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燃料乙醇:2021年產能仍將保持低速增長
2021年12期 發行日期:2021-06-16
作者:■沈陽沈化院測試技術有限公司 胡彥冰 趙志敏

  燃料乙醇屬于燃燒清潔的高辛烷值燃料,具有辛烷值高、抗爆性能好,減少礦物燃料對大氣的污染、可再生等優點,但也存在熱值低、腐蝕金屬的缺點。根據可發酵糖獲得來源,燃料乙醇可分為:第Ⅰ代燃料乙醇,即“糖-淀粉”乙醇,主要是以糖(如甘蔗)或淀粉(如玉米)為原料;第Ⅱ代纖維素乙醇,是對農業廢棄物(如秸稈、玉米芯)及能源作物(柳枝稷)中的木質纖維素進行預處理以獲得葡萄糖、木糖等可發酵糖,以其作為底物發酵生產乙醇。

  燃料乙醇作為新興能源,可減少石油消耗,保障國家能源安全;作為汽油添加劑,可提高辛烷值,減少礦物燃料對大氣的污染;利用農作物發酵生產乙醇,燃燒排放的CO2與作物在生長過程中消耗的CO2基本持平,可減少礦物燃料燃燒產生的CO2。目前,以農副產為原料的發酵工藝占全球乙醇總生產能力的95%以上?! ?/p>

  以下重點介紹并分析預測燃料乙醇近年來的生產、市場、價格、進出口及科研開發及技術進展情況。

生產情況分析及預測

  2020年,受新冠肺炎疫情影響,人們交通出行減少且原料成本上升,在這雙重壓力之下,全球燃料乙醇行業供需齊降。我國燃料乙醇市場表現亦不甚理想,來自成本及需求方面的壓力持續,進口方面也在四季度商談活躍。受需求放緩,以及成本壓力增加影響,2020年我國燃料乙醇行業產能增速明顯放緩,但12月隨著國投海倫和江西雨帆裝置投產,2020年燃料乙醇產能終以增長收官。2020年,我國燃料乙醇產能較2019年增長40萬噸/年,達到469.5萬噸/年。2016—2020年國內燃料乙醇產能變化趨勢見圖1。

  受生產虧損影響,2020年國內燃料乙醇產量迎來下降,全年燃料乙醇產量為274萬噸,較2019年降5%。在當前乙醇汽油推廣政策轉為慎重后,需求受限,燃料乙醇擬在建產能明顯放緩,并且已有部分產能釋放至食用和工業行業中。在低價原料條件難以得到滿足情況下,2021年燃料乙醇產能仍將保持低速增長。

  燃料乙醇產量減少的主要原因:一是2020年受疫情影響,國內燃料乙醇廠家減少了燃料乙醇產量,加大了酒精等抗疫用品的產量;二是2020年國內外公共衛生事件下,傳統乙醇在消毒和出口方面增加,傳統乙醇價格在需求和成本支撐下價格一路上漲,而乙醇汽油推進和消耗緩慢及原料高位下成本增加,導致生產企業利潤虧損,企業紛紛調整生產及銷售方向,燃料乙醇產量減少;三是從進出口情況來看,2020年4—7月份,我國燃料乙醇進口基本觸底,且為了支持國外抗疫,加大了出口量。

  2020年我國燃料乙醇生產企業情況見表1,部分在建、擬建、規劃的燃料乙醇項目見表2。

  從表2可以看出,國內燃料乙醇新項目大多數處于擬建或籌建狀態,裝置奠基后,大多沒有開工建設。一方面原因是相關手續還沒有辦下來及資金沒有到位;另一方面是在乙醇汽油政策沒有進一步明朗的情況下,燃料乙醇新進入者擔心裝置建成投產后發生產品滯銷進而影響資金流的回收。2020年受疫情和國際油價下跌影響,我國實現乙醇汽油全覆蓋腳步放緩。目前,影響乙醇汽油推廣最大的問題正是原料供給趨緊。此前陳化糧庫存充足,但2019年消化速度超出預期,庫存持續下降,燃料乙醇供應存在較大不確定性。當前,原料供應問題使乙醇汽油全國范圍內推廣的目標出現不確定性。

  燃料乙醇行業未來由國投和中糧兩大集團占據主要供應定位日漸清晰,而作為能源與農業的中間產品,未來燃料乙醇對于民營企業的進入難度將進一步增加。這一點從當前國家整個布局,以及長遠發展方向來看,無論是糧食安全、陳化糧工業消費安全,還是核心資源把控等方面,都是十分有必要的?! ?/p>

市場分析及預測


  2017—2019年國內燃料乙醇消耗增加明顯,主要因為乙醇汽油的推廣帶動燃料乙醇的消耗。2020年由于疫情的影響,國內食用及工業乙醇消耗增幅明顯,消毒乙醇用量增加;2021年國內燃料乙醇的消耗量將持續減少,疫情好轉后消毒用量減少,白酒產業增加自釀,2021年整體下游消耗將減少。

  事實上,國家發改委等十五部門曾在2017年出臺的《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油實施方案》中提出,到2020年實現乙醇汽油全國基本覆蓋?;诖?,自2019年開始,山西、河北、山東、江蘇等地相繼發布乙醇汽油推廣方案,但由于各種原因上述各省乙醇汽油推廣工作目前均滯后。此外,國家發改委、國家能源局也于2019年底召開會議,將此前全國覆蓋的推廣計劃調整為“鼓勵但不強制”。 

  目前,我國的燃料乙醇的主要原料是玉米等糧食作物,今年玉米的價格是近幾年來的一個高點。伴隨著原料價格的上漲,生產燃料乙醇的成本逐步上升。2020年原料玉米價格持續走高,燃料乙醇生產企業價格也隨之上調,但企業的利潤并未跟隨原料的增長而增加:一方面受公共衛生事件的影響,乙醇汽油消耗緩慢;另一方面原油2020年上半年價格偏弱,下游對于高價的原料抵觸情緒高,燃料乙醇生產仍然處于虧損。目前看來疫情的好轉似乎并沒有給燃料乙醇行業帶來喘息機會,2020年全球的燃料乙醇需求難以擺脫困境,產量急劇下滑,產量僅為274萬噸左右。

  2020年8—9月份,國內燃料乙醇貨源緊張,江蘇地區中石化徐州分公司提出將對供應乙醇汽油的地區停止乙醇汽油的供應,并換為92#車用汽油。此消息一出,更加驗證了燃料乙醇的艱難處境——產量低,價格高,銷路少。目前徐州地區的車用乙醇汽油都已換為92#車用汽油,這讓后期再次推廣乙醇汽油有了一定的困難。除了徐州,安徽宿州、山東臨沂等多地也已經開始或準備停止供應乙醇汽油。燃料乙醇的發展依賴國家政策,短暫的停售并不代表就此停止發展,而是要通過新技術去解決陳化糧和能源問題,給人類提供更多的便利和糧食能源安全。如今在玉米價格過高引發乙醇市場種種問題的情況下,發展非糧乙醇必須提上日程。如何擺脫原料的束縛,如何降低成本、保護環境,這是后期燃料乙醇發展必須要考慮的問題。

  未來,我國乙醇汽油需求增量主要來自兩個方面:一是原有推廣區域的市場增量;二是新增市場區域的需求增量。目前,廣東、四川、浙江這些汽油消費量較大的省份仍未推廣使用乙醇汽油,江蘇、湖北、山東也僅是部分使用乙醇汽油??梢?,我國乙醇汽油的未來需求量可觀。

價格分析及預測

  目前,國內燃料乙醇市場壓力重重,主要表現在成本高企,以及進口增長帶來的未來供應上升。盡管大部分燃料乙醇企業當前采用陳化糧進行生產,但民營企業目前仍以新糧玉米為原料。東北地區多地糧價高企,副產品DDGS弱勢下行趨勢下,以純玉米為原料生產燃料乙醇在2020年大部分時間處于虧損狀態。圖2為吉林省燃料乙醇2018—2020年毛利變化走勢,由圖可以明顯看出,吉林燃料乙醇的利潤在逐年降低,2020年基本處于虧損狀態。

進出口分析及預測

  2020年我國乙醇共進口近5.5萬噸、出口29.4萬噸,其中出口大幅增加,而進口維持低位。

  乙醇中能用于調油的是改性乙醇。進口方面,改性乙醇累計進口5.0萬噸,進口主要來源國為印度尼西亞、美國、巴西和南非,前四位國家占改性乙醇總進口量的99.9%;未改性乙醇累計進口0.5萬噸,進口主要來源于越南。圖3為2019—2020年國內乙醇進口量對比。

  近5年來,我國乙醇進口量的最高水平是2018年的82.8萬噸,2019年僅為8.3萬噸、2020年5.5萬噸。近年我國乙醇進口量波動較大,影響變化的關鍵因素在于內外盤套利。2020年國內乙醇市場價格整體呈上行趨勢,而2021年主要原材料玉米等帶來的成本支撐可能較長周期存在,國內乙醇價格高位運行之下,預計將吸引進口貨源增加。

  出口方面,未改性乙醇累計出口27.7萬噸,約占出口總量的94%,改性乙醇累計出口1.7萬噸。2020年出口量較2019年的1.7萬噸大幅增加,是2019年出口量的17倍以上。上半年國外市場出現階段供應不足,主要受國際公共衛生事件影響,消毒需求提升;但之后隨國外的供應和運輸恢復,加之國內乙醇市場持續上漲使得出口套利窗口關閉,下半年出口量呈現下降趨勢。圖4為2019—2020年國內乙醇月度出口量對比圖。

  2020年國內未改性乙醇的出口地涉及90個國家/地區,前三位的是韓國7.4萬噸、土耳其3.5萬噸、西班牙2.2萬噸。改性乙醇的出口地雖達到了34個,但出口量相對不多,其中居前三位的是中國臺灣、澳大利亞和泰國,全年最多的也未突破3000t。

科研開發及技術進展

  1.一株具有XR-XDH途徑的可快速發酵木糖的釀酒酵母菌株及構建方法

  2020年12月1日,中國石油化工股份有限公司公開了一株具有XR-XDH途徑的可快速發酵木糖的釀酒酵母菌株及構建方法,該釀酒酵母菌株為SEB13,分類命名為釀酒酵母Saccharomycescerevisiae,保藏編號為CGMCCNo.19586。該發明以發酵性能優良的工業釀酒酵母菌株作為出發菌株,結合基因定點突變、基因工程、交配和進化工程手段,構建了一株具有XR-XDH途徑的木糖發酵、性能優良,且具有優良抑制物耐受的酵母菌株。該菌株具有較高的木糖消耗速率和乙醇生成速率,為秸稈燃料乙醇工業化生產提供了優良菌株來源,具有很好的工業應用潛力。

  2.燃料乙醇的廢醪處理系統

  2020年10月27日,江蘇聯海生物科技有限公司公開了一種燃料乙醇的廢醪處理系統,包括與廢醪第一出口端連接的離心機構。所述過濾機構的污泥出口端設置有污泥罐,清水出口端設置有清水罐,廢醪第二出口端與高溫厭氧處理系統連接。本系統對廢醪液進行了有效的處理,節約了用水,降低了厭氧罐處理負荷,同時符合現在的環保需要。

  3.聯產優級食用酒精和燃料乙醇的蒸餾脫水生產裝置及方法置

  2020年10月23日,廣東中科天元新能源科技有限公司公開了一種聯產優級食用酒精和燃料乙醇的蒸餾脫水生產裝置及方法。其裝置由粗餾塔、高壓精餾塔、低壓精餾塔A、低壓精餾塔B、水洗塔、甲醇塔、分子篩床組成。其中粗餾塔、水洗塔、低壓精餾塔B和甲醇塔依次連接,粗餾塔還分別連接低壓精餾塔A和高壓精餾塔;低壓精餾塔A連接于分子篩床。通過本發明的生產裝置,可以使得裝置內的各工序,以及其他車間的工序的熱源得到合理利用,熱源耦合更合理,利用更充分,進一步節省了蒸汽消耗。同時,裝置操作彈性更大,可以根據市場需求靈活安排生產,并且產品指標和飼料顏色得到了保證,產品更具有市場優勢和競爭力。

  4.利用淀粉質原料和纖維素原料制備乙醇的系統

  2020年10月27日,國投生物科技投資有限公司公開了一種利用淀粉質原料和纖維素原料制備乙醇的系統。在該系統中含有纖維分離單元,用于對調漿得到的淀粉質原料漿液進行纖維分離,得到淀粉質原料纖維和淀粉漿液。淀粉質原料纖維進入纖維素發酵產乙醇部分的混酸單元,淀粉漿液進入淀粉發酵產乙醇部分的液化單元進行液化;還通過將淀粉質原料產乙醇和纖維素原料產乙醇整合得到一個聯產系統,實現了設備的高效利用,降低了酶制劑用量。本實用新型所述的系統還能夠降低原料和酶的使用量,降低水耗、能耗和蒸汽消耗量。

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