A. 巴西为什么发展乙醇汽车这对我们有什么启示
就是用酒精作燃料的汽车,巴西发展乙醇汽车主要是因为环保原因,减少污染.
8月份,美国《华盛顿邮报》刊登了题为《巴西的能源独立之路》。文章指出,今年以来国际油价高涨,世界能源形势令人担忧,但巴西是个例外。2006年是巴西能源供需出现重大转折的一年,将首次实现能源平衡。与此同时,甘蔗生产的乙醇将达到历史最高水平。到今年底,巴西灵活燃料车(使用乙醇或汽油)销售市场份额将达到100%,逐步淘汰汽油车。
巴西是个拥有1.85亿人口的国家,全国的加油站可供选择乙醇、汽油或优质汽油。
各种汽油都是至少含20%乙醇的混合型汽油。纯乙醇每升53美分,而汽油每升99美分左右。在巴西,之所以买汽油,是因为买不到其它燃料,汽油始终是最不经济的选择。
今年,自布什总统强调乙醇作为一种可能解决美国依赖石油的办法以来,巴西已成为美国议员和风险投资家所寻找的目标。剑桥能源分析师说,乙醇并非是巴西新发现的能源自给的唯一选择,但它代替了巴西全国汽油消费量的40%。
巴西的能源发展,诞生于巴西独特的政治和经济环境之中,经历了长达30年的漫长过程。分析家认为,它可为美国刚刚起步的乙醇计划提供宝贵的经验和教训,并有可能推动其成为世界乙醇生产第一的国家。
一、巴西发展乙醇经历了曲折的历程
1975年,巴西实施全国乙醇计划,当时燃料供应约90%依靠外国石油。政府为甘蔗种植提供补贴,在人口1500人以上的城镇强制执行加油站安装乙醇加油泵。到上个世纪80年代初,巴西销售的车辆几乎都使用乙醇燃料。
但是随着时间的推移,石油价格大跌,乙醇生产提供的补贴被取消。甘蔗从生产乙醇转产为生产食用糖,结果导致加油站乙醇供应短缺。而只生产乙醇燃料车的汽车工业随之也几乎完全停产。乙醇燃料车的销售从90%以上,一下子降到不足1%。
在此期间,上个世纪70年代初由甘蔗工业出资赞助成立的圣保罗甘蔗技术研究中心,仍在努力提高乙醇生产效率,研究从各种甘蔗的基因结构到工业提炼所有环节的先进技术。到21世纪初,随着石油价格开始稳步上升,乙醇生产成本已从每升60美分降至约20美分,具有充分的市场竞争力。
圣保罗甘蔗技术研究中心认为,实行保护政策的农业,并不一定是高效的。如果把资金投入到技术的研究开发,可以提高行业的经济效益,找到较好的解决办法。研究中心认为,美国发展乙醇燃料采取政府补贴政策或许会成为行业发展的最大障碍。巴西的乙醇发展过程验证了这一事实。
随着乙醇生产经济性的提高和国际油价上涨,巴西乙醇产业发展愈来愈经济化了。大众汽车公司向巴西市场推出了第一款灵活燃料车,而通用和福特公司等也随之效仿。大众公司认为,如何以最佳方式实现车用燃料的过渡,任何国家都是难以决策的。灵活燃料只是多种可供选择的办法之一,由于市场供应燃料的营销模式与原先一样,因此实施起来很简单。如果供应有问题,只要从一种燃料换成另一种就行了。在巴西,向新型燃料车过渡已经成为发展趋势。
二、巴西发展乙醇面临的挑战
由于车用乙醇的迅速增长,巴西现有资源已经捉襟见肘,而这种紧张局面突出了汽车消费的挑战——对环境构成的威胁。
今年由于担心供应短缺,巴西农业部将所有汽油中的乙醇含量从规定的占25%降至20%。而有证据表明,乙醇的需求仍可能超过供应。为了弥补乙醇供应短缺,巴西约40-50%新的乙醇生产厂将在2007年投产,这需要有更多的土地被用于种植甘蔗,将进一步加剧已经引起分歧的土地保护问题。
最近,美国的研究表明:用美国全部谷物作物生产乙醇,只能提供替代美国约12%汽油需求。目前,尽管美国从巴西进口的乙醇占总需求量的5%,但每加仑征收54美分的关税,限制了从巴西大规模进口乙醇。目前,巴西不具备向国际市场大量供应乙醇的条件。
许多专家一致认为,乙醇的未来既不取决于甘蔗,也不取决于谷物,而是取决于技术创新生产纤维素乙醇,即从生物质中提取的生物燃料。美国能源部宣布,将安排2.5亿美元用于研究开发纤维素乙醇技术。许多人相信,纤维素乙醇将作为未来燃料的最佳选择为人们所接受。
B. 用甘蔗提炼乙醇
用甘蔗提炼乙醇污染大吗
不大,,甘蔗渣制乙醇(复合催化酶解法)的工艺过程描述如下:
秸秆――粉碎――预处理――酶解1――过滤――酶解2――过滤――接种――发酵――初馏――蒸馏――乙醇
七吨多甘蔗渣可生产一吨95%乙醇,并且无污水排放;每吨乙醇的成本比其他原料如玉米、木薯等低1000元以上。
过去是利用蔗糖水解发酵制取的,成本高。
C. 地理问题--为什么巴西用甘蔗作为乙醇汽油的主要原料,而不用玉米,巴西也是第三大玉米出口国。
巴西的气候适合甘蔗生长,一年可收获5次,可见甘蔗产量很大,原料丰富,,成本较低。
D. 甘蔗酒精要如何做
对用甘蔗生产车用燃料酒精的探讨
1. 车用乙醇汽油是战略举措
开发燃料酒精等石油替代品,节约石油资源的举措已列入国家"十五"发展计划纲要。去年7月份以来,我国推广使用车用乙醇工作已进入一个新阶段,北方一些省区用玉米生产燃料酒精项目已开始进行建设。
南方的甘蔗(用发酵方法生产酒精),也是一种能源作物。前几年我国西部地区(广西、云南、贵州等省)种蔗致富脱贫起了较大作用,可是因为化学合成甜味剂及进口糖的冲击,出现食糖供大于求的现象,关停了一些糖厂;这些地区是否可借鉴巴西25年来发展甘蔗燃料酒精的经验;糖与酒精并举,以价格、市场调整二者产量,做到稳定种蔗面积和蔗农收入,调动农民积极性,实现经济、社会、生态三效益的提高。北方种玉米、南方种甘蔗。北南并举积极支持全面推广酒精掺汽油驱车的战略举措。
2. 甘蔗是理想的能源作物
衡量作物生长出来的干物质或生物体作为燃料能源为目的时,必需考虑的三个主要因素,就是单位土地面积的收获量、生产成本及净能比。
国外研究机构比较过一些作物发酵法生产酒精的收率如表1。
表1各种能源作物单位面积产酒精比较
原料 土地产量 糖或淀粉 酒精产率 土地酒精产量
(吨/公顷/年) (含量%) (公升/吨原料) (公斤/公顷/年)
甘蔗 70 12.5 70 4900
木薯 40 25 150 6000
甜菜 45 16 100 4300
甜高果 35 14 80 2800
玉米 5 69 410 2050
小麦 4 66 390 560
稻米 5 75 450 2250
注:表1是印度《国家糖业管理联合会》主席曼奴夏.劳(P.J.M.R ao)撰文比较各种能源作物单位面积酒精产量数字,认为甘蔗与木薯产量最高,虽然与我国的产量未必相同,特别是南、北方与中部地域地理条件不同产量亦有差异,但甘蔗产生的能源属前茅是肯定的。
净能比是太阳光能,通过叶绿素光合作用能储存能量的比例(效率),即
绿色植物
CO + H2O + 光能—————--(CH2O)+ O2 + e
输出总能量
其中e是储在光合作物中的能量,净能比是:NER = ——————
输入总能量
一些能量作物的NER比较:甘蔗1.9~2.7;甜菜0.56;玉米0.74;木薯0.69~3.56;甜高梁1。
由甘蔗榨汁直接生产酒精,每吨甘蔗约可生产酒精70升、蔗渣250公斤、废醪液910升。
废液治理问题:玉米酒糟可浓缩干燥制饲料(DDGS)。蔗汁发酵酒精后的废液,颜色比糖蜜为原料的浅,灰分少很多,残糖亦较低,可直接用于灌溉农田。巴西年产无水酒精1200万吨,其废液多采用槽车,在距工厂约50公里半径的农田,轮流灌溉,补充农田水、肥。也可用于锅炉烟囱水膜除尘冲灰水,循环复用可浓缩至固形物40~50%,用作液体肥或掺吸附剂作固体肥。
加工成本:玉米要经粉碎、蒸煮(或不蒸煮)、液化糖化才发酵;甘蔗只经压榨抽出蔗汁就可发酵,按理甘蔗加工费低于淀粉原料,但现设加工成本二者接近。
综合以上一些数字,如按上述作为生产能量作物原料三要素衡量单位土地面积产量、净能比、生产成本比(原料成本加上加工成本),甘蔗均是优选的原料(见表2)。
表2 我国玉米与甘蔗制酒精的比较
项 目 玉 米 甘 蔗
亩产(吨) 0.5 4
原料:酒精 3:1 13.5~15:1
亩产酒精(公斤) 170 280
原料价(元/吨) 900~1300 190(广西平均)
原料成本(元/吨酒精) 2700~3900 2660
产品回收价(元/吨酒精) DDGS1吨每吨400元 蔗渣3.22吨按每吨200元计为644元
原料价减联产品价(元/吨酒精) 2300~3500 2016
3. 燃料酒精(无水酒精)生产方法
用普通蒸馏方法制得酒精,不能作代汽油燃料,要脱水至含酒精99.5%以上,并加改性剂才能作燃料酒精。一般称99.5%以上酒精含量的为无水酒精。
生产方法大致有化学反应脱水、分子分离脱水、三无共沸混合物蒸馏脱水、萃馏脱水方法。分述如下:
(1) 化学反应脱水,Merek法是用生石灰、氯化钙为脱水剂,每公升酒精加0.55公斤氯化钙,经6小时或加压反应让脱水剂吸掉酒精的水,再精馏而制得,此法酒精损耗较大.过去我国湖南、山东一些小型厂用此法。
Hiag法是用醋酸钠混合液具有脱水性,在脱水精馏塔中逆向交换吸收脱水。可制得99.8%无水酒精,损耗0.1~0.5%,每100升无水酒精汽耗65~80公斤,电0.5度,水1.2~1.6吨。
(2)分子分离脱水:用A4型分子筛将96%的酒精通过后,分子筛可把酒精的水份
吸附,使酒精统一纯度提高到99%以上。离子交换树脂脱水一般用732型树脂脱水落,每吨无水酒精需96%酒精1。25吨、电350度,树脂3.5公斤。武汉、江西一些厂用此法。国外现用气相过分子筛,据说较省能耗。巴西的usina da pedza 糖厂已采用了此法,是目前世界上最大的气相分子筛脱水制无水酒精。
(3)三元共沸物蒸馏脱水(称Melle法)是大规模生产无水酒精最通用的方法。作工业或燃料用的无水酒精,一般用苯作脱带剂,酒精与水如加入第三种组份一苯,构成三元共沸物,其沸点比三种组分的沸点都低,当在苯脱水塔加热至64.85℃时,逐步蒸馏出带了水的苯、酒精液,塔底得到的便是无水酒精。纯度可达99.8~99.95%。再由苯回收塔回收苯,循环再作脱带剂。若用于医药、化妆品、香精等的无水酒精因苯有毒,则改用环已烷、乙二醇醋酸钾为脱带剂。生产消耗,每百升无水酒精耗汽53~175公斤,苯0.1%,酒精0.45%,冷却水375公斤/百升吨酒精。
(4)萃取蒸馏 常用萃取剂有甘油、乙二醇、醋酸钾乙二醇等。在蒸馏塔中酒精气
向上升,而溶剂向下降的逆流萃提:溶剂把酒精水份带走,无水酒精在塔顶逸出,塔底排出的为有水份的溶剂,溶剂再生后可复用。
4 展望
以多种能源作物比较,土地单位面积产量以甘蔗为最高;产酒精量也名列前茅;以甘蔗为原料制燃料酒精技术完全可行;加工费也是以甘蔗为原料最低。但从经济收益方面同产糖或产燃料酒精比较。则当前产糖效益会高于产酒精,因为产糖1吨只需甘蔗8~10吨,而产酒精则需13.5~15吨,而两种产品近年售价较接近,虽加工费产糖高于酒精,但原料费占生产成本是主要的。因此单从经济效益考虑则产糖优于酒精,但糖的消费量有限,放开发展可能会出现供大于求,然而发展燃料酒精则消费量很大,可以大力发展。为此,笔者认为应对甘蔗发展燃料酒精经剂政策方面作深入的研究。
E. 甘蔗如何提炼出乙醇
甘蔗渣制乙醇的工艺过程描述如下:
秸秆――粉碎――预处理――酶解1――过滤――酶解2――过滤――接种――发酵――初馏――蒸馏――乙醇 ,七吨多甘蔗渣可生产一吨95%乙醇,并且无污水排放;每吨乙醇的成本比其他原料如玉米、木薯等低1000元以上。 过去是利用蔗糖水解发酵制取的,成本高。
乙醇就是酒精,它是糖经过发酵之后变成的,从成本上来说,一般不会直接用糖来做酒,糖厂多是用榨过糖之后的蔗渣浸提液和下脚料来发酵。经过发酵之后的料进行蒸馏,出来的就是酒精,先出来的含甲醇多,不能食用(食了会瞎眼)称作工业酒精,后出来的基本上是乙醇,当酒卖。再提纯就是医用酒精。
乙醇是常用的化学试剂,而我们平时所见的多是水和乙醇的混合物 ,想要制作更高精密度的实验,就要用无水乙醇。首先将比例为95 %的乙醇添加到大容器中,接着加入干燥剂成分。这些干燥剂可以起到吸收水分的作用,静置一段时间后倒入比重计中测量浓度,达到100 %后就可以对乙醇进行净化了。
F. 生物燃料的其他信息
在曼谷举行的地区生物能源论坛上,粮农组织专家里根·铃木承认,相对传统的化石能源,生物能源的确对环境保护更加有益,而且可以促进许多国家和地区的能源安全。但她同时指出,这些优点必须与生物能源的弊端放在一起权衡。
铃木指出,许多国家和地区正改变成百万公顷土地的用途,专门种植棕榈、甘蔗和其他能够制造生物燃料的粮食作物,同时生物燃料也成为媒体上最热门的话题,但大规模制造生物燃料所带来的广泛的社会和环境问题却被抛在脑后。
最大的担忧在于“与粮争地”,铃木警告说,大规模改种生物燃料植物已经造成美国和墨西哥玉米价格上涨,并可能导致发展中国家粮食短缺。
2007年美国25%的玉米收成变成了乙醇燃料,但另一方面,粮农组织2007年底的一份报告说,受大量粮食被转变为生物燃料等因素的影响,世界正在经历“前所未有”的粮食危机。有联合国官员认为,使用粮食生产燃料是一项“反人类的罪行”。 铃木说,由于制造生物燃料需要大量的水,如果盲目推进,中国和印度将遭受更加严重的水源短缺。中国水利部2007年11月发布的水资源评价最新成果显示,按目前正常需要和不超采地下水,正常年份中国缺水近400亿立方米。
与此同时,铃木说,印度尼西亚和马来西亚的森林面临着棕榈种植园扩张的危险。她说:“对于热带和亚热带国家来说,种植生物燃料具有明显的竞争优势,但往往也在这些国家中,森林和资源保护体系是脆弱的。”
国际农业研究磋商组织23日发布的预测报告与铃木的说法一致。这一报告使用独立开发的计算机模型,以印度等国的生物燃料增产计划和人口增长趋势为基础,预测2030年利用玉米、小麦、甘蔗等作物生产生物燃料所需新增的用水和土地。结果显示,印度届时需要新增用水约300亿吨。其他一些农业大国也面临大量水资源供应缺口。 “能量不灭,汽车永动,万物生息轮回”这是生物燃料热在全球激起的美丽梦想。可是随着新一轮全球农产品价格不断上涨,很多人对这个美丽梦想产生了怀疑,不禁要问“是让更多人吃饱饭还是让更多人开汽车?”
追本溯源,对“生物燃料热”以及“发展生物燃料危及粮食生产”等系列问题的起因、发展、解决方法等几个方面集中归纳分析后,使狂热回归理性。唯有理性对待生物燃料热,才能走出生物燃料和粮食生产的“PK”大赛。 用于延缓全球变暖的生物燃料的广泛应用对全球商品市场产生了重要的影响,芝加哥商业交易所主席上周如是说。
世界最大的金融交易的执行官克雷格·多诺霍(Craig Donohue)也表示,最近原油价格和小麦价格的急速增长对商品市场造成了重要影响。 “这是一个全新的商品市场。由于越来越多的企业以乙醇为能源基础,我们看到在软商品(农产品)和能源之间呈现出显着的收敛趋势。”他在访问东京的时候这样告诉记者。
国际货币组织本周警告到:“全球性的依靠谷物作为能源基础会提高贫困国家的粮食价格,并带来‘严重的牵连后果’”。
国际货币组织指出,美国在2005年已经超过巴西成为世界上最大的乙醇生产国,欧盟是最大的生物柴油生产者。
中国和印度,由于急速的经济增长所带来的能源需求,也计划加速生物燃料的生产。专家指出,这样会加速水和食物的短缺。
Donohue指出,亚洲两大能源需求国的崛起,对世界商品市场产生了显着的影响。
“我们看见由于印度和中国的经济增长,商品在生产、进口和出口方面产生了巨大的变化,这对商品的供给和需求也产生了重要的影响。”他说。 面对国际原油价格的起伏不定,如何应对由于原油价格上涨可能引发的经济和社会问题,已成为各国关注的重点。在不久前泰国曼谷召开的能源研讨会上,不少专家认为采用可再生的生物燃料作为替代品,可以缓解许多国家对原油等矿物燃料的依赖。每年泰国花在进口原油上的经费大约100亿美元。
生产和充分利用生物混合燃料是这次大会的讨论主题。其中,由巴西专家提出的将乙醇与汽油或柴油混合制作燃料的方法最引人关注。
乙醇也就是人们所熟知的酒精。生产乙醇的成本并不高,而且原料方便易得,淀粉或糖类植物经过发酵和蒸馏后就能产生大量的乙醇。试验表明,乙醇与汽油或柴油混合制成的新型燃料,不仅环保,而且可以大大减少人们对原油的需求。
此外,采用新型混合燃料的另一个优点就是适应亚洲和拉丁美洲的国情。这些地区的国家多以农业生产为主,而乙醇可以从一些高产的农作物,例如甘蔗和玉米中提取。巴西是产糖大国,目前它拥有世界上最大的乙醇加工基地,每年可以用糖加工乙醇大约130亿升,是工业乙醇主要出口国之一。泰国现在还没有专门生产乙醇的基地,泰国总理他信表示,他已经决定派专家研究这个方案,并希望能够尽快得到实施。 在传统化石能源(煤、石油等)日益枯竭、人类面临的环境污染日益加重的情况下,世界各国都在积极寻求发展可再生能源。生物能源,特别是生物燃料,因其可以利用广阔的农产品下脚料作为生产原料,而且可以直接替代车用燃油,因而引起汽车消费大国以及农业大国的广泛兴趣。巴西、美国、欧盟等,在发展生物能源领域走在了世界前列,提供了许多有价值的经验。
燃料农业为转基因等高科技手段的大面积推广提供了可能,并且可以为重要性日益凸现的生物燃料提供充足的原料。与供给人畜食用的粮油、蔬菜和饲料植物相比较,发展燃料植物的优势突出。一是没有转基因植物对人类健康的担忧;二是除了要考虑对环保的影响外,可容忍较大的农药残留量;三是许多燃料植物具有耐贫瘠、耐干旱的特点。
巴西是世界上最大的生物燃料(主要是甘蔗、乙醇)生产国,早在20世纪70年代就开始实施生物燃料计划。巴西廉价的生物燃料原料,刺激了可再生能源生产,混合动力车销量倍增。巴西国内消费和出口需求使生物燃料产量迅速增加,预计2010年的总产量将从2005年的180亿升增至260亿升。
美国是世界上第二大可再生燃料生产国,从20世纪80年代开始研发,到2004年产量已达129亿升。2005年通过的新的能源法案,将重点放在发展可再生燃料,规定2012年美国可再生燃料的使用量将达到284亿升,相当于目前的两倍。
2003年欧盟委员会通过的两项生物燃料指令推动了欧盟发展乙醇燃料和生物柴油生产。2004年欧盟生产了5.26亿升乙醇和22亿升生物柴油。指令要求到2010年车用燃料部分使用可再生燃料要达到5.75%。含有生物乙醇或生物柴油的燃料,可免征燃油税。 巴西可再生能源占全国能源的比例高达44.7%,而全球平均仅为13.3%。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力发电,其中乙醇的比重日益提高。
据巴西矿产能源部公布的资料,2005年甘蔗能源在全国所产2.186亿吨石油当量能源中占了13.9%。目前,生物能源已成为巴西第三大能源。估计到2010年,正在建设中的100多个甘蔗乙醇蒸馏厂将有一半投产,届时生物能源将超过水能和电能跃升为巴西的第二大能源。
自1973年至今,巴西生物能源的产量增加了744.4%,从360万吨石油当量增加到3040万吨石油当量,年均增长21.3%。巴西发展乙醇燃料潜力巨大,目前甘蔗种植面积为590万公顷,乙醇产量为180亿升,未来10年内甘蔗种植面积预计可翻番。巴西通过遗传技术培育出早熟甘蔗新品种,延长了甘蔗收割期,从而提高了蒸馏厂设备利用率,开工期由过去的每年六七个月增至10个月。
鉴于巴西是世界少有的可以低成本生产乙醇的国家,发达国家对在巴西参与乙醇开发表示了浓厚的兴趣。日本国际合作银行将提供6亿多美元资助巴西生产甘蔗乙醇,通过与日本的合作,巴西乙醇年产量可增加30亿升。荷兰一家企业同巴西企业联合建立5000万欧元的投资基金,未来3年内将达到5亿欧元,用于资助在巴西开发甘蔗乙醇等生物能源项目。
巴西5年前开始推行“乙醇-汽油”双燃料汽车,又称弹性燃料汽车,在石油价格居高不下的情况下,使用乙醇燃料越来越显示出价格优势。2005年,巴西乙醇价格平均为汽油的53%,这使消费者大大节省了开支。双燃料车日益走俏,需求强劲。全国目前出厂的新车大约2/3以上为双燃料车,巴西现有双燃料车130万辆,且以每月新增10万辆的速度累积。巴西全国自动车辆生产商协会的资料显示,2005年双燃料车销售量大约增加了70%以上,其销量首次超过了汽油汽车。据估计,2006年双燃料车在新车市场的占有率将达到70%。
巴西还实行生物柴油计划,即在现成柴油中添加2%的生物柴油,政府规定,到2008年将强制性实施这一措施,到2013年再将添加比例扩大到5%。鉴于石油价格仍在攀升,而且在建中的十几家生物柴油厂工程进展迅速,政府开始研究把上述目标提前实现的可能性。
据称,巴西开发出一种在柴油中加入10%植物油的新型混合燃料,并计划于2007年正式开始生产。这一新燃料的技术创新之处,是在原油提炼过程中往柴油中添加植物油,新工艺确保成品燃料中的硫磺含量大幅度降低。因此,不仅价格比常规柴油便宜,而且较少污染。新型生物柴油质地优良,以致目前所有柴油车辆无须任何改装就可以改用这种新燃料。 美国总统布什在年初发表的国情咨文中,要求在10年内将美国的石油消耗减少20%。其中一个途径就是用生物燃料等可再生能源,替代汽车所耗15%的石油消费量,同时通过提高燃油使用效率来减少另外5%的石油消耗。20%的节油量,相当于美国目前从中东地区进口石油量的75%。
布什建议,到2017年前,把乙醇和其他可再生车用燃料的产量提高近5倍,达到每年1324.75亿升,相当于美国2005年乙醇燃料产量的近9倍。
由于乙醇燃料的原料以玉米为主,因此该建议将给美国农业带来巨大影响。美国可再生燃料协会称,乙醇是美国农业诸州一个巨大的经济引擎,它会产生良好的回报。2005年乙醇行业帮助产生了15.3万个工作岗位,使美国农业地区家庭收入增加了57亿美元。
2000年美国乙醇产量为60.56亿升,2005年达到151.4亿升。2000年美国玉米产量的6%被用于乙醇生产,2006年这个比例可能增至20%。美国农业部首席经济学家说,目前燃料乙醇已成为美国玉米用量的第三大产业。作为全球最大的玉米出口国,美国玉米出口比例占到全球出口总量的70%。2006年美国乙醇行业的玉米用量可能首次超过其出口量。
当然也有人对生物燃料持怀疑态度。生产1326.5亿升的乙醇,需要把4000万英亩的土地专门用来种植玉米,并需建设大量的乙醇生产设施。最关键的是,目前的乙醇生产成本十分昂贵,按美国农业部的估计,若取消政府补贴,每升乙醇成本约为0.92美元,比汽油高出一倍。
截至目前,美国已有500多万辆E85(可燃烧含有85%乙醇燃料)乙醇燃料汽车。
燃料乙醇由玉米制成,生物柴油由大豆制成。除此之外,美国的科研人员正在研发从野草中提炼燃料。布什在国情咨文中就提到了柳枝稷。柳枝稷是美洲大陆上一种随处可见的野生植物,草梗粗壮,可长到3米高,与玉米和大豆相比,柳枝稷更有可能成为美国长期利用的燃料来源。
美国奥克拉大学的科研人员正试图开发利用柳枝稷制造乙醇的方法,具体说就是把柳枝稷切碎,加热后把产生出来的一氧化碳、二氧化碳和氢气喷入一个生物反应器,反应器里的微生物使这些气体变成乙醇。另一种方法是从柳枝稷的纤维素中提炼糖,然后把糖制成燃料,目前面临的问题主要是成本费用过高。
奥克拉大学已经培养出几种高产量的柳枝稷。该校教授泰利亚费洛说:“柳枝稷的种子对野生动物特别是鸟类是有价值的,所以对环境也有好处。柳枝稷比其他的多年生草更容易种植,在无法种植玉米和其他作物的荒地上,柳枝稷能够生长,只需要最低限度的肥料和水,柳枝稷就可以有很高的产量。”
美国有广袤的土地供柳枝稷生长。如果柳枝稷能成为可替代燃料的来源,那么这种新燃料将是取之不尽的。 2003年5月,欧盟通过了一项促进在交通领域使用生物燃油的指令。按照这项指令,到2005年底,欧盟境内生物燃油的使用应达到燃油市场的2%,2010年底达到5.75%,到2020年,用于交通的燃料要有20%是新型燃料。
生物能源的大规模推广对德国能源战略具有重要意义。目前,生物能源已占德国再生能源市场的60%以上。生物能源的来源包括能源植物、木材、沼气、可生物降解的家庭生活垃圾及工业垃圾等。在推动“第一代生物能源”大规模商业应用的同时,德国也在加紧开发更加经济环保的“第二代生物能源”。新一代生物能源技术将直接利用农业秸秆、木材、木屑以及动物粪便等作为能源原料,以有效解决目前生物能源发展中存在的生态问题,且生产成本更低、能源转换效率和质量更高。
“第二代生物能源”不再与粮食、食用油料等争地。对农业废料的循环利用保证了生物能源的可持续发展,解决了当前生物燃料生产过程耗费更多能源的问题。新技术尚处于起步阶段,距大规模工业化生产还有相当一段距离,但发展潜力巨大。如德国每年有4000万吨农业秸秆因无法利用而被就地废弃,相当于400万吨生物柴油或德国年柴油需求量的14%。
从2003年开始,法国政府采取了一系列措施,促进生物能源的开发,鼓励生物能源的利用。2003年,法国用于生物燃油原料种植的面积达32万公顷;当年生物燃油产量为41万吨,其中80%为生物柴油。政府计划,到2010年用于生物燃油原料种植的农田面积将达到200万公顷。
英国于2004年建成欧盟最大生物柴油厂,年产量达25万吨。生物燃料公司计划使生物柴油年产量达75万吨。英国利兹大学开发出利用葵花籽油生产氢的新技术,所获得的氢气纯度高达90%,可为汽车及家用燃料电池提供高效、清洁的氢产品。英国还利用甜菜等植物生产生物丁醇,经与传统汽油混合后,在加油站销售。