玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析.pdf

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1、第26卷20lO年第6期6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV川．26No．6Jun．2010283玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析宋安东1，任天宝2，张百良2※(1．河南农业大学生命科学院，郑州4500022．河南农业大学农业部可再生能源重点实验室，郑州450002)摘要：为了分析目前秸秆纤维乙醇的经济性，该文基于生产运行的300t／a玉米秸秆纤维乙醇示范厂作为案例，在对生产工艺的技术指标分析的基础上进行了生产成本估算研究，以及过程单元所占生产成本的比例。结果表明：玉米秸秆糖化率达到51．6％，乙醇质量浓度达到23g／L，乙醇产率达到18

2、．1％，生产成本约为7385元／t，能耗为3．26X107kJ／t，水耗为12．8价；纤维素酶成本是影响秸秆乙醇成本的关键性因素之一。随着秸秆纤维乙醇关键技术研究不断深入和技术工程化研究循序完善，秸秆纤维乙醇生产成本将进一步降低，呈现广阔的发展潜力和应用前景。关键词：秸秆，乙醇，成本doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．06．049中图分类号：$216．2文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一06-0283-04宋安东，任天宝，张百良．玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析[J]．农业工程学报，2010，26(6)：28

3、3--286．SongAndong，RenTianbao，ZhangBailiang．Economicanalysisforproductionoffuelethanol谢mtomstraw[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：283--286．(inChinesewithEnglishabstract)0引言伴随全球能源与环境问题的日益突出，低碳经济浪潮正在到来【1】。在此背景下，燃料乙醇被广泛视为替代和节约汽油的最佳燃料，已成为世界上生产规模最大的生物质能源12J。以资源丰富的木质纤维素为原料生产燃料乙醇被认为是21世纪发

4、展循环经济的有效途径13】。目前，国内外纤维乙醇技术研究步入一个新的时期件钾。美国国家可再生能源实验室示范线采用稀酸预处理．酶解发酵工艺，采用细菌z．mobilis的基因工程菌，进行连续厌氧发酵，乙醇体积浓度达到5．7％【6J。西班牙Abengoa生物能源公司在Salamanca成立的首家生物质乙醇厂于2007年上半年开始生产，利用麦秸等农业残余废物，生产规模为500×104L／a的纤维燃料级乙醇产品【刀。加拿大Iogen公司2004年在渥太华建成40抛秸秆纤维乙醇示范生产装置。具有9．8×105L／a的生产能力IS]。Thomsen等在规模2．4t／d示范装置

5、进行了小麦秸秆制取纤维乙醇的试验研究。采用稀酸预处理工艺，并添加0．5％H202，190℃条件下处理60min，纤维素与半纤维素的水解率分别达到71％和68％，乙醇产量达到223kg／t[9I。中科院过程所与山东泽生生物公司在2006年建立了3000t／a示范生产线，采用蒸汽热喷预处理，固态发酵工艺，全流程运转结果表明，纤维素转化达到70％，乙醇产率达到15％t10】。中国天冠集团和中粮集团等单位也在收稿日期：2009．10．13修订日期：2009．12．24基金项目：国家农业科技成果转化资金资助项目(No．2006GB2D000173)：国家自然科学基金资助项

6、目(No．70741032)作者简介：宋安东(1972一)，男，河南省宜阳人，副教授。郑州河南农业大学生命科学学院，450002。Email：son91666@126．cona※通信作者：张百良(1941一)，男，河南汤阴人，博士生导师，主要从事生物可再生能源与环境工程的研究与管理工作。郑州河南农业大学农业部可再生能源重点实验室，450002。Email：hauzblo@126．COIn此领域进行一些试验【111。虽然一些关键技术上取得了重要进展，但距产业化发展目标还有一段距副12’131。本文在已有研究成果基础上，基于自主设计的300t／a玉米秸秆纤维乙醇示范

7、工程线试验平台，初次系统地分析秸秆纤维乙醇技术指标和成本构成。试验采用稀酸预处理、酶解糖化发酵两段法工艺，在建立秸秆纤维乙醇技术指标体系基础上，分析了纤维乙醇的生产成本及过程单元所占成本比例，以及每吨乙醇生产所需能耗，为进一步促进中国未来纤维乙醇工业发展提供重要依据。1材料与方法1．1工程示范线简介玉米秸秆生产纤维燃料乙醇示范线是以河南农业大学农业部可再生能源莺点实验室为技术支撑，新乡中科燎原生物能源有限公司投资为主体，设计规模300t／a，位于河南省新乡市小店工业区锦绣工业园。该工程示范线于2007年7月建设，2008年3月正式投产试运行。1．2秸秆收集与成分

8、玉米秸秆原料主要来源于示