1、秸秆转化生物液体燃料乙醇产业化项目的建议书柏华国际农业发展（北京）有限公司目 录一、项目的背景和项目概述 11、项目背景 12、项目概述 2二、项目的社会意义 3三、项目的基础原理和技术路线及生产工艺流程 41、基础原理 42、项目的技术路线 53、项目的生产工艺流程 5四、项目产品的质量标准、生产规模和投资预算 61、产品质量标准 62、项目产品生产规模 73、项目总投资预算 7五、经济效益分析 71、生产 1 吨产品总成本 72、燃料乙醇销售价格 83、经济效益计算 8六、技术依托单位及技术优势 91、技术依托单位 92、技术优势 9七、项目可行性分析 10八、结论 11秸秆转化生物液体燃
2、料乙醇产业化项目的建议书一、 项目的背景和项目概述1、 项目背景随着我国经济的高速发展，我国已成为世界石油第二大进口国。面对世界不可再生石油资源的日益枯竭，价格的持续上涨，各国对石油资源的争夺，以及人类共同面临的生存、环境和可持续发展，中国的能源安全问题已经突显出来。解决我国能源安全问题的途径主要有：节能技术推广、能源供应多样化、石油进口多元化、建立战略石油储备以及开发新油田、新能源和可再生生物质能源。十五大以来，面对世界发展格局以及中国政治、经济和社会发展的态势，中央高瞻远瞩地提出以科学发展观统领经济发展和社会发展，构建社会、经济、环境、资源可持续发展的和谐社会。我国已经实施了中华人民共和国
3、可再生能源法 ，中共中央和国务院最近又制定了以科学发展观为基础的国民经济十一五规划和国家中长期科技发展战略规划。国家从长远战略的高度提出和鼓励开发可再生的生物液体燃料，并明确规定“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油等液体燃料” ， “石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系” 。这就从国家战略、政策和法律法规上为“可再生生物液体燃料”产业的发展提供了保障和支持。乙醇的未来市场是非常广阔的，主要有近期、中期和远期三个方向。近期市场是车用燃料；中期市场是作为燃料电池的燃料；石化工业是乙醇的远期市场。这是一个
4、有着巨大发展潜力的新兴基础产业，前景不可限量。我国具有极为丰富的秸秆资源，每年秸秆产量达 7.9 亿吨，并以每年 0.13 亿吨的速度增长。利用可再生的秸秆为原料生产生物液体燃料已成为必然趋势，这是一个取之不尽、用之不竭的丰富、廉价的资源库。在我国，秸秆除了少部分被利用外，大部分以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大污染和浪费，而且这种直接燃烧的方式热效率很低，只有 10%左右，如果将他们转化成气体或液体燃料（酒精、氢气、柴油等） 。热效率可达 30%以上。这样不但缓解人类所面临的资源危机，能源匮乏，食物短缺，环境污染等一系列问题，也为人类持续发展提供了一个新的希望。2 项目概述本项目以丰富
5、廉价的秸秆资源为原料，采用科学、先进、可行、可操作的成熟技术路线和技术成果，利用自主构建的原料处理、糖化和发酵的高效工程菌，建立优化整合的多项创新的关键技术、共性技术和生物反应器技术的工艺流程，实现秸秆高效转化，进行产业化、规模化的生物液体燃料乙醇生产及副产物的深加工利用。按照国家标准车用乙醇汽油（GB 18351-2004） ，用秸秆为原料，规模化、产业化生产生物液体燃料乙醇。项目总投资人民币 5 亿元，五年内实现年生产 50 万吨规模，总的生产成本控制在每顿燃料乙醇2500 元左右，实现企业年产值 20 亿元，获得年利税 7.5 亿元。该技术工艺还可以用于利用其它植物资源生产燃料乙醇。二、
6、 项目的社会意义作为一项战略决策，利用可再生资源的秸秆开发生物液体燃料乙醇，将 10%左右的乙醇掺入汽油中，配制城燃料乙醇汽油，不仅可以代替有致癌作用的 MTBE，提高动力，还将进一步减少一氧化碳的排放，减少环境危害。推广使用乙醇汽油，不但可以缓解石油资源紧张，保障国家能源安全，有利于经济发展、社会发展和国防安全，还可以解决诸如农林产品废弃再利用、农民增加收入、环境恶化、新的产业群的兴起和就业等问题。我国人多地少，可耕地有限，现有耕地的粮食生产和供给任务已经异常艰巨。以可再生的丰富而廉价的秸秆替代我们本来就短缺的粮食来生产液体燃料乙醇，对进一步保障国家的粮食安全更具有现实和长远的意义。乙醇作为
7、一种可再生的循环资源，不仅是一种新兴的清洁能源，作为车用燃料，燃料电池的燃料，还可以生产乙烯，支撑“后石油时代”的石化工业。这是一个具有长期发展前景的产业，可以预料，乙醇产业很可能在本世纪成为新兴基础产业。三、 项目的基础原理和技术路线及生产工艺流程1、 基础原理秸秆主要由植物细胞壁组成，细胞壁基本组成是纤维素、半纤维素、木质素和其它物质，纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维占秸秆总重量的 70%-90%。秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素各占的比例，随植物来源的不同或植物不同部位是有差异的，总的来说，大概比例为，纤维素 30%-50%，半纤维素 20%-35%，木
8、质素 20%-30%，灰份 0-15%。纤维素是葡萄糖苷键连接的直链多糖，多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维，半纤维素主要是木糖以及少量阿拉伯糖，半乳糖、甘露糖组成，而木质素是以苯丙烷及其衍生物为基本单位构成的高分子芬香族化合物。植物纤维原料制取燃料乙醇包括 4 个工艺过程：木质纤维原料的预处理，分离或脱除木质素；纤维素和半纤维素的糖化；糖化产物的戊糖和己糖的发酵；酒精蒸馏。由于戊聚糖占植物纤维原料干重的10%40%，植物纤维原料水解液中含有戊糖（主要是木糖）和己糖（葡萄糖） ，其中戊糖占 30%左右。因此，戊糖、己糖同步转化成乙醇是决定植物纤维素原料制取酒精经济可行的关键之一。以上四个工艺
9、过程又构成了产业化、规模化开发生物液体燃料乙醇的关键和瓶颈，也是全世界都在努力攻克的重大课题。纤维素和半纤维素糖化产物葡萄糖和木糖产生乙醇的总化学反应式如下：C6H12O6 + ADP + PI-2C2H5OH + 2CO2 + ATP3C5H10O5 + 3ADP + 3PI-5C2H5OH + 5CO2 + 3ATP葡萄糖酒精发酵的理论得率为 0.51 克酒精/克葡萄糖，酵母木糖代谢产生酒精的理论得率为 0.46 克酒精/克木糖。目前，利用可再生的植物纤维资源制取燃料乙醇，存在的主要问题是生产成本和投资成本偏高，包括纤维素酶成本、发酵酶成本、投资设备设施成本、能源消耗和加工成本等较高，此外
10、，达到产业化水平的优化集成的技术路线、工艺流程和相关创新技术还未真正建立。因此，经济效益、社会效益和环境效益还未能充分显现。强化生物高新技术的研发力度，选择性能优良的各类型菌种、菌株和工程菌，加速过程生物学和配套设备设施的研发，以及进一步优化完善技术路线、工艺流程和若干关键技术方法，进一步降低生产成本和投资成本，是未来该项目既定的目标和努力方向。2、 项目的技术路线秸秆预处理 纤维素 半纤维素 木质素 葡萄糖 木糖半乳糖等 酒精 燃料（不能转化为酒精）图 1 秸秆转化城液体燃料乙醇的技术路线简图3、 项目的生产工艺流程秸 秆组分分离预处理新技术系统 纤维素和半纤维素等 木质素 工程菌生物反应器
11、糖化新技术系统工程菌生物反应器糖液发酵新技术系统生物反应器分离纯化新技术系统 主产品酒精 副产品 1 副产品 2图 2 秸秆转化成液体燃料乙醇的生产工艺流程简图四、 项目产品的质量标准、生产规模和投资预算1、 产品质量标准本产品生产的质量标准将完全按照燃料乙醇的理化指标，达到国家法规规定的车用乙醇质量标准。我国已经公布车用乙醇汽油（GB 18351-2004）国家标准，其中按体积百分比掺有 10.0%2.0%的车用燃料乙醇。项目的产品质量标准见下表 1.表 1 燃料乙醇理化指标表（附石油相关指标供对比）序号 理化项目 乙醇 石油1 化学分子式 C2H5OH C4-C122 物理状态 液体 液体
12、3 密度（20，g/ cm 3 ） 0.789 0.70-0.764 含氧量（%） 35 05 辛烷值（RON） 111 90-986 理论混合气热值（kj/kg） 2977 29397 热值比 0.61 1乙醇汽油的使用，将减少汽油的用量；乙醇汽油燃烧更充分，能减少一氧化碳的排放量，减少大气污染，保护环境；乙醇的辛烷值和混合气热值较石油高，将不会影响车用动力。随着产品的继续发展，质量进一步提高，将会获得性能更好、价格更便宜的乙醇汽油。2、 项目产品生产规模本项目用粮食作物秸秆为原料，按照国家车用乙醇汽油标准，生产生物液体燃料乙醇，实现总的年生产规模 50 万吨。按照供求需要和销售便利，在交通
13、方便的原料主产地分散建立 10个年产 5 万吨左右的燃料乙醇生产基地，基本建设期 2 年，第三年生产 15 万吨，第四年生产 30 万吨，第五年达到设计目标，年生产燃料乙醇 50 万吨。3、 项目总投资预算项目总投资人民币 5 亿元。固定资产投资 3.0 亿元，流动资金1.5 亿元，技术投入资金 0.5 亿元。五、 经济效益分析1、 生产 1 吨产品总成本产品总成本包括直接生产成本和经营成本两个部分。直接生产成本包括（1）能源， （2）原料， （3）加工、包装和储运， （4）劳务费；经营成本包括（5）固定资产折旧费， （6）贷款利息， （7）管理费用，（8）销售费用。生产 1 吨燃料乙醇的总成
14、本见表 2.表 2 生产 1 吨燃料乙醇产品总成本分解表序号 项目 金额（元） 备注直接生产成本 20801 能源 40 变动成本2 原料（包括主料、辅料和易耗品） 1000 变动成本3 加工、包装和储运 1000 变动成本4 劳务费 40 变动成本经营成本 4205 固定资产折旧维修费（以五年完成折旧计） 200 固定资本6 管理及技术服务费用（包括创新研发费用） 90 固定资本7 销售费用 90 固定资本8 贷款利息 40 固定资本1 吨产品总成本 2500生产 1 吨燃料乙醇的总成本是 2500 元人民币。2、 燃料乙醇销售价格我国目前燃料汽油的销售价格每顿 6000 元，根据国际市场石
15、油价格的动荡变化，仍有上升的空间，因此我们把每顿燃料乙醇的出厂价格定位在每顿 4000 元是完全可以接受的。3、 经济效益计算生产 1 吨燃料乙醇的总成本是 2500 元人民币，每顿燃料乙醇的出厂价格定位在每顿 4000 元，这样，每生产 1 吨燃料乙醇可以获得1500 元的利税，实现每年 50 万吨的产品生产规模后，总产值达 20亿元，可获得利税 7.5 亿元。以上计算是在加入了经营成本后实现的利税，经营成本中，已经包括了对投资的逐年（五年期）回收，包括了继续研发的技术费用，因此该项目不会出现投资风险和可持续发展危机。由于本产品的质量标准按照燃料乙醇理化指标生产，达到国家车用乙醇质量标准。产
16、品的生产和销售得到国家政策和国家法律的保护和支持，因此，经济效益是能得到保障的。这里的经济效益计算不包括副产品深加工所获得的利润和技术所获得的只是产权所产生的利润以及国家对生物液体燃料乙醇产业的资助。此外，一亩地的粮食秸秆被处理，农民需要花费大约 50 元，现在变废为宝，反过来给农民每亩地的秸秆 100 元的原料补偿，这样每亩地农民实际增加收入 150 元左右，这样一笔经济效益帐也是非常巨大的。六、 技术依托单位及技术优势1、 技术依托单位技术依托单位是“生物工程研究院” 。2、 技术优势（1） 人才优势生物工程研究院现有留美资深学者、教授 7 人（郑国锠院士、吴伯骥教授、崔亚亚教授、张世瑜教
17、授、覃章铮教授、孙国朝教授、陶宗娅教授） ，博士 5 人（郭骁才博士、张珏博士、杨建新博士、董微博士、郭鲁红博士） ，硕士 6 人（曹茂林、郭卫红、袁水泉、李新德、林燕、崔盛） ，还有 10 余名本科大学生和技术人员。（2） 技术优势经过多年的研究和积累，研究院科技人员在植物纤维资源制取燃料乙醇的原料前处理、糖化、发酵和乙醇蒸馏四个关键瓶颈工艺过程研究中，创新性地建立了组分分离预处理新技术系统、工程菌生物反应器糖化新技术系统、工程菌生物反应器糖液发酵新技术系统和乙醇分子蒸馏生物反应器新技术系统，设计了新的工艺流程，配套了若干系统集成的相关新技术和新设施设备，利用基因工程手段和独创的负调控基因技
18、术构建了前处理、糖化、发酵环节的生物工程菌，大幅减少了设施设备投资，提高了转化效率，节省了原料、辅料和能源，显著降低了生产成本，将秸秆纤维资源制取生物液体燃料乙醇推进到产业化水平。（3） 厚积薄发的研究实力研究院集中了一批多年从事生命科学研究的创新性人才，他们在多个方面都有厚重的积累，使“秸秆纤维资源制取生物液体燃料乙醇”项目的研究一直处于不断更新和自我挑战中，从而为该项目的产业化发展提供了技术和可持续发展保障。七、 项目可行性分析1、该产业化项目及其产品的生产和销售得到国家政策和国家法律的保护和支持，符合国家产业政策。2、相关技术成果创新性强、先进、成熟、可行、可操作，为项目的产业化发展提供
19、了技术和可持续发展保障。3、可再生的秸秆资源丰富，是生物液体燃料乙醇产品生产的稳定廉价原料。4、项目技术依托单位具有人才优势、技术优势、研发实力和成熟成果积累，为该项目的发展提供了技术和可持续发展保障。5、该项目的产业化生产，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。6、该项目的产品乙醇的未来市场是非常广阔的，这是一个有着巨大发展潜力的新兴基础产业。7、该产业化项目已经将投资风险、技术风险、市场风险和可持续发展危机降到了最低程度。八、结论通过以上分析，该项目的科学性、可行性、可操作性强，是一个科技含量高的优秀的成熟产业化项目，建议尽快组织“秸秆转化生物液体燃料乙醇产业化项目”的立项和实施。柏华国际农业发展（北京）有限公司2010/11/1
