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煤基燃料乙醇迎来春天
发布时间：2021-06-04 类别；行业资讯 来源：
技术的进步正在让燃料乙醇市场迎来巨大转机，煤基乙醇技术开辟了乙醇生产的新路径，但现行的标准，对燃料乙醇的推广，还存在较多的体制障碍。
乙醇，是一种国际公认的清洁燃料，也是一种优秀的油品质量改良剂。由于乙醇分子中含氧量较高，有助于汽油燃烧更加充分，因此，对于改善空气质量和减少污染物排放能起到较好的作用。 正是由于乙醇的上述特性，燃料乙醇在很多国家被广泛使用，尤其是在美国、巴西等农业大国，燃料乙醇更是占到汽油消费的相当份额。 基于燃料乙醇的清洁、低碳等优势，我国对燃料乙醇的发展也非常重视。2017年9月，国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委下发了《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》。方案提出，到2020年，要在全国范围内推广使用车用乙醇汽油。
然而，燃料乙醇的推广并没有达到规划的预期。除黑龙江、河南等部分省市进行封闭推广之外，目前燃料乙醇并未能在全国铺开。数据显示，2020年，我国燃料乙醇的产量仅为350万吨，与美国4500万吨的产量有着巨大的差距。
燃料乙醇推广的最大障碍在于其价格的居高不下。当前我国所生产的燃料乙醇，几乎全部来自于生物发酵法，即多数来自陈粮、木薯等植物发酵生产而成。目前，由于粮食价格持续高位，因此不断抬高乙醇的生产成本。以当前玉米价格2600元/吨计算，生产一吨乙醇需要三吨玉米，那么一吨生物乙醇的成本就高达7800元，这一价格高于汽油的市场价格近1000元/吨。
而生物乙醇短期内还看不到价格回落的可能。面对国内超过1000万吨的燃料乙醇缺口，以煤炭、钢铁行业尾气等为原料合成法制乙醇的技术路线，让国内燃料乙醇重新燃起了希望。2017年，中科院大连化物所研发的煤基乙醇路线在陕西兴化集团落地，这个年产量10万吨的全球首套煤基乙醇工业示范装置的投运成功，为我国大范围推广环保乙醇汽油提供了可能。
工艺新突破
陕西省西安市向西50公里处，是陕西兴化集团所在地。这是一家老牌的国有企业，建厂于1965年，近年来由于产业结构转型升级等问题，公司经营一度陷入亏损状态。2017年，采用中国科学院大连化学物理研究所与陕西延长石油集团联合开发的以合成气、甲醇为原料制备无水乙醇（DMTE技术）的工艺技术，由北京石油化工工程有限公司（下称“北油工程”）负责完成从实验室小试到工业化装置的工程化实现，在全球范围内首次建成了10万吨/年新型煤基无水乙醇装置，装置投产后，兴化集团迎来了重要转折，不仅业绩一举扭亏为盈，而且成为省市扭亏的标杆企业。据兴化集团副总经理、总工程师张岁利介绍，受益于乙醇项目，2021年第一季度，公司实现利润几千万元，是公司近年来同期最好的业绩。 DMTE技术是由甲醇生产二甲醚，二甲醚与一氧化碳经羰基化反应生成醋酸甲酯，再经加氢生产无水乙醇。该过程无醋酸产生，对设备材质要求较低，装置投资低，同时不需要贵金属催化剂，运营成本低，具有较强的经济竞争力，被国内多家企业看好。2017年1月，延长中科（大连）能源科技股份公司（下称“延长中科”）成立，致力于DMTE技术推广，“北油工程”开展工程设计和EPC服务，据“北油工程”总经理田伟介绍，北油工程一直致力于煤基乙醇的工程化实现，已经先后承接了6个DMTE生产乙醇的项目，年产能接近200万吨，完成项目咨询的乙醇总产能更是高达1200万吨。
而在距离兴化集团600公里外的陕西省榆林市，一个占地面积2700多亩，规模5倍于兴化项目的榆神能化公司的年产50万吨煤基乙醇项目正在紧张的施工当中，计划于2022年建成投产，年利润将超过10亿元人民币。 据介绍，DMTE工艺技术主要有三个应用领域，一是以煤炭为原料，通过气化、变换、净化制备合成气，一部分制甲醇，一部分分离出氢气和一氧化碳，三者为原料生产乙醇；二是利用钢铁行业的焦炉气、转炉气和高炉气为原料，通过提取一氧化碳和氢气制取乙醇；第三种是现有的甲醇装置和二甲醚装置通过改造后转产乙醇。
“原则上只要有一氧化碳和氢气都可以通过此新工艺生产乙醇，把工业尾气中的有效组分分离出来，用于制备乙醇，对于减少二氧化碳排放，实现碳中和具有重要的现实意义”，北油工程总助刘汉英表示。 事实上，乙醇传统合成法技术存在成本高、环境污染等问题，技术推广受到限制。“采用DMTE技术生产乙醇，几乎没有废水排放，因此是一种绿色环保的工艺”，榆神能化公司总经理郭尊礼称。
据介绍，煤基乙醇的生产成本约3000-4000元/吨，大大低于生物发酵法制乙醇，具备较强市场竞争力的同时，还有效解决了生物乙醇与粮争地的问题。新冠疫情下，从去年起很多国家的粮食生产一度受到较大影响，全球范围内甚至掀起了一轮粮食危机的大讨论。
甲醇装置改造后转产乙醇，可以有效改善甲醇产业严重过剩的难题。过去几年，随着我国甲醇项目不断上马，甲醇产业出现严重过剩，价格也因此一落千丈。数据显示，当前我国甲醇价格约为18 00元/吨，多数甲醇企业处于微利或亏损状态。
“中小甲醇装置转产乙醇，可以短期内实现企业效益的大幅提升”，延长中科总经理王辉表示，采用DMTE技术，一个75万吨的甲醇项目，通过技术改造可以实现年产50万吨乙醇，按照当前7500元/吨的乙醇价格，改造前年产值约15亿人民币，改造后年产值约35亿人民币，经济效益显著提升。
乙醇作为燃料其环保效益也非常明显。权威机构的测试结果表明：采用DMTE技术生产的无水乙醇用于调和E-10汽油，各项指标达到GB18351-2017乙醇汽油标准；其中E10（ 95# ）在3000r/min条件道路试验，与市售95#汽油相比：HC、CO排放下降17%，NOX排放浓度下降6%，PM2.5排放浓度下降51%，超细颗粒物排放浓度下降了13%，这对于污染严重的城市交通而言无疑将大有裨益。
标准待突破
具有经济和环保双重效益的煤基乙醇技术，毫无疑问未来发展空间巨大，但还需要政策呵护。
当前，我国所执行的燃料乙醇标准为2001年制定的《车用乙醇汽油（E10）》，自2002年起，国内已经分阶段、分地区逐步推广使用E10乙醇汽油，目前在11个省或局部城市销售使用，乙醇汽油年消费量占同期汽油消费总量不到1/4。近年来，由于受粮价等制约因素的影响，E10乙醇汽油的推广工作趋于缓慢。
2020年，由于玉米价格的不断上涨，生物乙醇生产商多数处于亏损状态，因此乙醇的供应在部分地区出现了供应紧缺，一些封闭运行的省份甚至出现了断供现象。 2020年我国汽油消费量约1.4亿吨，若按照汽油10%的比例加入乙醇，我国燃料乙醇每年至少存在1000万吨的市场缺口，而煤基乙醇可以提供一部分补充。
兴化集团2018年将其生产的乙醇与汽油混合后进行鉴定，结果显示，煤基乙醇在品质上完全符合燃料乙醇的添加标准，甚至还优于E10的国家标准。
北油工程总工程师曹坚表示受限于过去技术发展，只有粮食发酵法这一种工艺，因此也就出现了所谓的“生物乙醇”，作为燃料乙醇进行销售。随着煤基乙醇技术日臻成熟和产能的不断释放，修改相关政策就变得非常迫切。 兴化集团副总经理、总工程师张岁利也表示，合成法生产出来的乙醇，应当尽早进入燃油行业。“这不仅可以减少汽车尾气排放，还有助于增加我国的能源安全”。张岁利说。
乙醇，是一种国际公认的清洁燃料，也是一种优秀的油品质量改良剂。由于乙醇分子中含氧量较高，有助于汽油燃烧更加充分，因此，对于改善空气质量和减少污染物排放能起到较好的作用。 正是由于乙醇的上述特性，燃料乙醇在很多国家被广泛使用，尤其是在美国、巴西等农业大国，燃料乙醇更是占到汽油消费的相当份额。 基于燃料乙醇的清洁、低碳等优势，我国对燃料乙醇的发展也非常重视。2017年9月，国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委下发了《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》。方案提出，到2020年，要在全国范围内推广使用车用乙醇汽油。
然而，燃料乙醇的推广并没有达到规划的预期。除黑龙江、河南等部分省市进行封闭推广之外，目前燃料乙醇并未能在全国铺开。数据显示，2020年，我国燃料乙醇的产量仅为350万吨，与美国4500万吨的产量有着巨大的差距。
燃料乙醇推广的最大障碍在于其价格的居高不下。当前我国所生产的燃料乙醇，几乎全部来自于生物发酵法，即多数来自陈粮、木薯等植物发酵生产而成。目前，由于粮食价格持续高位，因此不断抬高乙醇的生产成本。以当前玉米价格2600元/吨计算，生产一吨乙醇需要三吨玉米，那么一吨生物乙醇的成本就高达7800元，这一价格高于汽油的市场价格近1000元/吨。
而生物乙醇短期内还看不到价格回落的可能。面对国内超过1000万吨的燃料乙醇缺口，以煤炭、钢铁行业尾气等为原料合成法制乙醇的技术路线，让国内燃料乙醇重新燃起了希望。2017年，中科院大连化物所研发的煤基乙醇路线在陕西兴化集团落地，这个年产量10万吨的全球首套煤基乙醇工业示范装置的投运成功，为我国大范围推广环保乙醇汽油提供了可能。
工艺新突破
陕西省西安市向西50公里处，是陕西兴化集团所在地。这是一家老牌的国有企业，建厂于1965年，近年来由于产业结构转型升级等问题，公司经营一度陷入亏损状态。2017年，采用中国科学院大连化学物理研究所与陕西延长石油集团联合开发的以合成气、甲醇为原料制备无水乙醇（DMTE技术）的工艺技术，由北京石油化工工程有限公司（下称“北油工程”）负责完成从实验室小试到工业化装置的工程化实现，在全球范围内首次建成了10万吨/年新型煤基无水乙醇装置，装置投产后，兴化集团迎来了重要转折，不仅业绩一举扭亏为盈，而且成为省市扭亏的标杆企业。据兴化集团副总经理、总工程师张岁利介绍，受益于乙醇项目，2021年第一季度，公司实现利润几千万元，是公司近年来同期最好的业绩。 DMTE技术是由甲醇生产二甲醚，二甲醚与一氧化碳经羰基化反应生成醋酸甲酯，再经加氢生产无水乙醇。该过程无醋酸产生，对设备材质要求较低，装置投资低，同时不需要贵金属催化剂，运营成本低，具有较强的经济竞争力，被国内多家企业看好。2017年1月，延长中科（大连）能源科技股份公司（下称“延长中科”）成立，致力于DMTE技术推广，“北油工程”开展工程设计和EPC服务，据“北油工程”总经理田伟介绍，北油工程一直致力于煤基乙醇的工程化实现，已经先后承接了6个DMTE生产乙醇的项目，年产能接近200万吨，完成项目咨询的乙醇总产能更是高达1200万吨。
而在距离兴化集团600公里外的陕西省榆林市，一个占地面积2700多亩，规模5倍于兴化项目的榆神能化公司的年产50万吨煤基乙醇项目正在紧张的施工当中，计划于2022年建成投产，年利润将超过10亿元人民币。 据介绍，DMTE工艺技术主要有三个应用领域，一是以煤炭为原料，通过气化、变换、净化制备合成气，一部分制甲醇，一部分分离出氢气和一氧化碳，三者为原料生产乙醇；二是利用钢铁行业的焦炉气、转炉气和高炉气为原料，通过提取一氧化碳和氢气制取乙醇；第三种是现有的甲醇装置和二甲醚装置通过改造后转产乙醇。
“原则上只要有一氧化碳和氢气都可以通过此新工艺生产乙醇，把工业尾气中的有效组分分离出来，用于制备乙醇，对于减少二氧化碳排放，实现碳中和具有重要的现实意义”，北油工程总助刘汉英表示。 事实上，乙醇传统合成法技术存在成本高、环境污染等问题，技术推广受到限制。“采用DMTE技术生产乙醇，几乎没有废水排放，因此是一种绿色环保的工艺”，榆神能化公司总经理郭尊礼称。
据介绍，煤基乙醇的生产成本约3000-4000元/吨，大大低于生物发酵法制乙醇，具备较强市场竞争力的同时，还有效解决了生物乙醇与粮争地的问题。新冠疫情下，从去年起很多国家的粮食生产一度受到较大影响，全球范围内甚至掀起了一轮粮食危机的大讨论。
甲醇装置改造后转产乙醇，可以有效改善甲醇产业严重过剩的难题。过去几年，随着我国甲醇项目不断上马，甲醇产业出现严重过剩，价格也因此一落千丈。数据显示，当前我国甲醇价格约为18 00元/吨，多数甲醇企业处于微利或亏损状态。
“中小甲醇装置转产乙醇，可以短期内实现企业效益的大幅提升”，延长中科总经理王辉表示，采用DMTE技术，一个75万吨的甲醇项目，通过技术改造可以实现年产50万吨乙醇，按照当前7500元/吨的乙醇价格，改造前年产值约15亿人民币，改造后年产值约35亿人民币，经济效益显著提升。
乙醇作为燃料其环保效益也非常明显。权威机构的测试结果表明：采用DMTE技术生产的无水乙醇用于调和E-10汽油，各项指标达到GB18351-2017乙醇汽油标准；其中E10（ 95# ）在3000r/min条件道路试验，与市售95#汽油相比：HC、CO排放下降17%，NOX排放浓度下降6%，PM2.5排放浓度下降51%，超细颗粒物排放浓度下降了13%，这对于污染严重的城市交通而言无疑将大有裨益。
标准待突破
具有经济和环保双重效益的煤基乙醇技术，毫无疑问未来发展空间巨大，但还需要政策呵护。
当前，我国所执行的燃料乙醇标准为2001年制定的《车用乙醇汽油（E10）》，自2002年起，国内已经分阶段、分地区逐步推广使用E10乙醇汽油，目前在11个省或局部城市销售使用，乙醇汽油年消费量占同期汽油消费总量不到1/4。近年来，由于受粮价等制约因素的影响，E10乙醇汽油的推广工作趋于缓慢。
2020年，由于玉米价格的不断上涨，生物乙醇生产商多数处于亏损状态，因此乙醇的供应在部分地区出现了供应紧缺，一些封闭运行的省份甚至出现了断供现象。 2020年我国汽油消费量约1.4亿吨，若按照汽油10%的比例加入乙醇，我国燃料乙醇每年至少存在1000万吨的市场缺口，而煤基乙醇可以提供一部分补充。
兴化集团2018年将其生产的乙醇与汽油混合后进行鉴定，结果显示，煤基乙醇在品质上完全符合燃料乙醇的添加标准，甚至还优于E10的国家标准。
北油工程总工程师曹坚表示受限于过去技术发展，只有粮食发酵法这一种工艺，因此也就出现了所谓的“生物乙醇”，作为燃料乙醇进行销售。随着煤基乙醇技术日臻成熟和产能的不断释放，修改相关政策就变得非常迫切。 兴化集团副总经理、总工程师张岁利也表示，合成法生产出来的乙醇，应当尽早进入燃油行业。“这不仅可以减少汽车尾气排放，还有助于增加我国的能源安全”。张岁利说。