸、乳酸、味精、黄原胶、乙烯、乙酸等能源化工产品。具体设想是:
 
  1.以省(区)为单位编制《玉米秸秆收储运体系工程总体规划》。根据本省(区)玉米,高粱等高秆农作物的资源状态,规划收获服务站、工业糖浆厂、糖醇能源化工园区的位置、数量等,所得榨渣、糖浆或燃料乙醇首先在本辖区消纳,若有富裕再安排到其他省市区销售。该《规划》上为粮食(玉米)生产服务,中涉环保(秸秆禁烧),下涉车用液体燃料(燃料乙醇或车用乙醇汽油),应该由省(区)人大形成人大决议案,不因地方领导变动而变化。
 
  2.玉米秸秆收获服务站、工业糖浆厂主要是为粮食生产服务,是农业现代化的一部分,其永久设施建设用地应该农业设施用地供给。建议2万亩设立一个服务站,占地面积15~20亩。若因玉米种植面积减少或技术进步使某些服务站失去原有功用,则应无偿撤销该站并将土地恢复原状(如林地或耕地)。
 
  3.玉米秸秆收获站和工业糖浆厂由专业经营公司自建自营,政府负责通电通路,电费按农业用电结算。种玉米农户与收获服务站签订“玉米免费收获,秸秆免费给服务站”协议,以便确定收获时间、顺序、质量要求等。农户若不愿与服务站签协议,则要与地方政府签“秸秆不露天焚烧”协议。
 
  4.玉米秸秆收获服务站通过出售榨渣、糖汁来偿付秸秆收榨成本并获得利润。榨渣做牛羊饲料、燃烧发电制暖、造纸制板等,糖汁定向销售给附近的工业糖浆厂。
 
  5.15~20个玉米秸秆收获服务站的糖汁归集到一个工业糖浆厂浓缩,产生的蒸馏水回输到服务站做来年农作物灌溉用水。每个糖浆厂年产约5万吨标浆,占地面积约100亩。
 
  6.年产量约500~1000万吨标浆的区域,建设一个糖醇能源化工园区。如生产燃料乙醇则可年产100~200万吨。占地面积约200~300亩。
 
  7.玉米秸秆收获服务站的建设以民营企业为主,充分发挥民资民营的积极性;燃料乙醇的生产以国营企业为主,便于对车用液体燃料的调控。工业糖浆的生产为民营,而储存需国营。
 
  8.整个产业链尽量不进行财政补贴。应加强市场金融支持力度,比如上市融资、企业债券融资、或政府和企业合资进行公共基础设施建设(PPP)等方式支持。加大产业链各环节所需设备设施的研发力度。榨渣、糖汁、糖浆按农产品对待,不收各种税费。
 
  9.加强纯乙醇燃料内燃机、乙醇汽油灵活燃料内燃机的研发和市场推广力度。年产3000万吨燃料乙醇将占到我国汽油年使用量的?~?,若没有这些内燃机汽车来消纳,是不能形成完整的产业链的。
 
  10.我们把生产工业糖浆的资源称之为“糖源”,我国糖源还有很多。如我国还有0. 5亿亩高粱秸秆、3亿亩水稻秸秆、0. 7亿亩红薯叶藤,还有大量的歪瓜劣枣、林间落果、蔬菜剩余物、甘蔗叶梢、甜菜茎叶等,这些农业生物质都可以直接提取可发酵糖生产燃料乙醇。
 
  更重要的是我国还有10亿亩以上的可治理沙漠、沙地、盐碱地和低产耕地及退化草场。这些土地经改造后种植高产高糖的甜高粱生产工业糖浆,预计可年产标浆12亿吨以上,若全生产燃料乙醇(相当于汽油)、燃料丁醇(相当于柴油),至少可达2亿吨以上,可满足我国60%以上的汽车燃料需求!这样既可以治理沙化国土,恢复我国“三北”生态,又可以增加耕地保障国家粮食安全、能源安全,还可以产生巨大的经济效益。
 
  更放言地讲,随着工业糖浆及糖醇能源化工产业的壮大,我们将这种产业链复制到“一带一路”上,复制到非洲、南北美洲及澳洲,既可以解决部分国家的粮食问题(如非洲),又可大量生产糖醇能源化工产品,最终可能替代全部石油能源化工!这将是我国对全人类的重要贡献!
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