生物燃料的发展

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生物燃料的发展范文第1篇

生物燃料主要是指以生物质为原料制取的燃料乙醇和生物柴油。生物燃料的发展动因，一是源于国家石油安全的需求，即作为汽油和柴油的替代能源，以达到缓解石油过度依赖进口的危机；二是源于国家环境保护的需要，利用生物燃料的清洁性降低机动车污染物排放。燃料乙醇是指用玉米、木薯、甘蔗、甜高梁以及农作物秸秆等生物纤维制取的液体燃料；生物柴油是指用废食用油、油料植物(麻疯树、黄连木等)和油料水生植物(藻类)等为原料制取的液体燃料。生物燃料可直接与汽油或柴油按一定比例混合后作为汽车动力燃油使用，起到替代汽油和柴油的作用。而汽车用汽油和柴油在我国交通部门油品消费中占很大比例，因此，生物燃料替代潜力的分析和研究将主要围绕汽车用油展开。

燃料乙醇(俗称酒精)，以玉米等农作物或秸秆为原料，经发酵、蒸馏而制成，生产工艺技术成熟。燃料乙醇以10％比例与汽油搀和作为汽车动力燃料(E10)，在减少汽油消耗的同时，还能有效改善油品的使用性能和降低汽车尾气污染。国家汽车研究中心的实验结果表明，汽车使用燃料乙醇汽油，其动力性能基本不变。从机理上讲，汽油加入10％燃料乙醇后热值降低3％，但含氧量增加3.5％，可将原汽油不能完全燃烧的部分充分燃烧，从而保证其动力性能，使总体油耗持平。美国的研究结果表明，E85高比例燃料乙醇汽油与传统汽油相比，前者辛烷含量低28％，但能源利用率高于后者；前者每公里耗油量是后者的85％，温室效应排放量只是后者的75％，每升造价也低于后者近0.80美元。

生物柴油的生产方法有化学法、生物酶法和工程微藻法三种。我国生产普遍采用化学法，即利用酯交换反应，通过去掉植物或动物脂肪中的甘油分子制取生物柴油。一旦甘油分子从植物油或动物脂肪中除去后，生物柴油的分子成分与石油柴油相似，可以直接用于任何柴油发动机，而不需要对发动机作任何更改。江苏工业学院精细化工重点实验室研究了生物柴油与O#柴油的调和油性质，结果表明，生物柴油与我国僻柴油的主要性能指标相接近(除闪点外)。美国科学家的大量试验结果显示：生物柴油作为车用替代燃料，其排放指标可满足欧洲Ⅱ和Ⅲ排放标准。英国能源技术支持单位(ETSU)还对生物柴油与柴油进行全生命周期的C02排放研究，结果表明，生物柴油的全生命周期CO2排放仅仅为柴油的1/5左右。燃料乙醇汽油与纯汽油的全生命周期排放比较结果是：燃料乙醇在CO、CO2的排放方面低于汽油，而Nox、CH4排放相当于或略高于汽油。由此可看出生物燃料的清洁性。

二、国内外生物燃料开发利用的现状

生物燃料生产和应用在国际上已呈高速发展趋势，发展燃料乙醇产业已成为各国政府调控农产品供需矛盾、解决石油资源短缺以及保护城市大气环境质量的重要措施。巴西始终处于燃料乙醇发展的领先地位。目前巴西国内有400万辆汽车使用纯燃料乙醇，其他车辆使用25％的乙醇汽油。美国1/3汽油中掺100k的燃料乙醇，美国总统布什希望到2025年用燃料乙醇取代3/4的进口石油，2030年燃料乙醇将占美国运输燃油消费总量的20％。法国自2006年秋季开始使用B30乙醇汽油车辆，2007年E85高级乙醇汽油正式面市，目前生物燃料占所有燃料的比重只有1.25％。法国政府的目标是，2008年使生物燃料比重提高到5.75％，2010年达到7％，2015年达到10％。印度政府规划，2011－2012年间，实现生物柴油替代20％的石油柴油。美国每年销售20亿加仑的生物柴油，占普通柴油消耗量的8％。由于生物柴油更容易与柴油混合，因此随着柴油车的发展，生物柴油将有更大的应用规模。目前德国1/3的新增汽车为柴油车，几乎所有的出租车都是柴油车。奥地利则接近50％。欧洲每两部新增车辆中有一辆柴油车。目前德国大众和奔驰汽车等多家公司，已经在巴西和美国等国家推出多种利用生物燃料的车型，以迎合市场的需求。

我国目前已成为全球第三大燃料乙醇生产国，排名第一和第二的分别是巴西和美国。我国政府批准建设的四家以消化玉米陈化粮为主的燃料乙醇生产企业，2006年生产能力达163万吨。车用燃料乙醇汽油扩大试点工作在9个省的27个地市开展，车用燃料乙醇汽油销量达到1000万吨左右，占全国汽油消费量的20％左右。广东首条以木薯作原料的燃料乙醇生产线也在清远落户，而盛产糖蜜和木薯的广西也正计划在南宁和贵港兴建两个乙醇燃料生产基地。此外河南天冠集团年产3000吨的生物质纤维乙醇生产项目已在镇平县奠基，这是国内首条千吨级利用生物质纤维生产燃料乙醇的产业化试验生产线。但是要实现大规模的工业化生产，还有很长一段路要走。

此外，我国生物柴油也开始进入了准备推广阶段。海南正和公司在河北已开发了11万亩黄连木种植基地，每年可产果实2－3万吨，可获得生物柴油原料8000－12000吨。该公司计划在此基础上建立年产生物柴油5－20万吨的炼油化工厂。海南正和公司在河北邯郸建成年产l万吨的生物柴油工厂。四川古杉集团建成年产3万吨生物柴油工厂。福建源华公司建成年产3万吨的生物柴油工厂。北京等省市也已经建成一定规模的生产线。上述这些生产线目前均是利用垃圾油或植物油脚、餐饮废油等为原料生产生物柴油。2005年我国的生物柴油生产关键技术研究取得重大进展，产品各项指标达到美国ASTM6751标准，使用性能良好，完全能够作为柴油内燃机燃料。在今后5年内，我国将建成年产2－5万吨规模的生物柴油产业化示范工程。

我国政府非常重视替代能源问题，《可再生能源法》中明确指出国家鼓励生产和利用生物质液体燃料。国家发展改革委、财政部关于加强生物燃料的通知中强调：发展生物燃料涉及原料供应、生产、混配、储运、销售以及相关配套政策、标准、法规的制定等各个方面，业务跨多个部门，是一项复杂的系统工程。因此，应按照系统工程的要求统筹规划。根据国情，政府要求积极稳妥地推进生物燃料产业的发展，走“非粮”路线，不与农业争地。生物燃料发展在我国不仅具有石油替代作用，而且对解决粮食深加工转化、稳定粮价和提高农民收入以及减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面都具有十分重要的意义，还能创造许多新的就业机会。因此，推广使用生物燃料必将成为中国可持续发展的一项长期战略。

生物燃料作为替代燃油具有节能、环保的优势，但是要积极稳妥地发展生物燃料，许多问题仍值得深入研究和探讨。需要关注最多的问题是：未来我国生物燃料究竟有多大发展潜力，发展生物燃料的资源保障性如何，生产的技术经济性如何，以及汽车利用这种替代燃油的技术适应性和社会需求性如何。针对这些重要问题，本研究利用中国能源环境综合政策评价模型的

技术模型(IPAC－AIM)，从我国社会发展、能源需求以及环境制约条件下对生物燃料的需求端，以及从生物燃料生产的资源开发和制取技术的生产供应端，全面分析生物燃料作为车用替代燃油的发展潜力问题。

三、对生物燃料开发利用的评价

1、生物燃料开发的资源保障性评价

我国生物质资源非常丰富，可供生物燃料制取的资源种类将随着今后不同的生产阶段而改变。目前，我国燃料乙醇处于小规模生产阶段，主要利用玉米陈化粮为原料。若按10％乙醇汽油计，我国年燃料乙醇需求量在480万吨左右，根据1吨酒精消耗3.2吨玉米量估算，需用玉米量约1536万吨，可是我国每年大约只有400－600万吨玉米陈粮。由此看来，玉米燃料乙醇的发展因受玉米陈化粮资源的限制而不能持续。当陈化粮用完后，燃料乙醇生产将逐步转向利用其他经济作物，如甜高梁、木薯等作原料，并且作为调节粮食市场供求的一种手段，将燃料乙醇生产纳入到饲料生产中。因为燃料乙醇在生产过程中只消耗粮食中的淀粉，同时对蛋白质等其它营养物质是一个浓缩过程，也就是说，是优质高蛋白饲料(DDGS)的生产过程。国家可以通过宏观调控和市场机制，将部分饲料粮先生产燃料乙醇，然后将其副产品(优质高蛋白饲料)放回饲料市场。

粗略估算，我国每年饲料用玉米大约有8000－10000万吨，其中加工成现代混合饲料的玉米用量占50％(周立三，2000)。如有计划地从饲料粮中拿出15％，先生产500万吨燃料乙醇，同时联产500万吨DDGS饲料投放饲料市场，它的饲养价值(优质蛋白质总量)与1500万吨粮食相比，不但不会减少，反而得以增加。这种将燃料乙醇生产与饲料生产综合利用的协调发展形式，扩大了燃料乙醇的资源潜力。另外，积极种植不与口粮争地、争水的高产、耐旱、耐盐碱的经济作物，如甜高粱、木薯、甘蔗等，也可为生产燃料乙醇开发更多的原料资源。有专家估计，利用易改造的盐碱地种植甜高梁，可以提供年产4000万吨燃料乙醇的原料。在不远的将来，通过生物质纤维(秸秆和薪柴等)生产燃料乙醇技术，可以为大规模燃料乙醇生产提供取之不尽的生物质资源。根据粗略估算，我国每年来自农业废弃物的秸秆可利用量约6亿吨，如果利用其中的50％制取燃料乙醇，按照7－8吨秸秆生产1吨燃料乙醇计，可以提供年产3700万吨燃料乙醇的原料。

从我国生产生物柴油的资源情况看，由于受原材料价格的影响，现阶段较适合作为制取生物柴油的原料主要有酸化油、地沟油和泔水油。有关资料显示，我国每年消耗植物油1200万吨，直接产生油脚酸化油250万吨，大中城市餐饮业产生地沟油200多万吨，这些油品的价格基本在2000－3000元/吨左右，是目前我国生物柴油生产的主要原料。价格高于4500元/吨的原料油如菜籽油、棉籽油、大豆油基本不在现阶段考虑之内。木本油脂植物如麻疯树、黄连木、文冠果等，尚处于试点培育阶段，只能作为未来几年后的生物柴油原料。粗略估计，如果利用非农业和林业规划用地的无林地和退耕还林地(约6700万公顷)种植油脂植物，按种植黄连木或麻疯树计算，以每公顷油料林出油1-5吨计，则可生产生物柴油近亿吨。此外，我国约有5000万亩可开垦的海岸滩涂和大量的内陆水域可以发展工程藻类资源。按照美国可再生能源实验室运用基因工程等现代生物技术开发出含油量超过60％的工程藻类，若按每亩生产2吨以上生物柴油计算，我国未来的工程藻类也可提供制取数千万吨的生物柴油原料。

综上所述，我国未来的资源潜力可提供5000－8000万吨左右的燃料乙醇。燃料乙醇原料的利用路线为：近期利用玉米陈化粮，之后开发经济作物，中远期则利用农林生物质资源。生物柴油原料的利用路线为：近期利用废油，中期开发油料植物，远期则发展工程藻类。总体看，我国生物燃料资源可以满足未来大规模开发利用生物燃料的需求。

2、生物燃料生产的技术经济性评价

从以玉米为原料制取燃料乙醇的技术经济性看，由于玉米原料价格偏高，生产1吨燃料乙醇需3.3吨玉米，仅原料成本就达4620元(1吨玉米价格1400元左右)，企业在国家每吨补贴1600元基础上可保本获微利。需要提及的是，国家对燃料乙醇的补贴是一种多赢之举。因为，加入WYO后，我国政府将粮食出口补贴改为对粮食加工生产企业的补贴，因此，对燃料乙醇的补贴不但是国家对燃料乙醇产业的支持，也是国家带动粮食生产和农民增收，同时创造大量就业机会的措施。有专家估算，按我国每年生产400万吨燃料乙醇推算，可拉动160亿元以上的直接消费，创造约50万个就业岗位，在生产、流通、就业等相关环节都可以给国家创造收入。以木薯等代粮作物为原料制取燃料乙醇技术正在研发阶段，其经济性好于玉米燃料乙醇，直接成本可控制在2500元/吨范围内。从长远看，燃料乙醇生产应以农林废弃物纤维质为原料。从上海奉贤2005年的“纤维素废弃物制取燃料乙醇技术”项目看，已完成的年产600吨乙醇中试示范生产线，按每7－8吨秸秆生产1吨燃料乙醇计，每吨燃料乙醇的生产成本在4300－5500元左右。从安徽丰原已经运行的秸秆燃料乙醇项目看，生产规模为5万吨/年，秸秆原料成本2100元/吨(约6吨玉米秸秆生产1吨乙醇，秸秆按350元/吨计)；其他成本3800元/吨(包括酶制剂、耗水电和蒸汽及其他加工费等)，总生产成本约5900元/吨。虽然目前利用秸秆纤维素制取燃料乙醇的成本高于玉米燃料乙醇，但随着技术的逐步成熟，其生产成本将会降低。另外，由于燃料乙醇具有与MTBE汽油添加剂同样的作用，所以，如果考虑到燃料乙醇的这一作用，对燃料乙醇的定位和定价来说都还有较大空间。

生物柴油的生产方法有化学法、生物酶法和工程微藻法三种，化学法是我国目前的常用方法。据不完全统计，我国万吨以下生物柴油产业化制备技术大部分采用酸碱催化间歇式化学法。由于投资少、上马快，投资回收期短，普遍为我国中小企业所接受。化学法生产中使用碱性催化剂，要求原料必须是毛油，比如未经提炼的菜籽油和豆油，原料成本将占总成本的75％。因此，采用廉价原料降低成本是生物柴油能否市场化的关键。正和公司以食用油废渣为原料制取生物柴油的经济性表明，每1.2吨食用油废渣生产1吨生物柴油，同时获得甘油50－80公斤，按当时的生物柴油售价为2300－2500元/吨估算，每生产1吨生物柴油获利为300－500元，现在，柴油价格涨到4900元/吨，更显现出生物柴油的市场竞争力。贵州省利用麻疯树果实生产的生物柴油，通过自有核心技术建设的首条年产300吨麻疯树生物柴油中试生产线，通过国家质检部门和国外大型汽车公司的指标检测，其关键指标均优于国内零号柴油，达到欧Ⅱ排放标准。

但是，上述的这些利用化学法合成生物柴油技术

还存在能耗高、生产过程产生大量废水和废碱(酸)等污染问题。为解决上述问题，人们开始研究用生物酶合成法制取生物柴油。2005年清华大学用生物酶法制取生物柴油中试成功，生物柴油产率达90％以上。生物酶法的无污染排放优点已日益受到重视，但是如何降低反应成分对酶的毒性是亟待解决的问题。工程微藻法是以富油的工程藻类为原料的生产方法。藻类的高脂肪含量可降低生物柴油的生产成本，生产的生物柴油不含硫，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境。专家评价，利用工程微藻生产生物柴油是未来发展技术的一大趋势。

由此可见，在一些具有经济性的生物燃料制取技术得到广泛应用的同时，更多的正在孕育发展的高新技术层出不穷，这种发展势头预示着我国生物燃料生产技术和产业将迎来更好的发展前景。

3、现代汽车技术利用生物燃料的可能性评价

目前，我国汽车利用燃料乙醇多采用混合燃料方式，即在不改动汽车发动机情况下以小比例与汽油混合，如燃料乙醇汽油E10(90％汽油，10％燃料乙醇)。其他利用方式有在线混合方式和双燃料方式，在线混合方式可以根据汽车发动机的工况调节燃料乙醇的比例，但需要改造汽车发动机；双燃料方式具有突出的高替代率、高热效率和高净化碳烟效果，但目前尚有问题需要解决。生物柴油与燃料乙醇一起混入车用柴油的方法，可以形成更理想的高比例含氧燃料，大幅度降低汽车的碳烟和微粒排放。由此可知，生物燃料作为替代燃料应用于汽车的关键问题，还在于混合动力汽车技术和先进柴油汽车技术的发展。

目前，采用生物混合燃料技术、具备较高燃油经济性以及低排放特性的混合动力新车型有若干多种，目前全球使用生物燃料的主要车型有：Ford FocusBioflex型；Ford Focus C-Max Bioflex型；Saab 9/5berline 2.0t Bio-Power型；Saab 9/5 break 2.0t Bio-Power型；Volvo C30 Flexifuel型；Volvo S40 Flexifuel型；Volvo S50 Flexifuel型。主要包括E85燃油混合动力车、燃料乙醇与电力混合动力车、纯燃料乙醇E100的运动概念车、满足欧4排放标准的现代柴油车技术以及在降低排放和降低油耗上有高效率的均质压燃混合动力车发动机技术，等等。虽然这些汽车技术目前在我国以及外国仍处于研发和示范阶段，但在不久的将来都将成为交通行业高效、经济、有益环保、面向未来的新型汽车技术。混合动力汽车和先进柴油车技术与生物燃料结合，是我国未来公路交通满足节能、环保需求的最佳技术选择。

四、生物燃料作为替代燃料的发展情景

1、社会经济发展对生物替代燃料的需求

伴随着国民经济的持续快速发展和居民收入水平的稳步提高，我国已进入汽车大众消费的成长期。在未来较长的成长期阶段，汽车保有量的持续快速增长，使车用燃油消耗成为我国石油消费中增长最快的部分。相比石油消费的快速增长趋势，我国的石油供应，在探明储量没有重大突破的情况下，仅能保持低速增长，无法满足国内需求的状态已成定局，并且依赖国际石油供应的比例将逐步加大，对我国石油供应和石油安全造成极大的挑战。解决这一严峻问题的战略措施是加强节能和发展替代能源，在众多车用替代能源中，生物燃料以其清洁、可再生以及低污染的优势具有很好的发展前景。

影响我国未来公路交通油品需求的主要因素包括人口发展趋势、经济发展趋势、汽车车辆和周转量增长趋势、公路交通的发展模式等等，这些因素之间的相互关系在模型中被一一构建，主要参数的设置简单叙述如下。

GDP和人口是交通运输需求的主要驱动因素。按照目前我国经济发展势头估计，将2010－2020年GDP的增长速度设置为8％。人口数2010年为13.93亿人，2020年为14.72亿人(社科院人口所)。

车辆周转量是反映公路交通需求的重要基础参数。伴随着我国经济的持续快速发展、人均收入水平的提高以及城市化的快速推进，预计在2010－2020年间，我国汽车保有量将以12％－15％的增长速度转向10％的增长速度发展，汽车保有量将比现在增长4倍。其中轿车的发展速度将高于汽车平均发展速度，估计2020年，我国人均轿车保有量约每千人75辆(接近目前世界人均水平)。依据国家交通发展规划和经济建设对公路交通服务量的需求，对公路交通周转量的预测主要考虑了车辆拥有量、车辆负荷率以及每年的运行距离等因素。预计2010年、2020年和2030年的公路交通周转量分别比2005年增长3倍、6倍和9倍。如此大的周转量增长，将导致巨大的交通油品需求量。

未来公路交通发展模式是预测未来交通油品需求量的重要参数。关于未来交通模式的设置，本研究选择了25种汽车技术，除一些正在应用的普通汽柴油客货车外，充分考虑了新型汽车技术如混合动力车、清洁燃料车、先进柴油车、电动车和地铁等技术的广泛推广应用。通过在不同情景中，对未来各种类型车辆在公路交通中所占份额以及这些车辆所消耗油品比例等重要参数的设置，作为预测未来公路交通油品需求量的重要参数。由于篇幅所限，25种公路汽车技术的市场份额设置就不一一列出。其结果是，在常规燃油发展情景中，先进的汽油车，特别是先进柴油车得到大力发展，其保有量比例将由目前的4％提高到17％；在生物燃料替代情景中，除先进的汽油车和柴油车得到大力发展外(保有量比例提高到27％)，混合动力车也得到快速发展，在我国汽车保有量比例将由目前的7％增加到52％，其中，生物燃料的混合动力车将占很大比例。

2、展望生物燃料未来的发展情景

为分析我国未来社会发展中汽车对油品的需求，研究中设定了两个发展情景，即常规燃油发展情景和生物燃料替代情景，通过比较两个情景中油品的消费状况，展望未来生物燃料的发展情景。两种发展情景的定义如下。

(1)常规燃油发展情景。在此发展情景中主要考虑目前国家已有的交通节能和环境政策，如发展清洁车辆，施行欧洲汽车排放标准；发展公共交通，2020年公共交通将占公路机动车客运周转量的40％；促进柴油车发展，满足未来交通运输中客运和货运大容量的需求等；执行国家现有的生物液体燃料鼓励政策，参照车用燃料乙醇E10在我国的推广历程以及生物燃油制取技术的常规发展速度，估计生物燃料开发应用的发展趋势。即2010年燃料乙醇汽车仍处于区域化推广应用阶段，从目前的9个省市推广应用到15个省市，即全国有50％的车辆使用E10燃料；生物柴油处于技术准备阶段。2020年，继续推广E10车用燃料，车辆使用E10燃料的比例达到80％。生物柴油进入小规模应用阶段。

(2)生物燃料替代情景。此情景是在常规燃油发展

情景基础上，为满足我国能源供应安全需求、环保和气候变化需求以及可持续社会经济发展需求，在国家采取节能降耗和发展替代燃料的战略举措指导下，达到降低汽车油品需求量的目的。一方面，在发展汽车工业的同时，要降低能耗和保护环境，尽快引进新一代先进汽车；加速推广低能耗汽油汽车、低能耗柴油小汽车、混合动力汽车、清洁燃料汽车；扩大公共交通的承载比例，在轨道交通和公共交通体系完善的情况下，提高车辆运行效率，减少交通需求。另一方面，要强化推行车用生物燃料替代的扶持政策，考虑了国家可再生能源发展规划以及相关政策对车用替代燃料所产生的影响，加大投资力度，大幅度提高生物燃料的开发利用进程。对于燃料乙醇，2010年E10车用燃料在全国范围推广使用，即全国有90％－100％的车辆使用E10燃料。2020年，在使用E10燃料比例达100％基础上，进一步在使用E10燃料条件较好的省市推广使用E25车用燃料，使E25燃料车占汽油车的比例达到30％，在东北三省以及北京、天津、河北、河南、山东、江苏等连接而成的大区域内推广使用。对于生物柴油，2010年按照国家鼓励发展节能型轿车和柴油车的政策，在上海等省市示范推广使用柴油出租车和公共汽车，并要求新增的车辆也使用现代柴油车；2020年在上海、北京、广州等大城市推广使用柴油出租车、公共汽车和小轿车，并且这些车的车用燃料均使用搀和10％－20％的生物柴油的混合燃料。基于我国社会发展预测，特别是公路交通发展预测基础之上，根据对上述情景量化为模型参数的设置，应用IPAC模型对汽车油品需求量得到以下预测结果(见下表)。

在常规燃料发展情景中，未来20年，我国汽车的油品需求总量分别是2010年1.2亿吨，2020年2.2亿吨和2030年2.9亿吨。汽车以汽油和柴油为主要燃料将一直持续下去，到2030年，汽车消耗的汽、柴油占交通油品需求总量的比例仍在95％以上。因此，提高传统汽油和柴油车辆的效率和环保性能，以及提高油品质量是公路交通能源问题的重点。在2010－2020年期间，先进柴油车从早期发展阶段到推广示范阶段，柴油车辆将不断增加，柴油需求量快速增长，柴油占公路交通油品消费的比例将从45％提高到59％，需求量将达到1.7亿吨。另一方面，在国家对生物燃料的鼓励政策支持下，生物燃料在资源丰富地区得到示范和推广应用。从生物燃料总体的替代能力看，2010年至2030年在我国公路交通的油品消耗中，生物燃料的替代能力将从3％提高到5％，替代作用不十分明显。

在生物燃料替代情景中，未来20年，我国汽车的燃油需求总量分别是2010年1.1亿吨，2020年2.1亿吨，2030年2.7亿吨。在国家鼓励发展节能型轿车和柴油车政策支持下，燃油经济性高的先进汽车技术被广泛推广使用，预计2010－2020年的汽车平均百公里油耗将比2000年降低20％－40％，2010年我国乘用车的油耗量将比目前水平降低15％左右，从而使汽车油品需求总量减少。虽然汽车仍以汽油和柴油为主要燃料；但是，汽柴油的比例在逐步减小，由2010年的93％降低到2020年的89％和2030年的85％。特别是低能耗的混合动力车(包括生物燃料)的广泛推广和使用，其车辆的市场份额从2005年的7％提高到2020年的30％和2030年的52％，使石油油品消耗量逐步降低，而生物燃料比重逐步增加。由于国家鼓励开发利用可再生能源液体燃料的政策得以充分实施，2010年在全国范围内100％推广使用E10车用燃料，燃料乙醇的需求量达到670万吨；2020年，使用E25燃料车比例占汽油车的30％，燃料乙醇的需求量达到1670万吨。随着先进柴油车和柴油小轿车的推广使用，这些柴油车的车用燃料均使用搀和10％－20％的生物柴油，届时生物柴油在公路交通中替代柴油的比例将从2010年的2％增加到2020年的6％和2030年的11％。从生物燃料总体的替代能力看，2010年至2030年，在我国公路交通的油品消耗中，生物燃料所占份额将从7％提高到17％，具有相当明显的替代作用。

3、生物燃料具有相当明显的车用燃料替代潜力

综上所述，本研究利用能源研究所构建的中国能源环境综合政策评价模型中的技术模型，重点对我国未来公路交通行业的生物燃料替代问题进行了分析。在今后的10－20年中，我国快速的经济建设，对公路交通汽车拥有量以及客货运周转量有巨大的需求，从而导致成倍增长的汽车油品消耗量，对我国本已薄弱的石油供应问题造成更严重的威胁。因此，节能降耗和发展替代燃料是降低我国公路交通油品消耗量的重要战略选择。生物燃料替代情景的研究结果表明，生物燃料在我国未来公路交通中将逐步展现出很强的燃料替代能力。这种替代能力，一方面来自于完全满足大规模生物燃料生产的资源潜力，以及层出不穷的生物燃料制取的高新技术潜力；另一方面来自于先进的混合动力汽车技术，特别是生物燃料混合动力技术在我国的推广应用前景。除此之外，更重要的是，这种替代能力源于国家能源战略和可持续发展的需要。展望未来，国家鼓励开发和利用生物液体燃料的政策得以充分实施，新型生物燃料混合动力技术逐步成熟，成为高效、经济、有益环保的普遍应用汽车技术。届时，在我国公路交通中，生物燃料将发挥非常显著的燃料替代作用。本研究表明，从生物燃料总体的替代能力看，2010－2030年，在我国公路交通的油品消耗中，生物燃料所占份额将从7％提高到17％，替代车用油品的数量为700万吨(2010年)、2300万吨(2020年)和4000万吨(2030年)，具有相当明显的替代能力。

五、我国生物燃料未来发展有明确的政策支持

我国政府十分重视生物替代燃料的发展，针对我国生物燃料初期发展所面临的问题，国家发改委组织相关部门研究和制定专项发展规划和一系列指导性政策，如《生物燃料乙醇产业发展政策》和《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》，财政部也在制定生物燃料的财税扶持政策。这些政策对我国生物燃料未来的发展将产生有力的支持。

生物燃料的发展范文第2篇

【关键词】 生物燃料 全球变化 多边 治理框架

各国政府均认同生物燃料是一种有潜力的化石燃料替代选择，其产业发展与减缓气候变化、繁荣农村经济、缓解全球和国家能源安全的联系已促动了主要国家在领域纷纷展开行动。但是，产量和贸易的迅速膨胀引起了许多环境和社会经济问题的争论。因此，检讨生物燃料产业发展的本质，探寻治理途径时不待我。

1. 生物燃料产业扩张：一种新的全球性变化

全球生物燃料生产从2000年到2009年已经翻了20倍，生产国从巴西一枝独秀扩展至美国、欧盟、中国等主要农业国，俨然成为了新能源产业中最具潜力、最重要的化石能源替代产品。尽管这番蓬勃景象一方面归功于生产效率的提高，原料作物种植扩张也“功不可没”，有越来越多的作物用于该产业生产。产业扩张带来了以下巨大影响：

1.1由生物燃料产业扩张引起的生态变化

对环境的影响是复杂的：生物燃料替代化石燃料、减少温室气体排放是快速扩张的根本动力。但是，仍要对生物燃料整个生命周期排放做出全面评估。比如，原料作物的生产使用化肥、杀虫剂，最后就在减少温室气体排放的同时消耗化石燃料。机器化大生产带来更多甲烷气体，而甲烷对全球变暖的作用远远大于二氧化碳。另外，土地使用目的的转变可能导致大量的温室气体排放。因此，关于排放平衡必须考虑整个生命周期。

单一种植原料作物带来生物多样性丧失、土壤质量下降、给水资源质量带来冲击，即使大多数作物可依靠降雨生长，但是当提高生产率成为优先选择的话，灌溉则会成为首选。最后，生物燃料生产有外来物种侵害原有生态的风险。

1.2由生物燃料产业扩张引起的社会经济变化

对农村经济的影响体现在包括国家、区域和全球的各个层面：

国家对该产业利润的保证使大量投资涌入种植业，尤其是以农业为主要支撑的发展中国家。这就促使农民成为农业工人，丧失对土地的传统控制权。虽然产业扩张确实增加了农村人口就业机会，但是劳动条件却不尽人意，劳动安全难以保证。

除了对农村本地的影响，生物燃料生产也打乱了粮食生产和供应。因为主要粮食作物既可以供人食用也可成为生产原料，因此全球粮食价格随需求大增而屡创新高。生产者虽可从中获利，但那些农村和城市的低收入者无法负担充足食物费用，恶化了全球粮食安全状态。

1.3由生物燃料产业扩张引起的南北关系变化

发展中国家相对发达国家可获土地数量较高、原料价格较低、劳动力成本低廉，被认为是最有潜力生产生物燃料。主要消费者却是发达国家，即便全球产量不断提高也无法满足发达国家的消费目标，进口需求便产生了。于是发达国家和发展中国家签订了许多相关贸易协定。这种供求关系的发生本应带来全球双赢局面，但是发展中国家生产大规模扩张却给自身带来了巨大挑战，包括森林退化、土地冲突、传统耕种方式的遗失等等。

发展中国家是该产业发展负面影响的主要承受者，但却没有充分机会参与全球治理议程。即使参与，也只是该国的大企业，而不是那些受实际影响的大多数人，这无疑增加了北方对南方国家的控制力。

2. 生物燃料治理框架现状与评价

2.1生物燃料治理现状

国家、区域、国际已出现了应对生物燃料影响并促进其可持续发展的政策和治理结构。

2.1.1国家生物燃料治理议程：以主要生产国为例

随着气候变化成为全球议程中的重大问题，许多国家构建了可再生能源战略，其中就包括生物燃料。使用生物燃料不仅能替代化石燃料和提高能源安全，更重要的是还可以扩大农产品的出路和收益。在此促动下，各国普遍采用的政策是颁布燃料混合国家命令、税收豁免、对农民或生产者直接支付、对进口产品适用关税壁垒。除此之外，主要生产国美国和巴西面对负面影响，也采取了有限的政策调整。

美国玉米业已饱受诟病，尤其是玉米乙醇生产：减排水平低；超大型农业公司的控制使小生产经营者无利可图；由于美国是世界玉米的主要供应者，对生物燃料的加大投入引起全球大宗食品的价格动荡。即便是这样，美国仍然一再提高燃料使用比例，要求到2017年生物燃料替代汽油消费达到20%，对加工商提供每加仑0.51美元的补贴，对进口燃料乙醇适用每加仑0.54美元的进口关税。虽然，新能源计划提倡木质纤维素乙醇技术的发展，但是美国近期对生物燃料的需求增长仍不可避免从传统生产中获得。

巴西是世界第二大生物燃料生产国。甘蔗乙醇转化率比玉米乙醇高。但种植园的迅猛扩张对亚马逊森林造成了负面影响；甘蔗乙醇的生产对水需求量较大；单一种植扩张也带来了严重的土地冲突。但巴西政府仍决定每年新建25个甘蔗乙醇生产厂。尽管计划逐年有所微调，但传统大型甘蔗生产仍然占据主要地位。

由此可见，可持续关注在美巴两国并不是最优先考虑事项。但是生物燃料净进口国和地区却对生产的可持续性进行了更为积极的应对，主要体现在欧盟及成员国。

2.1.2区域生物燃料治理议程

欧盟生物燃料治理分为成员国个别要求和欧盟共同要求。就成员国而言，英国和荷兰生物燃料标准最为典型，因此将从英、荷、欧三个方面分析区域治理工具。

生物燃料可持续性争议包括减缓气候变化，生物多样性保护，水、土壤、空气保护，土地所有权保护，劳工标准，社会经济发展和粮食安全7个方面。

关于减缓气候变化，三者要求类似：首先都禁止将高碳封存土地用于原料作物的种植。英国要求温室气体减排至少为40%，每年增加5%，但性质是建议式的；荷兰规定了最低30%的强制减排，到2017年逐步增加到80%-90%；欧盟强制性要求将最低减排量提高到35%。

关于生物多样性，荷兰和欧盟都禁止将具有高生物多样性区域用于生物燃料生产；英国禁止生产毁损以上区域即允许合法生产。荷兰要求要远离高生物多样性区域5公里以上。

关于水、土壤和空气保护，三者具有区别。英国要求没有土壤退化、污染或水资源耗尽或空气污染。荷兰要求实行最佳保护实践；遵守《斯德哥尔摩农药使用公约》或国内法；禁止生产焚烧。欧盟除了就国家保护措施进行年度报告外，无具体要求。

关于土地所有权，英国要求对土地权和当地社会关系没有负面影响。荷兰要求在土地原始使用者同意下谨慎使用土地；尊重原主人传统制度。欧盟仅要求进行年度报告。

关于劳工标准，英国要求对劳工权利和工作关系没有负面影响。荷兰要求遵守《普遍人权宣言》和关于跨国公司及社会政策的国际劳工原则。欧盟除了就《国际劳工公约》的国家授权和执行进行年度报告外，没有具体的要求。

关于社会经济发展，英国和欧盟仅要求就此履行年度报告义务。荷兰要求生物燃料生产必须利于当地繁荣；要求就生产影响当地人口和利于当地经济发展进行报告。

关于粮食安全，英国仅要求检测对粮食价格的间接影响。荷兰和欧盟除了就土地使用改变形式、土地和粮食价格影响进行报告外没有具体要求。

只有满足上述标准的产品才能计入欧盟2020年运输领域可再生能源10%的强制性目标，进而才会获得市场准入好处和税收豁免、直接支付等利益。欧盟在证明产品是否符合标准的问题上采取灵活做法，即权力下放到欧委会认可的自愿性生物燃料认证制度，认可时效为五年。可见，就世界最大的生物燃料进口市场的准入而言，得到具有资格的认证制度的认证是关键。截止2011年7月，有2BSvs、Bonsucro、Greenergy、ISCC、RBSA、RSB、RTRS七个生物燃料认证制度得到了欧委会的认可，此外还有18个认证机会等待欧委会的批准。

2.1.3国际生物燃料治理议程

和生物燃料多少相关的国际协定在各个领域早已出现，例如气候、能源领域。目前虽没有针对全球生物燃料挑战专门国际协定，但国际社会已开始以以下形式展开努力：

首先，联合国开发计划署（UNDP）、联合国环境规划署（UNEP）、联合国粮农组织（FAO）、联合国能源机制（UN-Energy interagency），在其报告和研究中均已提出生物燃料问题。但是，他们的行动大多仅局限于分析和建议，并没有就其各自的领域达成国际协定。国际能源署（IEA）以及经合组织（OECD）发挥了更为积极的作用，通过IEA生物能源部的第40工作组为生物燃料贸易认证构建了可持续性标准。

其次，新近建立的论坛和伙伴关系开始在生物燃料全球可持续发展崭露头角。最为典型的就是2005年发起的全球可再生能源伙伴关系。该制度目的是促进可再生能源的继续发展和商业化，支持更广泛的、符合成本效益的生物质和生物能源发展尤其是发展中国家。生物燃料国际贸易大幅增加，2007年巴西、美国、中国、欧委会等建立了国际生物燃料论坛。

最后就是专门针对生物燃料可持续性问题成立的、新的国际倡议，采取的形式是多利益攸关方组成的圆桌会议，讨论和构建可持续性环境和社会经济标准。但覆盖产品范围各有不同，例如责任大豆圆桌会议以及意图进行普遍适用的可持续生物燃料圆桌会议（RSB）。

2.2对目前治理框架的评价

随着全球生物燃料贸易的提高，作为主要进口者的欧盟国家生物燃料治理议程对市场准入和不同可持续性产品的竞争力影响在逐步提高，甚至成为了全球治理生物燃料的风向标。但是，从欧盟和成员的可持续性标准来看，主要局限于对生态环境的要求；像是当地经济发展、公平正义以及粮食安全等与发展中国家紧密相关的社会经济问题关注不够。而间接土地使用转化问题也被忽略掉，甚至都不存在报告制度。值得注意的是这些标准既适用于外国生产者也适用于欧盟国家，但制定决策时却没有主要供应国——发展中国家的参与，也就是发展中国家的观点和他们的关注没有得到体现。

似乎国际治理议程给参与性带来了一些新的变化，但也有自身弱点：

首先，不同国际生物燃料治理议程仍局限在自己业务范围内处理环境和社会经济影响。国家合作多集中于研究和技术发展，而不是应对扩张带来的更为严重的粮食安全影响。

其次，通过给当地提供能源生产和供给的方式来促进当地发展，这种生物燃料发展的替代模式几乎被这些治理议程所忽略，即他们主要以生物燃料贸易为预设前提而展开谈判。

第三，有些国际议程如IEA、OECD具有明显的发达国家倾向，当然会以它们的能源需求为优先考虑，因而主要关注发展中国家的出口为导向的生产，而不是发展中国家的当地需求。而全球生物能源伙伴关系也代表主要国家团体利益。甚至像RSB由多利益有关方组成的圆桌会议也不对称地给来自工业部门和发达国家的参与者更多的关注和投票权。21位RSB发起委员中仅有5位来自发展中国家，而这5位代表中有3位代表了像巴西的甘蔗联盟这样的工业团体利益。很明显利益受到主要影响的大多数人并没有能充分表达意见。

最后，现有的国际行动没有形成多层次、协调统一、相互支持、相互影响的治理方式。许多国际倡议或国际行动虽然博兴，但十分分散，关注自己覆盖的争议领域，并在其框架下的国家行动仍被符合本国利益的议程所主导。这种情形实际导致生物燃料问题仍然是“无治理领域”，试想有各自利益的国家和企业一旦发生纷争，将如何公正、合理的解决争议？

3. 新多边生物燃料治理框架愿景

3.1建立新多边生物燃料治理框架的原因

目前生物燃料治理制度无论从国内还是从国际层面都无法满足治理需求，建立新多边治理框架的迫切需求和原因有以下几点：

第一，该产业发展的主要推动力均具有重要的全球要素和关联。可再生能源替代化石燃料就是由《联合国气候变化框架公约》促动的。化石燃料的可用竭性是一个全球难题，而动荡的国际关系又是国家追求能源安全的巨大障碍。生物燃料农业尤其在发展中国家又是由发达国家的消费目标促发的出口繁荣所驱动的。以上每个环节都具有“全球烙印”。

第二，生物燃料生产带来的环境影响是无法依靠个别国家得以解决的。该产业对气候变化、对水等自然资源的需求以及对土地使用改变的累积作用都具有明显的全球关联。

第三，个别国家解决生物燃料扩张带来的社会经济影响能力有限，比如对农产品市场和全球粮食安全的影响。

第四，生物燃料的争论从一开始出现就具有南北关系的特性，是以一方的主要社会、政治和环境利益为代价而使另一方获利的问题。

第五，关于生物燃料生产存在许多相互冲突的观点和看法，因此不仅需要有效的治理框架，更需要体现公平、合法性、责任性、代表性的统一治理制度。

以上各个方面均体现了建立全球生物燃料治理框架的必要性，但这里的全球性并不意味着所有国家都就此进行谈判，但至少是一个与现有治理框架不同且能够反映生物燃料产业核问题的不同视角，能通过多边平台包括国家和非国家参与者构建的负责而合法的方式进行治理和调控。那么，这种新多边治理框架究竟应该具备怎样的条件和内核呢？

3.2新多边生物燃料治理框架的建构

3.2.1多边生物燃料治理框架应具备的基本特征：多部门、多层次和多参与者治理

生物燃料产业发展并不仅是一种能源战略，它和粮食、农业、贸易、气候和生态保护等多方面都具有重大关联，而这些领域都有各自的政策制度。因此气候谈判、可再生能源议程、全球贸易和农业发展、保护生物多样性和生态系统战略均涉及到了生物燃料问题。以上不同领域的各自政策必须避免冲突、寻求协调，这就需要多部门协调来应对生物燃料治理。

其次，生物燃料治理需要多层次协调。如果没有国家、当地政府以及当地生产者的协助多边框架很难成功，这也是目前国际相关治理制度的欠缺。这种协调既要体现在国际政策的成功执行上，比如认证计划的实施，也要体现在不同层面的规制活动上。

第三，不同参与者和平行决策体系间的协调也是必要的。这会减少重复劳动、避免政策冲突，比如生物燃料治理政策和WTO规则之间的冲突，多参与者治理意味着允许各种主体使用有效参与资源。

3.2.2新多边生物燃料治理框架的制度设计：趋利避害

虽然需要进一步协调不同产业部门、参与者和治理层次，但是何种制度设计才能最好发挥功能却是一个大问题。从实现的可能性出发，有两种路径可以选择：

第一种，在某一类宽泛的领域建设治理制度，能源和农业领域可供选择。

在能源领域探讨生物燃料治理制度的优势是能够很容易地将该问题并入可再生能源政策；能够让业界对照其他生物能源对液态生物燃料做出评估。弱点是由于目前与能源相关的、行之有效的政策制度本身就十分分散，加之联合国相关机制治理权力也十分有限，新建立的国际可再生能源机构（IRENA）固然令人欣慰，但是像巴西、中国等这些主要生产国尚未加入，因此治理很难从全球能源制度中获得有益的制度支持；加之，如果国家将生物燃料单纯看作是国家能源安全问题，由于敏感性，将会使多边谈判变得异常艰难；最后由于生物燃料是由许多作物提炼而来，因此对农业部门的影响也举足轻重，将其作为能源问题处理自然会导致对粮食安全、农村地区和土地政策的影响关注不够。

在农业领域处理生物燃料问题最大的优势是可以借助FAO现有的各种制度；可使业界更加关注粮食和农村发展问题；也会从国际农业协定中最终获利。但是国际农业贸易谈判频频陷入僵局，这必将阻碍该产业的可持续发展；也会割裂生物燃料与可再生能源政策的联系。

第二种不同的制度设计路径就是将生物燃料作为独立的焦点问题进行制度设计，而此种方式根据所设计的制度框架以生物燃料问题的一个方面还是多个方面为治理对象分为单一框架和复合并行框架。不论是单一政策框架还是符合政策框架同样各具优、缺点：

在有效性方面，复合型平行框架更有利于不同政策工具的创新、彼此竞争和实践检验；在公平性和权力分配方面，复合平行框架更易于禁止权力集中，并且在一定程度上会增加发展中国家在决策中的影响力。缺点就是遵守和执行成本较高。

而单一框架由于设定的制度具有很强的针对性和局限性，因此遵守和执行成本较低；所设定的单一规则更容易和像WTO这样的现有国际规则协调一致；也更易于吸收多参与者的集中关注并利用他们可提供的资源。缺点是过分支持某类参与者的风险过高；灵活性和调节性较差；由于会吸引更多的参与者，因此达成一致意见就更为困难。

综上，新多边生物燃料治理框架是一个开放性议题，只有把握住合理合法内核，比较各种选择路径的优缺点，在实践中逐步探索。

参考文献：

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[2] Thomas Vogelpohl. The Institutional sus-

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生物燃料的发展范文第3篇

生物质（Biomass）是指通过生物体的光合作用形成的有机物质或由其转化的物质，例如动物体及排泄物。可利用的生物质包括森林、农作物及农作物废弃物、农林加工废弃物和动物粪便。生物质的主要成分为纤维素、半纤维素、木质素、脂类、蛋白质、淀粉、灰分和芳香族物质。其中，纤维素、半纤维素和木质素是不易被人和动物利用的物质，脂肪和芳香族化合物是重要的动植物提取物。由于生物质是通过光合作用固定CO2形成的有机物，因此生物质燃烧后释放的CO2与光合作用时固定的CO2相当，是一种CO2零排放的能源物质，对保护生态环境减少温室气体排放具有重要意义。

生物燃料是可再生能源的重要组成部分，对交通运输业（陆运、空运和海运）的可持续发展有举足轻重的作用。例如液体的和气体的生物燃料：生物柴油、生物醇类（生物酒精、生物甲醇和异丙醇），生物二甲醚（bio-DME），生物油、生物气（沼气），生物氢气，以及填埋场气（主要是CH4）等等。不同于石油，生物燃料被视为是CO2中性的，因为再其产生过程中吸收了同样数量的CO2，燃烧释放量不可能增加。此外，许多生物燃料是含氧的（如生物醇），有助于降低燃烧过程中含氮化合物颗粒的排出量。

我国生物质能源的现状与发展趋势

我国非常重视生物质能的发展。“十二五”期间，国家下发多个文件指导生物质能源的发展。国务院的《国家“十二五”科学和技术发展规划》、《国家能源科技“十二五”规划（2011-2015）》、国家发改委2012年7月下发《可再生能源“十二五”规划》都明确了发展生物质能源的产业目标。国家能源局特别《生物质能发展“十二五”规划》，明确了生物质能的发展目标。到2015年我国生物质液体燃料将到达500万吨。低成本纤维乙醇、生物柴油等先进非粮生物液体燃料的技术进步，为生物燃料更大规模发展创造了条件，以替代石油为目标的生物质能梯级综合利用将是将来主要发展方向。

生物质能，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为固体、液体和气体燃料，是取之不尽、用之不竭的一种可再生能源，因此生物质能是太阳能的一种表现形式。

我国现阶段生物质能源发展的原料主要是油料植物、秸秆及动物粪便等传统生物质资源。据估算，2012年我国废弃的农作物秸秆资源7.4亿吨，折合3.2亿吨标准煤;农产品加工废弃物1.4亿吨，折合标准煤0.17亿吨;禽畜粪便7.8亿吨，折合标准煤5.3亿吨;林木生物质资源10亿吨，折合标准煤5.8亿吨;生活垃圾3.1亿吨，折合0.45亿吨标准煤，但生物质资源的实际利用量在1亿吨标准煤左右，约占可利用总量的15%～20%，因此具有较大的发展潜力。我国生物质能源发展的一个基本原则是“不与人争粮，不与粮争地”，因此，生物质能源主要来自于农林废弃物。

到2015年，生物质能年利用量超过5 000万吨标准煤。其中，生物质发电装机容量1 300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时，生物质年供气220亿立方米，生物质成型燃料1 000万吨，生物液体燃料500万吨。建成一批生物质能综合利用新技术产业化示范项目。

全球生物能源技术发展趋势

理想的生物燃料应该是能够用非食品原料廉价生产，常年供应且能方便地使用现有供应设施，其能量密度与汽油或柴油相当。可以使用10%～25%（E10-E25）混合生物乙醇汽油的汽车数量正在增加。新型弹性燃料车辆能够燃烧任意混合比例的生物乙醇，包括百分之百的水合乙醇（E100）。类似的，生物柴油也可以任意比例混合，混合的比例已经从现在的2%～5%（B2-B5）设定到未来的10%～20%（B10-B20）。与生物乙醇比较，生物柴油含有更高的碳含量，能够产生类似于传统柴油相当的热值。生产成本尤其是原材料的价格是目前更高比例混合生物燃料的限制因素。

第一代生物燃料是目前商业化较成功的生物燃料，包括生物乙醇和生物柴油，其原料是甘蔗、玉米、小麦、谷物、菜籽油，蔬菜油和提取的动物脂肪。第一代生物醇（生物乙醇）是通过啤酒酵母发酵来源于作物的植物糖和淀粉产生的，这些作物包括甘蔗、甜菜和玉米。巴西生物乙醇生产以甘蔗为原料，而美国主要是以玉米为原料生产生物乙醇。第一代生物柴油的生产是对植物油的化学修饰完成的，如油菜、棕榈树和大豆等，植物油脂和提炼的动物脂肪通过脂肪酸甲酯化作用生产生物柴油。然而，第一代生物燃料的原材料直接与食品或饲料产品形成竞争，其发展是不可持续的，会导致食物商品价格的飙升，使其进一步推广受限制。因此生物燃料的发展与推广需要第二代、第三代甚至第四代生物燃料的发展。

第二代生物燃料已经有了初步发展，其原料包括木质纤维素，生物废弃物，固体废弃物。木质纤维素难以降解，从木质素纤维形成可发酵糖要经过多步骤处理，例如原材料前期处理、采用物理的、化学的或生物的进行预处理、可溶性半纤维素糖从固体纤维物中分离出来的固、液分离、酶水解纤维素产生可发酵的葡萄糖等木质纤维素利用中，相当大的精力集中到真菌纤维素降解酶酶解途径的研究。酶解过程涉及一个联合过程，是末端葡萄糖水解酶和纤维素外切酶共同作用，两种酶都隶属于典型的糖苷水解，是通过攻击寡糖-多聚糖底物的异构中心中的水分子来实现的。木质纤维素酶的酶活性低、酶解成本高是木质纤维素利用的一个瓶颈。

生物柴油是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的性，可部分添加到石化柴油中。但是使用动植物油脂生产生物柴油造成与人和动物争资源的现象。一种新型的油脂生产正在形成――微生物油脂，微生物油脂可以利用农作物秸秆通过发酵方式工厂化生产，不仅可以废物利用，而且节省土地，用其生产的生物柴油接近石化柴油的性能，有较好的发展潜力。

第三代生物燃料是基于藻类物质的新一代燃料，利用它们产生的碳水化合物、蛋白质、蔬菜油生产生物柴油和氢气。据估计，藻类产量可达61 000升/公顷，相比之下，作物如大豆、菜子的产量分别是200升/公顷、45升/公顷。微藻类特别是小球藻细胞内脂类的积累能够达到其生物质50%。产生的生物油通常酸值较低，有利于生物柴油的合成。微藻类具有第一代、第二代生物燃料原材料不能比拟的优势。微藻类能够使用海水和污水养殖，不会与食品生产形成竞争。

第四代生物燃料主要利用代谢工程技术改造藻类的代谢途径，使其直接利用光合作用吸收CO2合成乙醇、柴油或其他高碳醇等，这是当前最新技术。虽然该技术尚处于实验室研究阶段，但在环保、成本等方面的优势已经可以预期。

生物能源产业展望

据统计2010年大约1 200亿升生物燃料产量用于运输业，几乎是2005年的2倍。全球现有生物燃料市场生物乙醇占近80%，其余的主要是生物柴油。市场主要是第一代生物燃料，美国是最大的生物乙醇生产国，产量为490亿升，第二位是巴西，产量为280亿升，分别占全球输出的57%和33%。欧盟领导着生物柴油生产，占2010年世界生物柴油市场的53%。预期到2020年，全球生物燃料的总产量为2 000亿升，其中生物乙醇1 550亿升，生物柴油450亿升。

将来生物燃料将在能源技术的应变上占有重要的地位，白色生物技术在生产生物燃料和化学原料领域具有较大的潜力。第一代生物燃料技术已经成熟，但与食品生产原料竞争。未来生物燃料的发展与推广需要第二代（木质素纤维、生物废弃物、固体废物）和第三代（藻类和蓝细菌）技术应用到新兴生物燃料的生产。

新一代生物燃料短期内取得商业化成功具有较大的挑战性。新一代生物燃料的试点和规模化示范仍需继续进行，因为与取得商业化成功的第一代生物燃料相比其生产成本过高。无论是热化学的还是生物化学的技术手段，目前还没有清晰最佳技术途径。

生物燃料的发展范文第4篇

[关键词]生物质资源；燃料乙醇产业；理性思考

[作者简介]宁世梅，博白县第三高级中学一级教师，广西博白537600；龙裕伟，广西社会科学院副研究员，广西南宁530022

[中图分类号]F40　[文献标识码]A　[文章编号]1672―2728(2007)04―0082―03

当前全球性能源危机凸显能源在人类可持续发展中的战略地位，燃料乙醇作为一种十分重要的可再生能源，备受全球关注。我国当前优先发展能源工业，大力发展可再生能源，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力，把推广使用车用乙醇汽油作为一项重要的能源战略。对于拥有燃料乙醇生物质资源优势，又有一定产业基础的广西来说，做大做强燃料乙醇产业，既面临重要发展机遇，同时也面对挑战。

一、广西燃料乙醇产业发展状况与规划

广西地处亚热带，生物质资源丰富，具有良好的发展生物乙醇、燃料乙醇的自然条件。目前广西利用木薯资源生产乙醇的企业有20多家，其中规模较大的年产木薯酒精10万吨的企业1家，年产木薯酒精8万吨的企业1家。广西还有一批以甘蔗为原料的制糖企业设有酒精车间。2005年，全区乙醇生产能力50万吨，产量30万吨。

在石油危机的冲击和影响下，广西十分重视生物质能的开发与利用，将发展燃料乙醇产业纳入广西“十一五”发展规划，还专门制定了广西生物产业发展“十一五”规划。将主要发展以木薯燃料乙醇、生物柴油、沼气、成型复合燃料等重点项目，力争在“十一五”期间把生物质产业建设为广西的支柱产业。目前，广西成立了自治区生物质产业工程领导小组，发展木薯制取燃料乙醇生产的方案已报国家发改委。

二、广西发展燃料乙醇产业的有利条件与不利因素

(一)有利条件

广西发展燃料乙醇产业的有利条件主要有三个方面：

1．广西是全国最主要的热带作物种植区，拥有我国最多的适宜种植木薯、甘蔗等生物质资源的土地资源。广西拥有适宜种植木薯、甘蔗等生物质资源的热带作物种植面积11.4万平方公里，占全国热作区总面积的38.5％，列全国第一位，比列第二位的云南省高出12.1个百分点(3.6万平方公里)。

2．广西种植木薯、甘蔗作物有着悠久的历史，是全国最主要的木薯产区和甘蔗产区，具有较好的产业基础。2005年，广西种植木薯404.25万亩，产量173.61万吨，均占全国总量的60％以上；广西甘蔗种植面积1121.4万亩，产量5154.69万吨，2005/2006年榨季全区产混和糖537.7万吨，产糖量占全国总产量的61％，广西糖业的龙头地位进一步得到巩固。

3．发展燃料乙醇产业面临重大发展机遇，市场前景广阔。燃料乙醇的生产发展及其推广使用，随着国际石油市场和价格的波动几经起伏。但近年受到世界石油资源紧缺、原油价格不断攀升、环境压力日益加重的影响，作为绿色可再生能源的燃料乙醇，再次受到世界各国的关注，并形成了新一轮的快速发展趋势。可以预见，随着燃料乙醇技术的日益成熟及其成本的降低、效益的提高，其在人类社会可持续发展中的地位和作用将会越来越重要，市场前景十分广阔。

(二)制约因素

在看到有利条件的同时，也要看到制约因素，以趋利避害。

1．技术因素。首先是木薯种植技术水平较低，高产优质木薯新品种覆盖率低，粗放栽培、粗放管理，木薯产量低。其次，木薯加工技术水平落后，木薯产业大中型企业仅1家，企业规模小，众多“散乱”的小淀粉厂、小酒精厂的技术装备普遍陈旧、过时、落后。最后，“三高一难”等技术难题。用木薯生产燃料乙醇，要克服酒精生产的“三高一难”――“粮耗高、能耗高、成本高、酒精糟液处理难”，实现节粮、节能、降低成本和清洁生产。深度开发木薯酒精糟液饲料资源；扩大二氧化碳、杂醇油、酣酯酒精等副产品的综合利用和增值途径；以综合利用效益冲减酒精的成本，以技术进步创效益与石油燃料竞争。

2．原材料因素。按照规划，“十一五”时期，广西燃料乙醇产业以木薯燃料乙醇生产为主。理论上，广西也可以以甘蔗为原料发展甘蔗燃料乙醇产业。无论是以木薯为原料，还是以甘蔗为原料，广西燃料乙醇产业在广西区内都会直面其他产业的挑战，主要是糖业、淀粉工业、蚕丝绸产业乃至烟业。关键环节在于这几类产业均依赖广西的土地资源，都在争土地。

(1)糖业是广西“十一五”时期重点发展的6大优势产业之一，是广西重要的利税“大户”，广西木薯淀粉产业乃至木薯乙醇产业在中近期仍将无法取代其地位。今后一个时期，糖业乃至甘蔗种植面积仍将是优先保障与发展的。

(2)广西木薯淀粉产业仍有较大的发展空间，关键因素在于国内淀粉市场需求量大、缺口大、利润可观，广西木薯原料短缺问题突出。近年，由于木薯原料不足，广西的淀粉厂最早在10月下旬开榨，最迟在次年的3月上旬停榨，中间除去春节等假日停榨的时间，工厂的加工期最多只有4个月左右。各淀粉厂、酒精厂为争抢原料，2005～2006年榨季鲜薯收购价格一度超过450元／吨，有的淀粉厂在榨季中期由于原料价格过高而停榨。目前广西仍有一批在建或拟建的木薯加工项目(包括淀粉厂和酒精厂)，建成投产后，木薯原料短缺的矛盾将更加突出。

(3)蚕丝绸产业和烟草产业也是广西大力发展的产业，尤其是蚕丝绸产业的市场发展势头迅猛，也将会与木薯乙醇产业争夺土地资源，从而使广西燃料乙醇产业发展面临更加突出的原料供应短缺问题。

广西燃料乙醇产业除了受到广西区内原材料供应所制约，还受到国内乃至国际市场原材料供应所制约。广西的木薯产量占到全国的60％～70％，此外木薯原料较多的是广东省和海南省，均为当地企业消耗，其余省份产量极少，因此从外省调入木薯原料是不可行的，只能从国外进口。但是根据FAO统计，世界木薯的年产量虽然已接近2亿吨，但大部分是供人类直接消费，真正进入国际贸易的只有600万吨左右的木薯制品(相当于1800万吨鲜薯)，绝大部分来自泰国和越南。我国从2001年起，每年均进口超过200万吨的木薯制品。由于这两个国家的木薯产业结构和广西是雷同的，从原料到产品都存在竞争，所以这个来源可能存在不稳定的因素。

3．市场因素。燃料乙醇是石油的替代产品，

燃料乙醇产业与石油产业之间存在高度竞争关系，直接受到石油景气水平的左右。如果国际市场上石油供过于求，或供求平衡，石油价格比较合理或偏低，那么，燃料乙醇产业就会在产业成本偏高、政府扶持力度不够的情况下，难以有大的发展。从当前国际石油价格行情来说，相当于每桶石油热值的燃料乙醇的成本应低于50美元才有盈利空间。由于直接受到国际石油市场行情的牵制，燃料乙醇的市场稳定性较差，市场风险较大。

另外，广西燃料乙醇产业还直面国内、国际同业市场的竞争与挑战。国内除了黑龙江、吉林、河南、安徽4个试点省，广东省正在上马国内首家以木薯和甘蔗为原料生产车用燃料乙醇的大型环保能源项目――广东燃料乙醇项目，首期投资6.86亿元，设计年产燃料乙醇50万吨。除此之外，目前国内酝酿建设燃料乙醇项目的省份还有四川、云南、山东、内蒙古、福建、辽宁、河北、新疆、陕西、宁夏和江苏等。可以预见，在未来几年，全国性的燃料乙醇“大战”一触即发，广西将会直面激烈的国内市场竞争。同时，国际上燃料乙醇产品及其原材料的市场供求状况也会对广西燃料乙醇产业发展产生影响作用。

4．盈利因素。燃料乙醇产品成本与汽油相比，其成本高，盈利性差。凡是生产生物燃料乙醇的国家，都对其实行政策扶持。按照国家计划，定点生产燃料乙醇的企业，财政补贴将逐年递减，直至2008年完全取消。为了保持盈利，在补贴取消之前，燃料乙醇生产企业的首要任务是降低生产成本。

三、做大做强广西燃料乙醇产业的对策建议

(一)调控燃料乙醇产业发展规模，不能盲目发展、快速扩张

主要理由和依据是：(1)燃料乙醇产业受木薯原料“瓶颈”制约。(2)国内燃料乙醇产业将面临比较激烈的市场竞争，市场风险大。(3)今后一个时期广西扩大木薯原料种植规模的空间有限，以甘蔗为燃料乙醇主要原料来源的可能性也不大。

针对上述问题，广西在发展燃料乙醇产业过程中，首先要考虑原材料供应问题，不能盲目扩大发展规模。根据广西燃料乙醇原料来源的现实性(包括区内来源、国内来源和国际市场供应)，“十一32"时期广西发展100万吨燃料乙醇的产能，其规模偏大，建议控制在50万～70万吨的幅度，待技术条件、市场条件等因素相对成熟后，再不断扩大燃料乙醇产业规模。

(二)上规模、高起点地发展燃料乙醇企业

在当前国际石油市场价格水平下，燃料乙醇产品成本高、市场价格高，与石油产品相比，缺乏市场竞争能力，必须十分重视新技术的开发和应用，以期不断降低生产成本，提高燃料乙醇的市场竞争力。发展燃料乙醇企业，应当坚持上规模、高起点、技术先进的原则。以期实现规模效益、降低能源消耗、提高原料利用水平，从而达到降低单位成本的目的。建议广西新建或改建燃料乙醇企业时，其产能规模应在10万吨以上。

(三)鼓励发展混合原料型燃料乙醇企业

由于广西区内、国内乃至国际市场上木薯、甘蔗原料的紧缺，发展燃料乙醇产业必须从广西的实际出发、从市场供求状况出发，来考虑燃料乙醇产业的原料供给问题，优化燃料乙醇的原料配置。广西应当以木薯为主导，积极发展薯、蔗、稻、蜜以及玉米等原料混合的燃料乙醇企业。其主要优点有四：一是可以缓解木薯原料之不足；二是可以在糖业市场价格下跌情况下，将原定供应糖业的原料蔗用于燃料乙醇生产，保障甘蔗价格的相对稳定性以及蔗农的利益；三是可以增加糖业副产品糖蜜的附加值以及糖厂的收益；四是可以保障燃料乙醇原料来源的稳定性及其产业发展的可持续性，这在技术上也是可行的。

(四)“抓大放小”，关停、淘汰一批技术落后、污染大、能耗高的木薯淀粉企业和木薯酒精企业。优化木薯产业组织结构

目前广西共有木薯淀粉企业和木薯酒精企业200多家，绝大多数为小企业。这些小企业普遍存在技术落后、污染大、能耗高、效益低等问题，不能适应新型工业化发展以及经济社会可持续发展的要求。应当根据国家产业政策、环保政策以及其他政策的规定，对这些小企业进行全面清理整顿，凡是不符合政策要求，又无力进行技术改造的，均应予以关停、淘汰。这样，在一方面使当地生态环境得到改善的同时，还可以杜绝它们与技术水平较高、环保条件好的大中型燃料乙醇企业争原料的问题，从而有利于优化广西燃料乙醇产业发展的市场环境，促进燃料产业的健康发展。

(五)延长燃料乙醇产业链，培育发展燃料乙醇产业集群

发展燃料乙醇产业，涉及农业种植和养殖、乙醇及其副产品生产、石油调配、汽车制造、环保、商业销售乃至乙烯生产、现代石油化工和燃料乙醇副产CO2的资源利用等，可以形成一条很长的产业链。应当根据燃料乙醇的产业链特性，做好燃料乙醇产业集群的发展规划与培育工作，为做大做强燃料乙醇产业创造良好的产业生态环境。

生物燃料的发展范文第5篇

(一)燃料乙醇

燃料乙醇实现工业化生产始于巴西。巴西已经成为燃料乙醇生产能力最大和出口量最大的国家。巴西燃料乙醇是利用甘蔗制取的，2006年乙醇总产量177亿升，其中燃料乙醇占76％。2012年乙醇总产量将达到360亿升。目前巴西已经没有纯汽油的燃料，加油站只供应E20-25乙醇汽油(含20-25％乙醇)和100％乙醇两种燃料。2003年巴西开始使用灵活燃料车，可以灵活切换使用两种燃料，截止2006年底灵活燃料车销售总量已超过200万辆，2007年以来，销售的新车中超过90％都是灵活燃料车。

(二)生物柴油

巴西立法规定2008年开始在柴油中必须添加2％的生物柴油，2010年将提高到5％。2007年生物柴油生产能力将达到8-9亿升。巴西柴油年消费量为400亿升，进口量占总消费量的5％，如果实现生物柴油发展目标就意味着不再需要进口柴油。阿根廷目前普通柴油全部进口，2008年将颁布法规在全国推广使用生物柴油。预计2009年生产量将达到30-35万吨，出口量将达到10万吨，届时阿根廷将成为生物柴油生产和出口大国。

二、燃料乙醇产业对巴西能源、环境的影响

巴西2006年实现了汽车燃料自给自足，这依赖于甘蔗乙醇产业的巨大贡献。2006年消耗的燃料乙醇占汽车消耗总燃料的40％。乙醇生产中产生的蔗渣被燃烧利用而由此提供的能量已经成为不可忽视的动力来源。目前巴西乙醇生产企业已普遍利用蔗渣作为电力和热力来源，并实现了动力自给自足，不需在生产中使用任何化石燃料，不仅如此，剩余的电力还销售给电力公司。蔗渣提供的电力占全国电力总消耗量的3％，使用蔗渣提供的动力相当于2020万吨石油，乙醇产业(乙醇＋蔗渣)替代了42万吨石油当量，日，直接用于工业生产和运输行业。

环保问题已成为人类日益高度重视和关注的问题。巴西圣保罗州环境署的测试数据表明，使用乙醇汽油不会增加NOx(氮氧)气体排放。在使用E10乙醇汽油(含10％乙醇)时，NOx气体排放量平均增加1％，这个增量不仅低的可以忽略不计，而且还低于在很多国家被公认比较清洁的汽车燃料，比如使用天然气和柴油发动机的汽车。根据美国阿贡国家实验室的权威性数据，E85乙醇汽油(含85％乙醇)与全汽油比较，NOx、VOC、CO、CO2、SO2分别减排10％、15％、25％、18％、75％；E25乙醇汽油(含25％乙醇)与全汽油比较，NOx、VOC、CO、CO2、SO2分别减排3％、4％、7％、6％、22％。由此可见乙醇混配比例越高，减排效果越明显。巴西圣保罗人口有1400万，是世界人口最多的十大城市之一，汽车保有量为500多万辆，但城市空气质量明显好于北京，由此可以看出，燃料乙醇对改善城市空气质量、减少环境污染、实现节能减排发挥了重要作用。

三、两国政府采取的扶持政策

一是出台全国推广使用的强制性法规(生物燃料法令)，并制定发展生物燃料的发展规划和产品标准。巴西规定从2008年开始柴油中必须添加2％的生物柴油。到2010年提高到5％。阿根廷颁布法规从2008年开始柴油中混配5％的生物柴油，到2010年混配比将达到50％。二是向业界企业提供优惠专项贷款。阿根廷规定用于发展生物柴油产业的研发、购买设备和工厂建设等方面的贷款利息仅为正常贷款利息的50％。三是设立专项基金。阿根廷设立的专项基金无偿用于研发企业补贴技术研发费用，补贴额度可达到企业开办费的50％；同时还支持国立科研机构的科研课题。四是实行优惠税收政策。阿根廷政府对生物柴油生产企业和加油站的盈利税(3％)、增值税(21％)、燃油税(5％)全部免收。巴西政府为鼓励发展地区农业经济，为生物柴油提供原料保障，根据原料和地理位置的不同，制订了不同的税收优惠政策。五是实行优惠的市场销售价格。巴西为鼓励使用高混配比的乙醇汽油，制定了优惠的促销价格，加油站出售的100％乙醇灵活燃料的价格比E20-25乙醇汽油的价格低44％。六是鼓励发展灵活燃料汽车。巴西规定购买灵活燃料汽车可以减税，用来冲减灵活燃料汽车需要添加用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。

四、启示与建议

我国正处在产业结构优化升级、发展循环经济、实现资源综合利用和节能减排的关键时期，有必要借鉴南美国家燃料乙醇和生物柴油产业发展的经验。加快我国非粮生物质燃料产业的发展。结合目前我国燃料乙醇和生物柴油产业发展的实际状况。现提出建议如下：

(一)加大力度支持生物质燃料产业发展

目前，巴西的燃料乙醇已替代了40％的汽油消费量，并将达到60％。而我国石油年消耗量已高达3.2亿吨，每年进口原油的比重已达42％。随着化石能源使用环境问题的日益严重和资源的逐渐枯竭，出于国家经济安全和能源替展战略及环境保护的考虑，我国应该从战略的高度，未雨绸缪，积极支持生物质燃料的发展。在全球生物能源蓬勃发展的形势下。加大生物质资源的开发利用。利用我国各地丰富的原料资源大力发展燃料乙醇和生物柴油产业，对缓解我国能源紧张矛盾和日益紧缺的燃料问题，减轻环境污染，实现可持续发展战略等具有十分重要的战略意义。

(二)2008年奥运会前在北京推广使用燃料乙醇

生物燃料乙醇不仅是可再生能源，同时还可以有效降低温室气体及污染物排放，这对于减少大城市的尾气污染，降低地球温室效应，保护环境，实现可持续发展具有重要意义。根据巴西等国已有测试数据表明，乙醇混配比例越大，减排效果越明显，环境效益越显著。巴西等一些非常重视环保的国家已经充分认识到这一点，正在推广使用高混配比乃至100％乙醇的灵活燃料，以改善城市空气质量。为此，我国也要大力宣传燃料乙醇对改善城市空气环境、减少环境污染的重要作用。鉴于我国目前大中城市的空气污染状况和全国节能减排的艰巨任务，建议在京津沪等大城市中，特别是要举办2008年奥运会的北京市，应借鉴率先使用乙醇汽油的9个省取得的经验，全面推广使用乙醇汽油(E10)，以减少汽车尾气主要污染物排放，改善城市空气环境质量和首都形象。

(三)实施原料多元化战略，重点鼓励发展纤维素乙醇

巴西、阿根廷两国发展生物燃料乙醇和生物柴油均采取了因地制宜。原料多元化的方针。由于我国人口众多，人均可耕地很少，可供开发的适耕未耕地很有限，并且各地区土壤和气候差异大，所以必须坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则，以非粮原料为主，因地制宜，实行原料多元化发展战略。目前，我国各地有大量的农作物秸秆等纤维素资源没有得到有效开发利用。如利用其生产燃料乙醇，不仅实现废物资源综合利用，大幅度提高农业生产的附加值。有效增加农民收入，还可以降低燃料乙醇的生产成本，缓解用玉米生产带来的粮食安全问题。国内有关纤维素乙醇的研发和生产已处于世界领先水平，可以期待在较短时间内实现工业化生产。为此，建议国家制定一些优惠政策和扶持措施，重点鼓励发展纤维素乙醇，建设一批示范工程项目，以加快推动全国纤维素乙醇产业的发展。