什么是乙醇汽油

生物乙醇

生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。

中文名

生物乙醇

性质

用发酵将生物质转化燃料酒精

现状

以粮食作物为原料

地区

主要是美国、巴西等国

快速

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发展现状争议商业使用研究进展

作用

汽油掺乙醇有两个作用：一是乙醇辛烷值高达115，可以取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能；二是乙醇含氧量高，可以改善燃烧，减少发动机内的碳沉淀和-氧化碳等不完全燃烧污染物排放。同体积的生物乙醇汽油和汽油相比，燃烧热值低30%左右。但因为只掺入10%，热值减少不显著，而且不需要改造发动机就可以使用。

生物乙醇

发展

工业化生产的燃料乙醇绝大多数是以粮食作物为原料的，从长远来看具有规模限制和不可持续性。以木质纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇是决定未来大规模替代石油的关键。

美国能源部预计纤维素燃料乙醇可能在2012年左右即可取得重要突破，而欧洲的一些研究机构则认为大约在2015－2020年，此外还有一些研究机构认为则有可能在2025年之后纤维素燃料乙醇才能进入规模生产和市场应用阶段。除了燃料乙醇外，一些企业还选择研发生物质气化生产生物柴油、费托合成柴油和生物质液化生产生物柴油等技术的关键问题，为未来规模应用储备技术，为抢占未来市场打基础。

美国业界普遍认为生产纤维素乙醇的成本在3-4美元/加仑之间，即0.8-1美元/升。在纤维素燃料乙醇实现商业化生产之后，预计其生产成本在0.53美元/升左右，稍低于玉米乙醇价格。如果玉米等粮食作物的价格继续上涨，纤维素乙醇实现量产之后的价格极具竞争力。但生产纤维素乙醇的前期投资较大，根据美国一些研究机构的测算，生产规模相同的条件下，纤维素燃料乙醇需要的投资是玉米燃料乙醇的7-8倍。

中国在纤维素酶生产技术、戊糖发酵菌株构建等方面还没有取得根本性突破，各单位中试研究的每吨纤维素乙醇的原料消耗都在6吨以上，生产成本估算都在5000-6500元/吨乙醇以上，还不适合于工业化生产。理性估算，中国的纤维素乙醇形成规模化生产至少还要3-4年以上研究。河南天冠、安徽丰原等公司的纤维素燃料乙醇的研发和示范走在全国前列。

现状

近两年来，各大能源消费国竞先寻求替代石油的新能源。美国和欧洲不约而同地都选择生物燃料乙醇作为主要的替代运输燃料，并制订了雄心勃勃的开发计划。2007年1月，美国总统布什在《国情咨文》中宣称，美国计划在今后10年中将其国内的汽油消费量减少20%，其中15%通过使用替代燃料实现，计划到2017年燃料乙醇的年使用量达到1325亿升，是年使用量的7倍。2007年3月，欧盟27国出台了新的共同能源政策，计划到2020年实现生物燃料乙醇使用量占车用燃料的10%。[1]

生物乙醇

继2008年增长60%后，欧盟2009年的乙醇生产量又继续增长，增长了31%，欧盟乙醇生产量已从2008年28亿升增长到2009年37亿升。虽然一些国家，包括奥地利和瑞典，其2009年乙醇产能大大增加，法国仍然是最大的生产国。法国乙醇生产量从2008年10.00亿升增长到2009年12.50亿升。德国也不甘落后，该国2009年乙醇生产量增长32%，至7.50亿升，而第三大生产国西班牙生产量为4.65亿升。总计欧盟18个乙醇生产国家中有6个生产量未增长或保持不变。奥地利和瑞典是唯一乙醇生产量增加一倍以上的生产国，奥地利生产量增加了102%，瑞典生产量增加了124%。他们的排名分别位列第四和第五大生物燃料生产国。欧盟的乙醇总消费量也在上升，欧盟2009年消费量约为43亿升。较2008年的35亿升有大幅度增长。德国消费11.43亿升，使其成为最大的乙醇消费国。法国是第二大消费国，消费7.98亿升；其后是瑞典，消费3.77亿升。预计到2020年，所有欧洲汽油的13%都必须来自于可再生原料。欧洲汽油现仅3.5%来自可再生来源生产，预计在今后10年内可再生运输工业将以超过10倍的速度增长。

北海集团（North Sea Group）是比利时、荷兰、卢森堡经济联盟（Benelux）最大的独立燃料供应商，该公司于2010年3月26日组建乙醇子公司，该子公司将致力于乙醇销售和分配。新的企业命名为北海全球乙醇公司（North Sea Global Ethanol (NSGE)），总部在瑞士Zug，在巴西S?o Paulo拥有子公司。NSGE的目标之一在于使完全可持续的供应链与下游终端应用组合成一体化。

北海集团（North Sea Group）原由Van der Sluijs集团与FNR+ Holding公司 (Frisol, 北海石油, Reinplus Vanwoerden)联合而组成，该集团已作出决定，重点将生物柴油与甘蔗生物乙醇业务集合在一起，以满足可持续发展的需求。

北海全球乙醇公司 (NSGE)是一家国际性的乙醇贸易、分销和投资公司，重点专注于全球乙醇市物。不仅处理燃料乙醇业务，而且也开发工业、医药、化妆品和饮用级乙醇。

中国开发生物燃料乙醇的热潮也在近两年骤然升温。2005年，中国生产燃料乙醇125万吨，2006年增长到133万吨。中国燃料乙醇的消费量已占汽油消费量的20%左右，成为继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和消费国。

乙醇生产补贴

至2010年5月，三项政策左右美国乙醇行业未来。尽管利润率提高，生产商已从破产困境走出，政府也支持发展生物燃料，但美国乙醇行业整体状况在得到改善的同时，其未来发展仍具不确定性。美国乙醇行业2010年做了三件大事：说服国会继续对乙醇生产给予补贴优惠、延续乙醇进口关税以及提高汽油中乙醇掺混比例。

可再生燃料协会（RFA）主席鲍勃?迪内恩在全美乙醇会议上表示，最大的挑战是确保政府将之前45美分/加仑的乙醇税收补贴优惠计划再延长一段时日，否则的话，美国近40%的乙醇生产将受到严重影响。据了解，美国2009年乙醇总产量约为107亿加仑，比前一年增加了16.5%。

研究人员称，政府取消补贴的话将使美国乙醇行业11.2万人失业。虽然相对于美国的劳动力规模来说，这个数字不算大，但如果这件事发生在美国失业率接近10%的当下，其影响当局不能忽视。

美国的生物燃料计划已经根据《可再生燃料标准》（RFS）立法。因此，到底是继续资助本地乙醇生产，还是通过进口乙醇达到RFS要求，立法者需要作出选择。

乙醇装置建设近况

总部在美国弗吉尼亚州的欧塞奇生物能源（Osage Bio Energy，OBE）公司于2010年3月26日宣布开发冬季大麦乙醇作为先进生物燃料，将利用区域性的谷物，主要是冬季大麦，通过将淀粉转化为糖类、然后发酵的传统的途径，来生产乙醇和高价值的联产品，以供应东海岸市场。OBE公司将于2010年7月在弗吉尼亚州Hopewell为Appomattox生物能源公司(ABE)建设第一家工厂，将于2010年底投产，可生产6500万加仑/年乙醇。

美国清洁能源投资公司（Clean Energy Capital，CEC）于2010年11月6日宣布，在美国加利福尼亚州Imperial Valley开发第一套大型商业化规模甘蔗乙醇炼制厂。生产的乙醇将符合加利福尼亚州的低碳燃料标准。该项目将投资5.75亿美元，生产6600万加仑/年乙醇，足以可满足3.5万户家庭的电力需求，并且产生的生物甲醇可为1万户家庭提供热能需求。与甘蔗具有相似特性的甜高梁也将使用。来自炼油厂对乙醇的强劲需求缘于生产的乙醇将可满足美国最苛刻的低碳燃料指令的要求。这项业务将与主要的国际石油公司签约销售乙醇的长期合同，并从当地农场主购买甘蔗。

世界上最大的乙醇生产商美国Poet公司最新的乙醇装置于2011年3月15日投产，这是该公司第27套乙醇装置，装置位于印第安纳州，年产能为9000万加仑，这将使该州总乙醇生产量超过10亿加仑目标。Poet公司于2010年收购了Poet Biorefining公司，现正在完成投资约3000万美元的改造，包括采用Poet公司专利的发酵工艺BPX，该工艺使用酶替代热，可降低能源成本。该装置也拥有水回收系统和新的污染控制设备。

其他一些州也在考虑采用与加利福尼亚州相同的低碳燃料标准，包括康乃提克州、德拉瓦州、缅因州、马里兰州、马萨诸塞州、新罕布尔州、新泽西州、纽约州、俄勒冈州、宾夕法尼亚州、罗德岛、佛蒙特州和华盛顿州。亚拉巴马州、佛罗里达州、乔治亚州、夏威夷州、路易斯安那州、密西西比州、南卡罗林那州和得克萨斯州在内的一些州，甘蔗将有增长，将成为建设甘蔗乙醇炼制厂的首选地。

争议

2007年9月，经合组织(OECD)发表了题为《生物燃料：是比疾病还要糟糕的治疗方案吗？》的长篇报告，认为发展生物燃料得不偿失，呼吁美国和欧洲国家取消对当前生物液体燃料的补贴政策。在同期召开的OECD“可持续发展圆桌会议”上，针对燃料乙醇的能源投入产出比、经济性、社会和环境影响问题，支持和反对生物燃料的两派展开了激烈辩论。

美国和欧盟似乎还并未对质疑的声音做出反应，而中国已率先开始限制和调控生物燃料乙醇产业。07年底，国家发改委紧急下发《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业健康发展的通知》，暂停核准和备案玉米加工燃料乙醇项目，并对在建和拟建项目进行全面清理。08年6月，发改委全面叫停粮食乙醇的开发，要求今后生物燃料的发展必须满足不占用耕地、不消耗粮食和不破坏生态环境为前提。

商业使用

全球使用生物乙醇做成ETBE（Ethyl Tertiary Butyl Ether）替代MTBE，通常以5~15%的混合量在不需要修改/替换现有汽车引擎的状况下加入；有些时候ETBE也以替代铅的方式加入汽油中，以提高辛烷值而得到较洁净的汽油；也可以完全替代汽油使用为输送燃料。

使用乙醇的汽车

世界上使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西等国。在美国使用的是E85乙醇汽油，即85%的乙醇和15%的汽油混合作为燃料，而美国是用甘蔗和玉米来生产乙醇的，这种E85汽油的价格与性能与常规汽油相似。早在2003年7月中旬美国威斯康星州、美国乙醇汽车联合会与通用汽车公司就在美国6个州推行E85的使用，将其作为汽油的代用燃料。美国仅有大约140家加油站提供E85，其中大多数在中西部。有300万辆车是既可以用汽油也可以用E85，而且通用汽车公司还在大量生产这种使用两类燃料的汽车。美国每年要消耗30亿加仑的乙醇添加到汽油中。如今E85已占乙醇燃料的85%，也正在受到公众的喜爱。然而，这似乎还不够。为了节能和环保，2005年6月28日美国参议院还通过了一项能源法案，要求到2012年，每年石油供应商应当添加80亿加仑的乙醇到汽油中。

研究进展

日本成功开发出一项新技术，可低成本、高产量地利用稻草生产生物乙醇。[2]

在通常情况下，稻草中的淀粉很难溶解于水，所以，现有技术主要是利用稻草中的纤维素来生产乙醇，淀粉没有得到有效利用。技术人员在稻草原料中增添了一种特殊的碱溶液，并确认淀粉在碱溶液中能充分溶解。然后，再将溶解后的淀粉采用与纤维素不同的生产工艺，使淀粉转化成糖。[2]

日本实验生产设备已经能够用1吨干稻草生产出315升乙醇，与利用原有技术与设备生产相比，产量增加了24%以上，成本也已下降到每升70.7日元（约合0.7美元）。[2]

生物乙醇已成为美国、巴西等国重要的清洁燃料，但生物乙醇基本上用玉米等粮食作物生产，常常会与粮食安全产生矛盾，不具有可持续性。[2]

根据阿得雷德大学的研究，墨西哥沙漠植物龙舌兰有望成为生物燃料和其他生化产品的来源。澳大利亚研究理事会植物细胞壁卓越中心的研究者们发现，每公顷龙舌兰植物每年可以生产多达1.5万升的生物燃料，而且它还可生长在低降雨条件下的贫瘠土地。

研究者们正在寻找乙醇生产的最佳栽培方法，例如利用种植密度和机械化来最大限度地提高产量并优化发酵。龙舌兰植物生产大量的糖，很容易发酵成生物乙醇。研究者们对乙醇产量进行了建模，每公顷植物预测每年可生产4000~15000升乙醇

２００６年，国际市场几种主要粮食的价格明显上涨，例如美国小麦出口价每吨上涨５０多美元，全年涨幅为３１％；玉米出口价每吨上涨６０多美元，涨幅达７０％。芝加哥商品交易所玉米价格自２００６年下半年以来持续走高，今年上半年达到近１０年来最高点。世界银行今年５月发表的一份报告指出，目前国际玉米价格比去年夏天已经上涨了７５％，今年前４个月总体粮食价格上涨了２０％；目前国际粮食库存量非常低，预计在本市场年度末（２００７年年中）降至总使用量的１５．８％。摩根士丹利公司的数据则表明，今年第一季度美国玉米现货平均价比上年同期上涨８６％。

－－消费需求旺盛推高粮食价格

由于粮价上涨，食品的零售价格随之上升。以玉米等为原料的饲料价格上涨，还推动肉、蛋制品价格抬高。据英国《金融时报》５月报道，今年年初美国食品价格上涨了６．７％；许多国家食品价格上涨的速度都比整体物价涨速快得多，包括发达国家和发展中国家。这种涨势是普遍性的，从伦敦到洛杉矶，从上海到班加罗尔，消费者都感受到了食品价格的上涨。一些观察家警告说，今后１８个月，全球可能面临一个“前所未有的食品价格飞涨”时期。

从某种角度来看，目前的粮价上涨并不完全是坏事，它意味着经济复苏、消费者收入增加、对食品的需求增加。许多分析人士指出，全球经济复苏是导致食品价格上涨的一个重要的长期原因。由于人们越来越富裕，他们能够买更多的肉、蛋和奶。联合国贸发会议说，发展中国家人均收入增加和城市人口增多将导致畜产品、水果和蔬菜的消耗量增加。联合国粮农组织４月公布的一份有关中国收入增加的分析报告也预言：人们的收入增加会导致植物油、肉类和奶制品消耗量大增。世界银行的报告说，由于经济发展，石油输出国组织（ＯＰＥＣ）的粮食消费从２００５年到２００６年增长了１７％，撒哈拉以南的非洲国家粮食消费增长了２５％。

－－生产成本上升影响粮食产量

粮食产量增长不足是价格上涨的另一个原因。据联合国粮农组织预测，化肥和能源的价格居高不下，可能使粮食生产的成本上升，降低产量和供给。在过去５年中，化肥价格和能源价格增长均高于粮食价格飞涨的１９９４年－１９９６年的水平。当时，由于粮食库存低、化肥价格高、经济发展导致粮食需求增加，玉米和小麦价格翻了一番，大米价格上涨了一半，现在的情况与那时类似。

另外，全球变暖引起气候变化使干旱、洪涝、农作物和家畜疫病增加，也影响食品供应。例如在美国的农业大州加利福尼亚，２００６年的反常炎热使农业蒙受很大损失。预测表明，由于全球变暖使气温上升、山区积雪消融过快影响地区水源，加州农业在今后几十年将面临越来越大的压力。

－－生物燃料需求刺激粮价上涨

就短期效应而言，导致去年以来粮价急涨的更重要因素是生物燃料的发展。由于油价高涨，生物燃料备受青睐，许多国家都开始建设以玉米制造燃料乙醇之类的项目，这是玉米价格上涨的直接原因。由于玉米是重要饲料，大量玉米用于能源导致饲养业成本抬高、产量受限。联合国粮农组织指出，用玉米生产的乙醇燃料需求的增加是导致２００６年上半年世界粮食储备减少的主要原因。国际货币基金组织在不久前发布的《世界经济展望》报告中警告说，对生物燃料的需求已经导致玉米和大豆价格的上升和石油价格的变化。

美国农业部４月份曾说，玉米价格暴涨可能导致今后几个月肉类产品供应突然减少，今年美国牛肉、鸡肉和猪肉的生产将比去年减少４．５亿公斤。美国的玉米产量占世界的４０％，出口的玉米占世界玉米出口总量的７０％，其出口量减少会对全球玉米行情产生重大影响，并波及其它粮食和食品。在以玉米为主食的墨西哥，玉米饼价格飞涨引发民众的示威游行，政府为此对玉米饼价格实施控制。

美国艾奥瓦州立大学５月份发布的一项研究显示，由于用玉米生产乙醇导致食品价格上涨，２００６年美国人的平均食品开支已经为此增加了４７美元，相当于食品消费额的１．３％。２００６年美国燃料乙醇产量达４９亿加仑，如果到２０１２年这一数值增加到３００亿加仑，美国的年人均食品开支涨幅将达６７美元。届时，肉类价格涨幅将达７％－８．５％左右，鸡蛋价格将上涨１３．５％。比起另一些预测，这项研究的结论还显得过于保守。美国农业部认为，２００７年美国鸡肉批发价将比２００６年平均上涨１０％，鸡蛋价格将上涨２１％，牛奶价格将上涨１４％。

玉米价格的上涨刺激种植面积增加，美国农业部３月份的调查显示，２００７年度美国玉米种植面积将增长１５％左右，达到１９４４年以来的最高值。但这一消息并没有使玉米价格回落，原因是能源工业对玉米的需求在增加。据美国农业部统计，２００７年美国收获的玉米中将有２７％用于生产乙醇。美国审计总署６月份警告说，今后５年里美国将有１／３的玉米用于生产乙醇，给食品价格带来更大压力。美国总统布什今年１月发表的国情咨文中说，１０年后美国的汽油消费量将削减２０％，每年提供约１３００亿升的乙醇燃料等替代性生物燃料。这个数字是２００６年美国乙醇燃料产量的７倍。这是布什政府应对全球变暖并减少石油依赖的举措，但它会导致玉米及其它食品价格继续上涨。

联合国粮农组织４月份发布的一份报告预测，２００７年世界粮食产量将超过２００５年２０．５１亿吨的最高水平，创造２０．８２亿吨新的历史纪录，比２００６年增加４．３６％。除了非洲大部分地区减产外，世界其他地区粮食生产都将有所增加。美国、欧盟、巴西、澳大利亚、俄罗斯等国家还有很大的农业增产潜力，粮价上涨将促使一些休耕地被投入种植，或开垦更多耕地。但这是否能达到平抑粮价的效果，现在还很难判断。我国为保证粮食供应，对用粮食生产能源进行了一些限制，但美国等许多国家并无此类限制，生物燃料对粮食的需求将继续扩张。如果生物燃料生产效率得不到革命性的提高（目前只能用农作物的果实生产，一些研究机构正在寻找廉价的生产方法，例如用农作物秸秆为原料），它将继续对粮价形成压力。

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目前，生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下，生物燃料受到各国政府的高度重视。欧盟委员会积极推进生物燃料发展，制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8%的目标。美国通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加2%的生物柴油，汽油中添加5%的燃料乙醇。据调查数据统计，2011年8月16日，美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划，由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3%的原料是来自可再生资源，并且比例将逐年提高。根据国际能源机构(IEA)的数据，2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶，2011年降至181.9万桶。 作为应对气候变化战略的一部分，西欧和北美政府强制要求，在未来15年里汽油和柴油中要添加更多的生物燃料组分。修改后的欧盟燃料质量法规定，欧盟汽油中可再生乙醇的含量将从5%倍增至10%，欧盟各国将在加油站出售这种命名为E10的汽油。

世界对生物柴油的需求量有望从2006年的690万吨增长至2010年的4480万吨。到2010年，亚洲有望超过北美、中欧和东欧，成为仅次于西欧的世界第二大生物柴油生产地区。全球生物柴油工业呈现快速增长，2000～2005年产能、产量及消费量年均增长率约为32%，而到2008年产能和需求增速更快，年均增速将分别达到115%和101%，甚至更高。2005～2010年全球生物柴油生产模式也将发生变化，2005年西欧生物柴油产量占全球总产量的75%，2010年将减少至低于40%，主要原因是以亚洲为首的其他地区产量增速加快，亚洲将可能成为第二大生物柴油生产地区，其次是北美地区。从消费情况来看，2005年德国占全球消费量的61%，其他消费国家主要包括法国、美国、意大利和巴西，其消费总和只占到全球消费量的11%。2010年，美国可能成为全球最大的生物柴油市场，占全球消费量的18%，新的大型消费市场将出现在中国和印度，其他国家的消费总和将占到全球消费量的44%。生物燃料的原料来源成为生物燃料可持续发展的重要课题。

东南亚正在崛起成为一个主要的生物柴油生产基地，到2010年更有望成为世界上领先的供应地区。东南亚各国政府和企业纷纷斥巨资发展生物柴油工业，在建的生物柴油工厂遍及各地，也因此成为未来西欧和北美地区生物柴油的主要供货地。棕桐油是东南亚最丰富的自然资源之一，将成为该地区发展生物柴油工业的主要原料。同时，该地区还计划将大量土地开发为新的油棕种植园。东南亚生物柴油工业发展最快的是马来西亚，然后是泰国和印尼，马来西亚和印尼的粗棕榈油合计产量大约占到全球产量的85%。

泰国能源部去年5月份开始实施一项到2012年使生物柴油产量达到255万吨的计划。马来西亚政府表示，2007年，该国生物柴油产量将翻一番多，达到110万吨，工厂将由3家增加至今年的22家，到2008年将达到29家，到2010年，马来西亚生物柴油产量将达到330万吨，成为仅次于美国和德国，与印度并列的世界第三大生物柴油生产国。印尼政府表示，该国生物柴油产量有望从2006年的18万吨增长至2007年的75万吨，到2008年将达到120万吨，该国的生物柴油工厂将由4家增加至今年的15家，到2008年将达到23家。到2010年，印尼和泰国的生物柴油年产量都将达到约130万吨。 目前，巴西所有车用汽油均添加20%～25%的燃料乙醇，并且已有大量使用纯燃料乙醇的汽车。除在本国大力发展生物乙醇工业之外，巴西还积极开展国际“乙醇外交”。今年3月，巴西与美国签订了在西半球鼓励生产和消费乙醇的协定。此外，还同意大利和厄瓜多尔签订了共同开发乙醇项目的合作协定。中国限制使用玉米加工生物燃料之后，引起了巴西工业界的广泛关注，巴西农业部1995年就表示关注中国推广使用乙醇汽油的行动，希望与中国在发展乙醇燃料方面进行广泛的合作。

美国从上世纪70年代开始利用其耕地多、玉米产量大的优势，发展燃料乙醇，目前以玉米为原料生产燃料乙醇的生产工艺已经基本成熟。今年年初布什表示，美国到2012年法定的可再生和替代性能源的总量目标是要达到75亿加仑，到2017年达到350亿加仑，而当前的替代能源每年产量是40亿加仑。因此美国玉米价格节节攀升。随着对燃料汽油需求的不断增加，美国的乙醇加工项目也不断上马，2004—2005被用于生产乙醇的玉米总量是13.23亿蒲式耳，2005～2006达到21.5亿蒲式耳，美国农业部预计，2007年将会有约32亿蒲式耳玉米用于加工成燃料乙醇。

一些企业正在致力于将非粮食类或废弃生物质如秸秆等转化为乙醇，以帮助解决原料供应问题。以木质纤维素为原料生产生物乙醇是技术开发的焦点。木质纤维素来源于农业废弃物(如麦草、玉米秸秆、玉米芯等)、工业废弃物(如制浆和造纸厂的纤维渣)、林业废弃物和城市废弃物(如废纸、包装纸等)。目前世界各国研究利用木质纤维素发酵生产乙醇的科研机构都围绕着这几大关键技术进行攻关，但是目前世界上还没有一家工业规模利用纤维质原料生产燃料乙醇的企业。其主要障碍是酶解成本过高、缺乏经济可行的发酵技术。因此，技术路线的优化组合问题、生产过程中成本降低的问题以及乙醇废糟的综合利用等问题，需要解决。

养殖藻类是另一个潜在的生物燃料原料。一些企业正在开发从藻类中产业化生产合成气和氢气的体系。绿色燃料技术公司与亚利桑那公共服务公司合作，利用以天然气为原料的发电厂排出的二氧化碳养殖可以转化为生物柴油或生物乙醇的藻类。绿色燃料技术公司的技术去年在亚利桑那州的一个发电厂进行了中试并获得了巨大成功。公司计划将该项目范围扩大，并于2008年在亚利桑那州开始商业化生产，然后扩展至澳大利亚和南非。 我国玉米资源比较丰富，2006年产量1.44亿吨，居世界第二位，玉米秸秆年产量达6亿多吨。在全球高度关注能源危机，关注可再生资源开发利用的大背景下，以玉米为原料生产的燃料乙醇、玉米乙烯及其衍生物、可降解高分子材料等，成为企业竞相开发和投资的热点。2006年，我国可再生能源年利用量已达到1.8亿吨标准煤，约为一次能源消费总量的7.5%。掺入10%燃料乙醇的乙醇汽油成为中国能源替代战略的着力点之一。

2001年国内酒精原料中玉米占原料总量的比重为59%，到2006年，这一比重已经上升到79%。目前有关部门正着手研究、开发汽车用甘蔗燃料乙醇。目前我国甘蔗年产量在8500万吨左右，仅产食用酒精50多万吨。若技术攻关成功，成本控制得当，用甘蔗生产燃料乙醇，将会有很好的发展前景。但问题在于，我国甘蔗种植面积十分有限，主要集中在广西、云南等少数几个省份，而且随着国内食糖消费量大幅增加，价格也将一路上扬，生产成本将可能大大高于玉米制造燃料乙醇。国家发改委相关人士也表示，继续推广乙醇汽油是大势所趋，非粮生物能源如红薯、木薯、甜高粱、纤维质乙醇是今后发展的重点，将加大这方面的科研投入力度。而另一方面，相关部委紧急叫停玉米加工乙醇后，政府仍会继续“适度”发展燃料乙醇行业，坚持能源与粮食双赢，在确保粮食安全的前提下，国家会采取一些财税扶持政策，支持燃料乙醇的生产和使用。

(一)我国大型集团公司积极进行生物燃料的研究开发及生产

2006年11月，中国石油集团与四川省签订合作开发生物质能源框架协议，双方将以甘薯和麻疯树为原料发展生物质能源，“十一五”期间将建成60万吨/年燃料乙醇、10万吨/年生物柴油项目。2006年12月，中石油又与云南省签署框架协议，在以非粮能源作物为原料制取燃料乙醇、以膏桐等木本油料植物为原料制取生物柴油等方面进行合作。2007年初，中石油与国家林业局就发展林业生物质能源签署合作框架协议，并正式启动云南、四川第一批能源林基地建设。作为我国石油能源行业的巨头，中石油在生物质能源的频频出手令人瞩目，充分显示了生物质能源对中石油集团发展的战略重要性。中石油总经理蒋洁敏表示，“十一五”末，中石油非粮乙醇年生产能力将超过200万吨/年，达到全国产量的40%以上，同时形成林业生物柴油每年20万吨/年的商业化规模，并建设生物质能源原料基地40万公顷以上。

无独有偶，中粮集团近年也将生物质能源发展提到了战略重地的高度，一时间与中石油并驾齐驱，成鏖战之势。2007年4月6日，紧随中石油之后，中粮集团与国家林业局签署《关于合作发展林业生物质能源框架协议》，双方将重点建设一批能源林基地，开发利用林业生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大产品。

中粮集团在燃料乙醇、生物柴油等方面频频重拳出击，进行企业并购。目前，国家发改委先后批准建设的4套燃料乙醇生产装置。2006年国家审批第5个燃料乙醇生产装置，也是唯一的一个非粮作物燃料乙醇装置——广西15万吨/年木薯乙醇项目正在建设中。

2006年7月，中石化在攀枝花建设了一座10万吨/年的生物柴油装置，配套的能源林基地为40万～50万亩。同月，中石化总投资约1800万元、规模为2000吨/年生物柴油的试验装置在河北建成。2007年4月13日，中石化与中粮集团签订《关于发展中国生物质能源及生物化工的战略合作协议书》，共同发展生物质能源及生物化工，双方将在未来5年内合作建设100万～120万吨/年燃料乙醇的生产装置。

尤其值得注意的是，在政府的帮助下，一些中国公司在海外开办生物燃料加工厂。例如，一家中国企业在尼日利亚投资9000万美元开生物乙醇加工厂，以木薯作原料，年产15万吨，北京出资85%，15%由尼日利亚政府负担。2007年4月12日，国家科技部与意大利环境国土与海洋部签署协议：武汉的生物柴油公司与意大利有关单位合作，在武汉兴建一条将餐馆产生的潲水油、地沟油等废弃油脂，加工成为生物柴油的生产线。这条生产线建成投产后每年可生产3万吨生物柴油，生产成本在5000元/吨左右，与石油柴油相当，发展前景看好。该项目在武汉实施成功后还将向我国的其他大中城市推广。

(二)国家鼓励以非粮食作物进行生物燃料的研发及生产，企业积极响应

国家发改委2006年12月18日下发的《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》明确提出，我国将坚持非粮为主积极稳妥推动生物燃料乙醇产业发展，并立即暂停核准和备案玉米加工项目，对在建和拟建项目进行全面清理。通知要求，“十五”期间建设的4家以消化陈化粮为主的燃料乙醇生产企业，未经国家核准不得增加产能。

相关部委鉴于目前危及粮食安全的严峻形势对国内一些地方盲目发展玉米加工乙醇能力的态势实施紧急刹车，令生产企业猝不及防。粮食问题直接关系到整个社会与国家经济的稳定，这也许是国家部委对发展玉米加工乙醇能力紧急刹车的最根本原因。去年玉米和大豆的国际期货价格大幅飙升，受此影响，国内市场的玉米价格也一路走高，国内四大定点乙醇生产厂全部亏损，为了不进一步刺激玉米需求，国家发改委此前已经叫停了一些中小乙醇生产项目。

国家现在和将来都不会鼓励用玉米大规模发展燃料乙醇和工业酒精，但我国有6亿多吨的农作物秸秆，应该展开规模化利用，还有北方的甜高粱及南方的木薯等非粮作物都在国家鼓励利用之列。寻找玉米替代资源，企业已经开始行动。

中粮集团正努力发展木薯、甜高粱和纤维素乙醇，中粮集团的广西15万吨/年木薯乙醇项目正在建设中，计划在今年投产；甜高粱乙醇正在中试阶段，分别在广西桂林和内蒙古五原建设了液态发酵和固态发酵中试装置；在黑龙江肇东建立了500吨/年的纤维素乙醇中试装置，目前正改造生产装置，优化工艺流程，为万吨级工业示范装置的建设奠定基础。到2010年，中粮集团将年产燃料乙醇310万吨，其中玉米乙醇占42%、木薯乙醇占26%、红薯及甜高粱等为原料的乙醇占32%。 诚然，我国有丰富的非粮生物质资源有待开发利用，除了有农作物秸秆、甜高粱、木薯、红薯处，还有甘蔗、甜菜、芒草、柳枝稷等。但这些作物普遍存在收集、贮运的难题，生产中又有技术、工艺、设备不成熟等诸多问题，另外农业生产的季节性和工业化生产连续性的矛盾也是制约非粮食乙醇发展的主要因素。

(一)乙醇燃料的推广促使粮食价格上涨

让人担忧的迹象频频出现。世界一些积极推广乙醇燃料的国家粮食已在上涨，比如美国、巴西、墨西哥和中国等国家。以美国为例，用玉米生产乙醇对粮价上涨起到了促进作用。2006年8月，购买1蒲式耳(等于35.238升)玉米要付2.09美元，但2006年9月、10月、11月和12月，这个价格分别上涨到2.2美元、2.54美元、2.87美元和3美元。2006年美国乙醇燃料工业消耗了美国20%左右的玉米，今年预计增加至25%以上。

在中国，掺入10%乙醇的乙醇汽油成为中国能源替代战略的重要目标，但是粮食和粮食产品与乙醇燃料的争夺也日趋白热化。专业研究机构预测，“十一五”期间，中国玉米缺口在350万吨左右，将由玉米的净出口国转变为净进口国，而加工企业抢购粮源必然会使玉米价格扶摇直上。此外，与其他国家不同的是，中国的玉米都是非转基因，非常适合人畜食用，用来生产乙醇燃料显然大材小用。

(二)反对声音渐起，有研究认为乙醇燃料加剧了环境污染

世界范围内已经有多项研究表明，被标榜为绿色的乙醇燃料并非如人所愿可以保环境，而是更加剧了环境污染。美国斯坦福大学大气科学家马克·雅各布森等人的研究结果表示，乙醇燃料对人和生物健康损害比人们以前想象的还要大，以乙醇为燃料的车辆可能导致更多人罹患或死于呼吸系统疾病。如果用以乙醇为燃料的车辆替代所有的轿车和卡车，美国死于空气污染的人数将增加4%。证明乙醇燃料不“绿”反“黑”的研究结果并非孤例。美国华盛顿州立大学的生物学家伯顿·沃恩的研究小组通过实际调查发现，生产乙醇的过程中造成了另一种环境污染，减少生物多样性和增加土壤的侵蚀。另外，即使用非粮食作物甘蔗来生产乙醇，也要消耗很多的水，每处理1吨甘蔗需要用水3900升(3.9吨水)，对环境又增加了负担。

(三)生物乙醇产出效率较低

目前世界上普遍用玉米生产生物乙醇，但是产出效率比较低。即使技术最先进的工厂用100kg玉米也只能生产出约45L乙醇，而且在生产乙醇和栽培玉米等原料作物过程中消耗的能量相当于所产乙醇产生能量的80%，同时也会排放二氧化碳。科学家经过系统测算之后，对生物燃料的经济性产生了疑问。

生物燃料在生产过程中所消耗的能源比它们所能够产生的能源要多，并且生产成本高于它们所替代的石油燃料。能源成本首先包括种植作物所需的化肥，也包括进行转化所需的水、蒸汽及电力。经济成本包括人工、除草剂、灌溉与机械以及化肥。与汽油相比能量密度较低的乙醇还增加了运输成本，并降低了发动机效率。玉米、柳枝稷、木质纤维素、大豆及葵花油等多种生物燃料原料植物的能源与经济性逆差是相似的。所有植物生长都需要二氧化碳，当这些植物作为燃料或者转化为其他用于燃烧用途的燃料时会被再次释放出来。从这个意义上说，生物质对碳吸收与排放的影响是中性的。不过，这没有将耕种、施肥、施杀虫剂、运输、干燥以及转化为可用燃料的过程中的能源消耗考虑进去。其中，化肥是消耗能源的主要方面，工业固氮生产氨的Haber-Bosch工艺需要消耗大量能源，大约每吨氨需要3100万英热单位的能源，如果原料不是天然气，而是煤，或者采用需部分氧化的其他工艺，则每吨氨需要4100万英热单位的能源。磷肥与钾肥生产过程中所消耗的能源要低许多(主要是在机械开采、粉碎、干燥等环节)。化肥在生物乙醇、生物柴油生产过程所消耗的能源中分别占45%、24%。在生物柴油的生产过程中，需要与甲醇进行酯交换反应，而这也要占到所消耗能源的35%。 我国正在拟订生物能源替代石油的中长期发展目标，到2020年，生物燃料生产规模达到2000万吨，其中生物乙醇1500万吨、生物柴油500万吨。如果进展顺利，到2020年，达到3000万吨以上。2006年我国进口石油1.4亿吨，预计2010年进口2亿吨，2020年进口3亿吨。这就能够在2020年以前把我国石油的对外依存度控制在50%以下，提高我国能源安全。中国的生物燃料很丰富，秸秆和林业采伐加工剩余物有10亿吨，合5亿吨标准煤，还有900万公顷木本油料林和薪碳林，30多种油料树种。

“十一五”我国将投入1010亿美元，到2020年实现生物能源占交通能源需要的15%，即1200万吨。我国还计划到2010年种植1300万公顷麻疯树，从中提取600万吨生物柴油。柴油机燃料调合用生物柴油(BDl00)生产标准近日正式颁布，于2007年5月1日实施。这必将大大促进我国生物燃料产业的发展。

但是为避免对粮食生产威胁，我国发展燃料乙醇也正在从粮食为主的原料路线向非粮转变，当然，作为调节粮食供需余缺的手段，玉米燃料乙醇仍将保持适度的规模。从大方向来看，不能再用粮食做燃料乙醇。用非粮物质替代石油将是长远的方向。我国农村劳动力丰富，在田头地角都可以种植纤维素原料植物，更有条件发展。

当2008年国际油价重挫曾一度冲破40美元之时，作为替代能源之一的燃料乙醇的发展前景也令人担心。但燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴，为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范，及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。而未来我国燃料乙醇行业发展的方向是如何实现非粮乙醇的规模化。因此，决定未来燃料乙醇发展前景的关键是成本和技术。

未来，中国政府还将继续适度发展燃料乙醇行业。“十一五”期间，中国燃料乙醇的潜在市场规模将急剧扩大。以中国四家燃料乙醇生产企业的产能来看，远远不能满足未来国内对燃料乙醇的需求，燃料乙醇装置产能扩张不可避免。因此计划到“十一五”末，国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上，这意味着届时中国燃料乙醇的产能和产量将会有一个质的飞跃。 中国在生物燃料方面的政策扶持相对较晚，近年随着政府的重视，生物燃料技术迅速提高，市场竞争日趋激烈。截至2010年底，我国生物质固体成型燃料年利用量为50万吨左右，非粮原料燃料乙醇年利用量增加20万吨，生物柴油年产量为50万吨左右。根据《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十一五”规划》，国家确定的“十一五”生物质能的发展目标为：到2010年，生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨，增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨，生物柴油年利用量达到20万吨。可见我国生物燃料的发展规模距离之前的规划相去甚远，生物质固体成型燃料只完成了1/2，非粮燃料乙醇则仅完成了既定目标的10%左右。总的来说，我国“十一五”期间生物质能源的利用出现“虎头蛇尾”的情况，究其原因主要是国家产业扶持政策没有跟上。截至2012年4月中旬，《可再生能源发展“十二五”规划》已上报国务院，但仍未正式发布。《规划》已初定我国2015年生物燃料乙醇年利用量达到500万吨，与“十一五”的规划目标相比翻了一倍多生物柴油年利用量为100万吨。

为了“十二五”期间不重蹈覆辙，我国有关部门正在积极制定应对措施。根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国生物柴油年利用量达到200万吨，生物燃料乙醇年利用量达1000万吨。而由于化石能源的有限性，开发新型能源已上升为各国的能源战略。目前全球原油可采年限约为46年，而我国石油可采年限仅为15.62年。发展替代能源是解决我国能源供应紧张问题的有效途径。虽然由于原料短缺及价格高涨等原因，目前我国生物柴油的产能利用率较低，有些企业处于部分停产甚至完全停产状态，但随着国家产业扶持政策的出台，“十一五”期间生物燃料“先热后冷”的局面将不再出现，生物柴油行业必将得到长远的发展。

燃料乙醇产业的兴起，增强了原油与粮食间的价格联动关系。在发展燃料乙醇之前，原油主要通过作为现代农业生产经营的重要物资投入(代表性的如化肥)，在生产、运输、消费等环节对农业及农产品价格产生影响，原油价格上涨是推动农产品价格上涨的基本因素而燃料乙醇产业出现后，燃料乙醇作为原油的替代品，油价上涨，会增加对燃料乙醇的需求，进而带动以玉米等粮食为主要加工原料的需求，在土地资源稀缺情况下进而带动其他粮食价格上涨。

研究表明，原油、玉米和燃料乙醇三者价格存在确定的变动关系。例如，短期世界生物燃料乙醇产量上涨1%，会引起我国玉米价格下一年上涨0.4746%长期来看，世界生物燃料乙醇产量每上涨1%，使我国玉米价格上涨0.3047%。此外，国内玉米期货价格在2004年至2017年几乎呈现同涨同跌的趋势，只有在个别年份出现不符。2007-2008年受金融危机的影响，国际油价呈现了尖锐的倒V形分布，使得玉米价格也出现大幅下滑。而美国玉米、燃油市场的发展表明，在2008-2011年期间燃料政策的实施，推动玉米价格上涨了33.0%-46.5%。

国际经验表明，美国燃料乙醇产量发展迅猛，主要是国内的能源需求不断增长及大力支持的政府产业政策，燃料乙醇产量从2000年到2015年增长了8倍多。20世纪初，燃料乙醇的产量不能完全满足自己的需求，但自2010年开始，美国对乙醇的产量不再依赖进口，满足本国所需的同时还有能力出口国外一部分。美国玉米价格与原油价格走势表明，虽然在某些月份出现背离，但总体而言燃料乙醇的发展打通了玉米市场和能源市场的通道，使得玉米和原油价格的联动性增强。尤其在2005年以后，在燃料乙醇的作用下，原油和玉米价格之间存在同向变动关系。

目前美国、巴西成为燃料乙醇的主要生产国。而我国燃料乙醇起步较晚，2001年4月开始对以玉米作为原料的车用乙醇汽油进行推广和使用，最初的目的是消化“陈化粮”。为推动燃料乙醇的快速发展，我国先后制订了多项支持其发展的政策，2001年—2007年受我国政府政策的支持，燃料乙醇产量快速增长2007—2011年是燃料乙醇扶持政策的衰减的过程，产量增长缓慢。2017年9月13日国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发《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》，到2020年，全国范围内将基本实现车用乙醇汽油全覆盖。到2025年，力争纤维素乙醇实现规模化生产。在这一政策推动下，我国燃料乙醇产业将会步入快速发展的重要阶段。

数据显示，2016年8家指定燃料乙醇定点生产企业的燃料乙醇产量240万吨，国内燃料乙醇的潜在缺口近千万吨，所以此前发展燃料乙醇具有重要意义，不难发现我国燃料乙醇虽然产量逐年增加，但与国际水平相比仍有较大差距，这与国内的政策、环境等密不可分。随着未来燃料乙醇的大力发展，玉米和原油价格的传导路径会更加通畅。

而燃料乙醇产业的发展，要求妥善利用原油价格和玉米价格的因果关系。从微观层面上看，一旦玉米价格和原油价格之间存在因果关系，就会存在跨市场的套利机会。宏观层面来讲，跨市场的套利机会一旦滥用，就会引发玉米或原油资源的不合理配置，引发能源或粮食危机，所以要防范燃料乙醇较快发展过程中玉米和原油市场的无限制套利行为，发挥燃料乙醇在玉米和原油价格中的引导作用。