替代石油能源產業發展狀況思索

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20世紀90年代以來。我國對石油進口的依賴度越來越大，中國原油消費量以年均5．77％的速度增加，而同期國內原油供應增速僅為1．67％，供需缺El逐年拉大。我國石油消費增長迅速。對石油進口依賴度越來越大。這已成為我國的一個基本國情。鑒于化石能源資源的有限性和全球環境壓力的增加，世界上許多國家都認識到了新能源與可再生能源的重要性．并從政治、經濟和技術上采取行動，出臺了一系列有利于加快新能源與可再生能源技術產業化、商業化的政策法規和措施。全球至少48個國家制定了促進可再生能源利用的政策。

1多元化替代石油能源的技術開發現狀及應用

目前．多元化能源替代技術開發主要集中在煤及天然氣合成油、生物柴油、燃料乙醇等領域。

1．1我國天然氣制油燃料技術開發情況

中國石化股份有限公司十分重視GTL技術開發．目標是開發出具有中國石化自主知識產權的成套GTL技術。目前在F_T合成催化劑上已取得了一定的進展。11由中國石化股份有限公司立項安排中科院大連化物所開發的適用于列管式固定床反應工藝的氧化硅負載的鈷基催化劑，具有合成直鏈高碳烴f蠟質產品)的特點。目前開發的適用于漿態床反應工藝的活性炭負載的鈷基催化劑，具有較好的制取柴油餾分的性能。液體產品中柴油組分較高，其中CIO～C20液體在產物中的比例為60％左右。21由中國石化股份有限公司石油化工科學研究院(RIPP)開發的，以氧化鋁為載體、金屬鈷為活性組分，一定程度上解決了F—T合成反應過程中在提高CO轉化率時，C選擇性下降的問題，大大提高了反應經濟性和碳源利用效率。31由中科院山西煤化所先后開發的將傳統F—T合成與沸石分子篩相結合的固定床二段合成工藝和漿態床一固定床二段工藝，于2001年建成千噸級漿態床合成油試驗裝置和催化劑制備裝置，已進行了多次試驗，并得到合格產品。目前正計劃建l0萬噸級工業示范裝置。41山東兗礦集團公司2004年建成了5000噸／年漿態床低溫F—T合成油裝置。連續運行4706小時。目前已完成百萬噸級煤制油工業示范裝置可行性研究報告。兗礦集團在國內合成油領域居領先地位。該集團目前已擁有包括反應器和催化劑技術的F—T合成核心技術。目前。我國以煤炭為原料，采用直接液化或經F—T合成制取液體燃料的在建、擬建項目已近800萬噸／年．一般在2010年左右建成。預計到2020年我國將完成總投資4000～5000億元，形成5000萬噸／年的油品產能。中國煤炭儲量相對豐富，在特定區域．有一定的天然氣資源。隨著石油資源的日趨緊張、原油價格的不斷攀升，以煤炭、天然氣為原料制合成氣，經F—T反應制液體燃料較有發展前途。

1．2生物柴油技術

生物柴油是從天然動、植物油脂生產的柴油，化學組成為長鏈脂肪酸甲酯。生物柴油幾乎不含硫和芳烴，十六烷值高，潤滑性能好，并且儲運方便安全，降解性能好，是一種優質清潔柴油。在生物柴油的開發和應用方面，我國起步較晚，目前萬噸級企業主要有3家：海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源發展公司。并采用自主開發技術。其中，四川古杉油脂化工公司的技術利用植物油精煉過程中所產生的下腳料及食用回收油為原料，經酸化除雜、連續脫水、酯化、回收甲醇、靜置、分出甘油相，然后連續蒸餾得到成品。這種工藝反應需6小時即可結束。酸值可降至ImgKOI-l_／g以下，脂肪酸轉化率可達93％以上。福建卓越新能源發展公司的技術利用廢動植物油生產生物柴油。從總體水平看，這些技術是針對廢棄地溝油開發的。原料利用率低，生產過程有污染，產品質量按自訂的標準控制。但由于原料價格便宜，一般2600元／噸左右，生產經濟效益還是很好的。RIPP根據我國原料供應的特點、環保要求、產品增值的要求開發了以下兩種生產生物柴油新技術：

1)高壓醇解工藝。高壓醇解法生物柴油生產技術，可適應不同原料油、產品方案和工廠規模，以及適應原料收集、貯存和產品市場的物流狀況等需求。原料預處理簡單并適應性強，能加工高酸值、高水油料：采用多種原料時，切換容易；不使用催化劑，簡化了后處理工藝，無污水；聯產甘油濃度高。這些工藝根據規模大小，可為連續式或間歇式生產。目前該技術的2000噸／年規模的中試裝置已建成，正在進行中試試驗。該技術生產的生物柴油產品質量能達到德國的B100f生物柴油含量loo％)產品質量標準。

2)反應分離耦合工藝。是專門為生產生物柴油而開發的，適應采用的原料如大豆油、雙低菜籽油、棉籽油、葵花籽油以及其他脂肪酸組成近似于上述原料的油脂，以保證產品的質量合格。反應分離耦合工藝的特點是在反應的同時．進行甘油的連續分離，反應轉化完全，產物不需要蒸餾精制，減少能耗；進料醇油比低，催化劑的消耗少。“三廢”排放少；簡化了工藝流程，有利于減少設備投資和降低操作成本。

1．3燃料乙醇技術

燃料乙醇通常由谷類、甘蔗和任何含淀粉或糖類的農作物及其廢棄物為原料采用生物發酵方法制成。目前世界工業化生產燃料乙醇多采用淀粉類食物如玉米和高含糖農作物如甘蔗、甜高梁等。已工業化的技術主要是采用淀粉質和糖基的農作物為原料，采用林業殘余物、農作物廢棄物的技術正在開展工業放大階段。以生物質為原料的糖經濟尚缺乏與石油經濟競爭的實力。雖然生物質原料成本低，但加工轉化成本高，只有實現技術上的突破．才能形成完整的生物質技術工程體系。在生產工藝確定后。燃料乙醇的價格主要取決于糧食價格．乙醇成本與原料費用線性相關。我國現階段使用燃料乙醇的方式是將l0％的乙醇與汽油調合成車用乙醇汽油，與普通汽油同升同價銷售。燃料乙醇的生產成本一直高于汽油價格，我國確定的乙醇汽油價稅政策是．石油公司按汽油出廠價的91．11％接受燃料乙醇，燃料乙醇生產環節出現的虧損由國家財政補貼。目前。我國生產燃料乙醇的主要原料是玉米、小麥、薯類、甘蔗、甜高梁等，國家認可的燃料乙醇產能為102萬噸／年，其中河南天冠30萬噸／年。安徽豐原32萬噸／年，吉林天河30萬噸／年，黑龍江華潤金玉10萬噸／年。2001年6月至2006年2月，中國石化河南石油分公司擔負的河南、安徽全省及河北、山東、江蘇和湖北4個省的27個地市的乙醇汽油試點和推廣使用工作，總計銷售乙醇汽油(乙醇含量10％)436．88萬噸。

1．4生物質乙烯技術開發

隨著全球性的石油資源供求關系的Ft益緊張．傳統石油乙烯工業將面臨新挑戰。如何突破資源短缺的瓶頸，利用可再生生物質資源生產乙醇，再進一步脫水成乙烯，從而替代傳統的石油乙烯路線成為當前的研究熱點。目前．國際上乙醇制乙烯工業裝置主要集中在巴西、印度、巴基斯坦、秘魯，最大規模為印度的6．4萬噸／年裝置。乙醇脫水制乙烯的技術發展趨勢．主要是裝置大型化、低能耗．以及進一步提高催化劑的性能，降低催化劑成本。

2我國多元化能源替代石油發展思路和建議

隨著未來經濟的快速發展和能源結構的調整．中國對石油的需求還會增大。在新的世紀．必須從我國基本國情出發，對能源、資源和環境進行整體化的考慮和部署。“國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)”指出，今后15年能源發展思路：“推進能源結構多元化，增加能源供應。在提高油氣開發利用及水電技術水平的同時，大力發展核能技術。形成核電系統技術自主開發能力。風能、太陽能、生物質能等可再生能源技術取得突破并實現規模化應用”。“促進煤炭的清潔高效利用，降低環境污染。大力發展煤炭清潔、高效、安全開發和利用技術，并力爭達到國際先進水平”。并優先發展“煤的清潔高效開發利用、液化及多聯產”、“可再生能源低成本規模化開發利用”等。可見煤制油是能源多元化的一個重要途徑。

生物質產業是實現能源多元化和保證能源安全的有效途徑，我國是農業大國，在生物質資源數量上占有一定優勢，在生物質加工轉化及相關環保技術研究方面也有較好的經驗積累，如在燃料酒精，生物柴油方面，我們的技術跟國際上幾乎在同一起跑線上．我國完全有能力、有條件走多元化替代石油的生物能源和生物產品的規模化和產業化之路。在走多元化石油替代之路時．重點解決生物質資源利用的瓶頸問題(包括全生物質的利用和生物質的高效轉化1，緩解能源緊張、石油價格上漲等帶來的問題。從長遠看，這是走可持續發展、應對能源緊張，保護人類生態環境的最終發展之路。在技術路線上，將現代生物技術手段與傳統強勢化學工程技術以及過程工程技術結合，通過多學科，多領域的技術交叉結合，充分全利用生物質材料，高效生產大宗化學品，最終達到降低生產成本和能源消耗，提高轉化率，減少環境污染的目的。