巴西的生物燃料工业透视

        巴西正在加快建立可持续发展的生物乙醇、生物柴油和生物电力工业。  





　　截至2007年6月，巴西拥有的生物乙醇工厂己超过300座。  





　　新一代技术将纤维素生物质转化成燃料和化学品预计将在30年内实现。  



          巴西已成为世界领先的生物乙醇和生物柴油生产国，现生产的大多数集中在南部圣保罗地区。



  

　　巴西将组合生物乙醇-生物柴油炼制厂，以生产高附加价值化学品。  





　　巴西汽车已试用70%石油基柴油和30%生物柴油的B30柴油燃料。生物柴油由75%大豆油和25%蓖麻油生产。  





　　乙醇生产首屈一指  





　　Santa  Elisa公司在圣保罗西部200英里的Ribeir?o  Prêto附近拥有世界最大的生物乙醇生产区中心，该地区拥有圣保罗州128套生物乙醇工厂中的26座，生产巴西乙醇约70%。Santa  Elisa公司的生产工厂平均规模加工600万吨/年甘蔗。  





　　Santa  Elisa公司的工厂生产47.5万吨/年糖类，并留下1吨的蔗皮（甘蔗渣）。Santa  Elisa公司的工厂联产糖类、乙醇和电力，构成生物能源工业的一体化体系。该公司的工厂生产约6600万加仑/年乙醇。  





　　2006年巴西乙醇产量为45亿加仑，美国2007年可望生产60亿加仑乙醇。美国和巴西总计占世界生物乙醇生产量约70%。但两国生产方法略有不同。美国生物乙醇从谷物淀粉生产，涉及稍为较多的复杂过程，需采用酶将淀粉转化成葡萄糖，葡萄糖再去发酵。采用较多的步骤意味着巴西的方法更为高效和低成本。巴西的生产方法是将来自破碎机的甘蔗浆汁物流稀释成20%的糖溶液，泵送至大型发酵罐中。8小时后，酵母将糖类发酵成6%~10%的乙醇溶液。酵母除去，循环之，用于使更多的糖类发酵，或干燥之，用作动物饲料。然后将乙醇进行逐级蒸馏和脱水，得到大于99%的纯度，送至燃料分销商。  





　　在美国，汽油典型的调以10%乙醇（E10），有助于抑制烟雾，大多数汽车发动机无需作任何改装。但汽油调以85%乙醇（E85）需使用“柔性燃料”汽车，这些轿车和卡车需设置调整火花塞和燃料喷射器定时的传感器，以便使发动机运行平稳。  





　　在巴西，“柔性燃料”汽车用乙醇可以采用不同比例调入汽油，可高达25%乙醇（E25）。巴西另一种类型的燃料是水合生物乙醇，属纯的生物乙醇（E100），含有少量水。乙醇是吸水性物质，会从空气中吸收水分。在美国，水分被认为是一个问题，因为水分会导致燃料管线、贮罐和汽车发动机腐蚀。为此，生物乙醇在美国被单独运送给当地的分销商，然后再与汽油调合，从而增加了成本。在巴西，水合生物乙醇被精细操控。总体上看，巴西汽车有28%可采用这些生物乙醇方案中的一种行驶。生物乙醇现占巴西运输燃料高达12.6%，而美国占3.5%。  





　　甘蔗加工后的甘蔗渣在巴西用于燃烧发电。将来，酶工艺技术的发展可望将这种纤维素材料转化为更多的乙醇。剩余的炉灰撒在甘蔗田里作为化肥。在美国，来自谷物加工生成乙醇的剩余生物质称为干馏粒料，通常用作动物饲料。将来，甘蔗渣和干馏粒料可望通过酶转化成燃料或化学品，或者经气化或热解制取燃料。  





　　美国的生物乙醇工厂典型情况仅耗用电力，巴西Santa  Elisa公司的乙醇工厂产生60MW电力，约19MW用于工厂电力，其余外供给当地电网。  





　　据预测，到2025年世界可望使用生物乙醇替代汽油需求量的10%。  





　　2006年，巴西出口其生物乙醇约20%，大多数出口到美国。巴西采用现有技术仅可望供应2025年世界乙醇需求目标值的一半，即270亿加仑，而其他国家将供应另外一半。  





　　巴西规划将建设615座乙醇装置，预计到2007年底约为400座，需种植2200万公顷甘蔗，接近现作物种植面积的4倍。每一座新的生物乙醇炼制厂的建设和运营需投资1.4亿美元，但这项总的计划将使巴西产生年出口效益310亿美元，解决530万人就业问题。  





　　加快发展生物柴油  





　　巴西Biocapital公司在Charqueada拥有生物柴油工厂，该工厂是许多生物柴油工厂中的第一批之一，巴西将采用植物油和/或动物脂肪生产生物柴油。生物柴油生产采用反酯化工艺，使三甘油酯的长脂肪酸链截短形成甲酯，甲酯生成生物柴油。过程采用2%甲醇钠(NaOCH3)为催化剂，甲醇为溶剂。反应30分钟后，粗的生物柴油从甲醇中分离出来，副产物甘油（1,2,3-丙三醇）来自三甘油酯的丙基主链，并得到其他剩余物。生物柴油由减压蒸馏提纯，得到最终产品。甘油副产物现已可生产丙二醇和环氧氯丙烷。  





　　Biocapital公司的工厂现生产生物柴油能力为6万吨/年，到2008年初该公司将使产量提高到25.2万吨/年（7600万加仑）。该公司计划成为一体化的生物燃料公司，同时生产生物柴油和生物乙醇。  





          巴西较多地依赖于柴油，柴油占巴西运输燃料市场58%。巴西现进口其柴油用量约15%，但将很快改变这一状况，法规规定，到2008年，巴西的柴油必须含有2%生物柴油，这表明，需要约2.1亿加仑/年生物柴油，到2013年掺加量要求增大到5%，即约需6.35亿加仑/年生物柴油。  





　　相对比较，美国2006年生产生物柴油约2.5亿加仑/年。据美国贸易委员会预测，到2015年美国生物柴油年生产量将增加到6.5亿加仑/年。  





　　巴西选用油类作物种籽生产生物柴油，包括大豆、棉籽、葵花籽、油菜籽、蓖麻籽、芝麻籽等。这些种籽每年每公顷约可产油0.5吨。巴西的目标是在今后10年内每公顷产油2吨，30年内每公顷产油5吨。  





　　现在，巴西96%的植物油来自大豆，约3%来自棕榈油，其余1%来自各种含油的种籽。  





　　据称，来自引进的非洲棕榈和巴西本土棕榈的果实其含油量比大豆高出12倍。这些棕榈已在东南亚、非洲和巴西北方地区广泛种植，从棕榈生产的油的数量仅次于大豆油而居第二位。使用棕榈油生产生物柴油也面临一些技术挑战，如棕榈树需种植约5年才能结果。20年后棕榈树大量产油才能达到顶峰。由纯棕榈油生产的生物柴油，油的熔点高，这种生物柴油在世界上许多地方不能使用。