据《经济日报》3月27日报道,近日,采用我国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功,引发大量关注。这是陕西延长石油集团10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目,由中科院大连化学物理研究所和延长石油集团共同研发,于今年1月11日打通全流程,生产出合格的无水乙醇,装置已平稳运行了两个多月。
乙醇俗称酒精,煤基乙醇就是以煤为原料制备无水酒精,这个化“煤”为“酒”的奇迹如何酿成?又具有哪些重大意义呢?请看《经济日报》记者采写回来的报道。
全球首套煤基乙醇工业化项目——陕西延长石油集团10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目。(新华社记者刘万生3月8日摄)
意义何在
让乙醇和粮食脱钩
“这个示范项目的成功投产,在世界范围内首开先河,占领了技术制高点,奠定了我国煤制乙醇技术及工业化的国际领先地位。”中科院院长白春礼院士说,这一新技术的应用,将有效弥补石油资源不足、缓解我国燃料乙醇对粮食的依赖,为我国能源安全和粮食安全提供有力保障。
乙醇与石油和粮食有啥关系?
“全世界66%的乙醇都被用作燃料乙醇,燃料乙醇可以兑入汽油做乙醇汽油。与其他汽油添加剂相比,乙醇是世界公认的绿色环保的优良汽油添加剂,可以将车辆污染物综合排放量降低三分之一以上。”中科院大连化物所刘中民院士介绍说,从原理上讲,汽油分子中不含氧,而乙醇含35%的氧,在汽油中添入乙醇,有助于充分燃烧,减少污染物排放。
汽车尾气排放是雾霾天气形成的重要因素之一,推广乙醇汽油显然也有利于减轻雾霾,缓解大气污染。
此外,乙醇可以替代或部分替代汽油作发动机燃料,减少原油消耗,从而减轻对石油的依赖,有利于国家能源安全。中国自1993年成为石油净进口国之后,石油对外依存度逐年提高,从1995年7.6%上升到2015年65.4%,对外依存度已超过国际公认的警戒线(50%),这严重影响到国家的能源安全。2016年,中国汽油表观消费量11983万吨,按国内E10乙醇汽油标准(用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成),需燃料乙醇1198万吨。燃料乙醇对国家的能源安全具有重大影响。
那要怎么制备乙醇呢?乙醇俗称酒精,而酒一般用粮食酿造。
美国和巴西于上世纪80年代开始大力发展燃料乙醇,为其国家能源独立作出了重要贡献。为了解决陈化粮问题,我国也探索发展了燃料乙醇及乙醇汽油。
鉴于我国以全球7%的耕地养活全球20%的人口,以粮食为原料制备燃料乙醇并不适合在我国大范围推广。为避免出现“与人争粮”的局面,进而威胁粮食安全,2006年国家收回粮食制备燃料乙醇项目审批权。目前,我国燃料乙醇缺口巨大,“十二五”期间,我国燃料乙醇目标为500万吨/年;至2020年,目标为1000万吨/年,而2015年国内燃料乙醇产量仅为250万吨。经过多年试点后,目前只有部分省份(11个)推广使用乙醇汽油。
“必须突破传统作物发酵制备乙醇的方法,让乙醇和粮食脱钩。”刘中民说,“我国煤炭资源丰富,用煤做乙醇,是出于能源安全和粮食安全的考虑”。
陕西延长集团10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目夜景。(新华社记者刘万生3月7日摄)
“牛”在哪里
工业化解世界难题
用煤做乙醇,这思路顺理成章,做起来却非常艰难。
长期以来,利用化石资源生产乙醇一直是全世界努力的目标。而我国能源结构以煤炭为主,显然应开发具有自主知识产权的煤基燃料乙醇成套技术。但煤经合成气直接制乙醇是一项世界性的挑战,它需要贵金属催化剂,效率较低,还会造成设备腐蚀,过去一直停留在研究开发阶段。“传统制备路线中,催化剂要用到贵金属铑,它比白金还贵几倍,不利于推广,无法实现工业化。”刘中民说。
但是这个煤基乙醇不能工业化的难题,被中国人解决了。