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    巴西开发生物能源的经验、教训

    作者:李慧 出版时间:2009年03月
    摘要:

    巴西是开发生物能源的引领者。经过几十年坎坷的发展历程,巴西国内已基本普及使用燃料乙醇和生物柴油。鉴于这些可再生能源的前景看好,包括美国在内的诸多国家纷纷开始从事生物能源的研发。对中国而言,发展生物能源也很重要。巴西在开发生物能源方面取得成就的同时,还存在诸如空气受到污染、亚马孙森林遭到破坏、城市产业结构单一等问题。由于国情不同,在中国不宜推广巴西的生物能源生产模式。

    Abstract:

    Brazil leads the world in bioenergy development. After ups and downs throughout decades,fuel ethanol and bio-diesel oil have been basically universalized in the biggest country of South America. In view of the promising perspective of these renewable energy resources,many countries,including the US,have proceeded to the research and development of bioenergies. Certainly,Brazil’s experience is of special importance for China. However,the dark side of Brazil’s achievement in this regard,ranging from air pollution,the degrading Amazon forest to the one-sided urban economy,shall not be neglected. Considering differences in national conditions,the bioenergy production model of Brazil may not be proper for China to spread across the country.

    生物能源是一种以可再生资源为原料、有利于环境保护的能源。目前最具应用前景的生物能源主要包括酒精燃料和生物柴油。生物柴油是用大豆、蓖麻、向日葵等油料作物加工而成的,它可替代石化柴油用作卡车、拖拉机等的燃料;酒精燃料也称燃料乙醇,它是从甘蔗、玉米等作物中提炼出来的,可替代汽油。巴西在开发和利用生物能源方面处于全球领先地位。巴西的生物能源主要包括酒精燃料、生物柴油及其他可替代能源,其使用量在国内能源消费结构中的比重为40%,远远高于世界平均水平(13.6%)。[1]巴西是全球酒精出口大国,其酒精产量仅次于美国,居全球第二位。

    一 巴西生物能源的发展历程

    长期以来,由于勘探技术落后,巴西一直是个贫油国,大部分石油依赖进口。20世纪70年代,国际石油价格的上涨对巴西产生了严重影响。1973~1974年,巴西80%的石油是以高价从国外进口的,进口额由1973年的6亿美元增至1974年的220亿美元。[2]为避免过多动用国家外汇储备,减少石油进口迫在眉睫。1975年,巴西政府同研究机构、汽车工业企业、提炼厂和制糖厂一道制定了“国家乙醇计划”,从此巴西开始了生物燃料的发展历程。

    在巴西,生物燃料之所以得到研发和大力推广,是由一些先决条件决定的。一是巴西盛产能制造生物能源的原料。巴西是世界上大豆、咖啡、甘蔗等作物的生产大国。可用于提炼乙醇的甘蔗从殖民地时期起就成为巴西的主要农产品之一,目前其年产量和出口量均居世界前列。二是巴西拥有优越的自然条件,耕地资源丰富。巴西国土面积广阔,可耕地总面积达3.88亿公顷,包括近9000万公顷可耕种而尚未开垦的荒地。[3]2007年,甘蔗种植面积为670万公顷。据巴西地理统计局估计,2008年甘蔗种植面积在670万公顷的基础上增加了8.3%。[4]

    (一)乙醇燃料

    巴西研发乙醇燃料已有几十年的历史。1931年政府颁布法令,规定在汽油中添加从甘蔗中提取的5%的无水乙醇。[5]1975年,为了摆脱对进口石油的依赖,政府以法令形式颁布“国家乙醇计划”;这是一个替代石油产品的庞大计划,它通过提供政府补贴、设定配额、统购乙醇燃料、调整价格、进行行政干预等一系列措施为推广生物燃料创造条件。在实施这一计划期间,巴西研发出第一代以无水乙醇作燃料的汽车。至2000年,巴西生产的这类汽车达560万辆。此外,巴西政府还以法律的形式规定,对以汽油作燃料的汽车,其汽油中添加乙醇燃料的比重为1.1%~25%。[6]20世纪80年代末石油价格下跌,国际市场蔗糖价格上涨,乙醇燃料的竞争力开始下降,加油站出现了无水乙醇严重短缺的现象,国内以乙醇作燃料的汽车销量大幅减少。直至21世纪初,生物燃料市场情况才逐渐好转。

    在推广使用乙醇燃料以来的30多年时间内,巴西使用乙醇和汽油混合燃料产生的经济效益相当于10亿桶石油的价值。目前,巴西以乙醇作燃料的汽车已占国内汽车总量的40%以上;国内销售的新车约80%是“灵活燃料型”汽车,车主可自由选择添加石油、乙醇或石油和乙醇的混合物。[7]

    近几年,巴西研究机构还致力于研发从甘蔗渣、秸秆和稻壳等农林业废弃物中提炼乙醇的技术,即所谓的第二代生物燃料。这项利用不能食用的植物纤维生产乙醇的技术虽然已被以丹麦为首的多个国家掌握,但因技术成本太高一直未能大规模使用。2007年巴西石油公司在其年度报告中称,利用酶技术生产生物乙醇的第一家试验工厂将投产。巴西最大的甘蔗乙醇生产集团德蒂尼也宣布,已掌握从植物纤维中提取乙醇的技术,将从2012年起正式利用植物纤维作为原料生产乙醇。2008年世界发生粮食危机以来,以甘蔗和玉米为原料生产生物燃料成了一个广受争议的话题,在这样的背景下,这种以农林业废弃物为原料的第二代生物燃料将是一种更具有可持续性发展前景的能源。

    最近,巴西能源研究公司在其公布的《乙醇在巴西的未来》这份研究报告中指出,在发展乙醇方面政府将追加投资250亿美元,兴建246座乙醇燃料生产厂(其中114座正在建设),以满足未来10年对乙醇的需求。

    (二)生物柴油

    在积极推广使用乙醇燃料的同时,巴西还大力研发生物柴油技术。这种生物柴油主要以蓖麻、棕榈、棉花、大豆、向日葵、玉米等油料植物及动物脂肪等可再生资源为原料,经高温处理后制成新型燃料。巴西每年消耗柴油400亿升,进口约20亿升