替代石油能源产业发展状况思索

20世纪90年代以来。我国对石油进口的依赖度越来越大，中国原油消费量以年均5．77％的速度增加，而同期国内原油供应增速仅为1．67％，供需缺El逐年拉大。我国石油消费增长迅速。对石油进口依赖度越来越大。这已成为我国的一个基本国情。鉴于化石能源资源的有限性和全球环境压力的增加，世界上许多国家都认识到了新能源与可再生能源的重要性．并从政治、经济和技术上采取行动，出台了一系列有利于加快新能源与可再生能源技术产业化、商业化的政策法规和措施。全球至少48个国家制定了促进可再生能源利用的政策。

1多元化替代石油能源的技术开发现状及应用

目前．多元化能源替代技术开发主要集中在煤及天然气合成油、生物柴油、燃料乙醇等领域。

1．1我国天然气制油燃料技术开发情况

中国石化股份有限公司十分重视GTL技术开发．目标是开发出具有中国石化自主知识产权的成套GTL技术。目前在F_T合成催化剂上已取得了一定的进展。11由中国石化股份有限公司立项安排中科院大连化物所开发的适用于列管式固定床反应工艺的氧化硅负载的钴基催化剂，具有合成直链高碳烃f蜡质产品)的特点。目前开发的适用于浆态床反应工艺的活性炭负载的钴基催化剂，具有较好的制取柴油馏分的性能。液体产品中柴油组分较高，其中CIO～C20液体在产物中的比例为60％左右。21由中国石化股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的，以氧化铝为载体、金属钴为活性组分，一定程度上解决了F—T合成反应过程中在提高CO转化率时，C选择性下降的问题，大大提高了反应经济性和碳源利用效率。31由中科院山西煤化所先后开发的将传统F—T合成与沸石分子筛相结合的固定床二段合成工艺和浆态床一固定床二段工艺，于2001年建成千吨级浆态床合成油试验装置和催化剂制备装置，已进行了多次试验，并得到合格产品。目前正计划建l0万吨级工业示范装置。41山东兖矿集团公司2004年建成了5000吨／年浆态床低温F—T合成油装置。连续运行4706小时。目前已完成百万吨级煤制油工业示范装置可行性研究报告。兖矿集团在国内合成油领域居领先地位。该集团目前已拥有包括反应器和催化剂技术的F—T合成核心技术。目前。我国以煤炭为原料，采用直接液化或经F—T合成制取液体燃料的在建、拟建项目已近800万吨／年．一般在2010年左右建成。预计到2020年我国将完成总投资4000～5000亿元，形成5000万吨／年的油品产能。中国煤炭储量相对丰富，在特定区域．有一定的天然气资源。随着石油资源的日趋紧张、原油价格的不断攀升，以煤炭、天然气为原料制合成气，经F—T反应制液体燃料较有发展前途。

1．2生物柴油技术

生物柴油是从天然动、植物油脂生产的柴油，化学组成为长链脂肪酸甲酯。生物柴油几乎不含硫和芳烃，十六烷值高，润滑性能好，并且储运方便安全，降解性能好，是一种优质清洁柴油。在生物柴油的开发和应用方面，我国起步较晚，目前万吨级企业主要有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发展公司。并采用自主开发技术。其中，四川古杉油脂化工公司的技术利用植物油精炼过程中所产生的下脚料及食用回收油为原料，经酸化除杂、连续脱水、酯化、回收甲醇、静置、分出甘油相，然后连续蒸馏得到成品。这种工艺反应需6小时即可结束。酸值可降至ImgKOI-l_／g以下，脂肪酸转化率可达93％以上。福建卓越新能源发展公司的技术利用废动植物油生产生物柴油。从总体水平看，这些技术是针对废弃地沟油开发的。原料利用率低，生产过程有污染，产品质量按自订的标准控制。但由于原料价格便宜，一般2600元／吨左右，生产经济效益还是很好的。RIPP根据我国原料供应的特点、环保要求、产品增值的要求开发了以下两种生产生物柴油新技术：

1)高压醇解工艺。高压醇解法生物柴油生产技术，可适应不同原料油、产品方案和工厂规模，以及适应原料收集、贮存和产品市场的物流状况等需求。原料预处理简单并适应性强，能加工高酸值、高水油料：采用多种原料时，切换容易；不使用催化剂，简化了后处理工艺，无污水；联产甘油浓度高。这些工艺根据规模大小，可为连续式或间歇式生产。目前该技术的2000吨／年规模的中试装置已建成，正在进行中试试验。该技术生产的生物柴油产品质量能达到德国的B100f生物柴油含量loo％)产品质量标准。

2)反应分离耦合工艺。是专门为生产生物柴油而开发的，适应采用的原料如大豆油、双低菜籽油、棉籽油、葵花籽油以及其他脂肪酸组成近似于上述原料的油脂，以保证产品的质量合格。反应分离耦合工艺的特点是在反应的同时．进行甘油的连续分离，反应转化完全，产物不需要蒸馏精制，减少能耗；进料醇油比低，催化剂的消耗少。“三废”排放少；简化了工艺流程，有利于减少设备投资和降低操作成本。

1．3燃料乙醇技术

燃料乙醇通常由谷类、甘蔗和任何含淀粉或糖类的农作物及其废弃物为原料采用生物发酵方法制成。目前世界工业化生产燃料乙醇多采用淀粉类食物如玉米和高含糖农作物如甘蔗、甜高梁等。已工业化的技术主要是采用淀粉质和糖基的农作物为原料，采用林业残余物、农作物废弃物的技术正在开展工业放大阶段。以生物质为原料的糖经济尚缺乏与石油经济竞争的实力。虽然生物质原料成本低，但加工转化成本高，只有实现技术上的突破．才能形成完整的生物质技术工程体系。在生产工艺确定后。燃料乙醇的价格主要取决于粮食价格．乙醇成本与原料费用线性相关。我国现阶段使用燃料乙醇的方式是将l0％的乙醇与汽油调合成车用乙醇汽油，与普通汽油同升同价销售。燃料乙醇的生产成本一直高于汽油价格，我国确定的乙醇汽油价税政策是．石油公司按汽油出厂价的91．11％接受燃料乙醇，燃料乙醇生产环节出现的亏损由国家财政补贴。目前。我国生产燃料乙醇的主要原料是玉米、小麦、薯类、甘蔗、甜高梁等，国家认可的燃料乙醇产能为102万吨／年，其中河南天冠30万吨／年。安徽丰原32万吨／年，吉林天河30万吨／年，黑龙江华润金玉10万吨／年。2001年6月至2006年2月，中国石化河南石油分公司担负的河南、安徽全省及河北、山东、江苏和湖北4个省的27个地市的乙醇汽油试点和推广使用工作，总计销售乙醇汽油(乙醇含量10％)436．88万吨。

1．4生物质乙烯技术开发

随着全球性的石油资源供求关系的Ft益紧张．传统石油乙烯工业将面临新挑战。如何突破资源短缺的瓶颈，利用可再生生物质资源生产乙醇，再进一步脱水成乙烯，从而替代传统的石油乙烯路线成为当前的研究热点。目前．国际上乙醇制乙烯工业装置主要集中在巴西、印度、巴基斯坦、秘鲁，最大规模为印度的6．4万吨／年装置。乙醇脱水制乙烯的技术发展趋势．主要是装置大型化、低能耗．以及进一步提高催化剂的性能，降低催化剂成本。

2我国多元化能源替代石油发展思路和建议

随着未来经济的快速发展和能源结构的调整．中国对石油的需求还会增大。在新的世纪．必须从我国基本国情出发，对能源、资源和环境进行整体化的考虑和部署。“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)”指出，今后15年能源发展思路：“推进能源结构多元化，增加能源供应。在提高油气开发利用及水电技术水平的同时，大力发展核能技术。形成核电系统技术自主开发能力。风能、太阳能、生物质能等可再生能源技术取得突破并实现规模化应用”。“促进煤炭的清洁高效利用，降低环境污染。大力发展煤炭清洁、高效、安全开发和利用技术，并力争达到国际先进水平”。并优先发展“煤的清洁高效开发利用、液化及多联产”、“可再生能源低成本规模化开发利用”等。可见煤制油是能源多元化的一个重要途径。

生物质产业是实现能源多元化和保证能源安全的有效途径，我国是农业大国，在生物质资源数量上占有一定优势，在生物质加工转化及相关环保技术研究方面也有较好的经验积累，如在燃料酒精，生物柴油方面，我们的技术跟国际上几乎在同一起跑线上．我国完全有能力、有条件走多元化替代石油的生物能源和生物产品的规模化和产业化之路。在走多元化石油替代之路时．重点解决生物质资源利用的瓶颈问题(包括全生物质的利用和生物质的高效转化1，缓解能源紧张、石油价格上涨等带来的问题。从长远看，这是走可持续发展、应对能源紧张，保护人类生态环境的最终发展之路。在技术路线上，将现代生物技术手段与传统强势化学工程技术以及过程工程技术结合，通过多学科，多领域的技术交叉结合，充分全利用生物质材料，高效生产大宗化学品，最终达到降低生产成本和能源消耗，提高转化率，减少环境污染的目的。