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燃料乙醇发展趋势及石油化工企业对策

2019/08/22 阅读:

摘要:发展燃料乙醇与推广乙醇汽油符合世界能源发展趋势,是公认的突破能源和环境约束、有效增加清洁能源供给、解决三农问题、实现经济社会可持续发展的战略性举措。本文介绍了燃料乙醇和车用乙醇汽油的现状及发展趋势,分析了2020年我国车用乙醇汽油推广基本覆盖全国对石油化工企业的影响,在此基础上针对我国石油化工企业现状提出了相应建议与发展措施。

关键词:燃料乙醇;乙醇汽油;石油化工企业的影响;应对建议

近年来,随着化石能源的日益枯竭和生态环境的日益恶化,构建清洁、高效、安全、多元的能源供应体系已成为全球共识。燃料乙醇作为一种公认的重要清洁可再生能源,近年来获得了稳步发展,燃料乙醇消费量从2005年的3628万吨[1]增加到2018年的8571万吨[2],年均增长6.8%。全球已有40多个国家和地区推广使用车用乙醇汽油,年消费乙醇汽油约6亿吨,占全球汽油消费总量的60%左右[3]。全球燃料乙醇生产和消费国前2位国家分别是美国和巴西[4],其中美国主要以廉价的转基因玉米为原料,2018年燃料乙醇总产量为4800万吨,E15车用乙醇汽油已实现全覆盖。巴西主要以资源丰富的甘蔗为原料,2018年燃料乙醇总产量为2500万吨,主要通过高比例掺混(27%)利用,巴西燃料乙醇替代了该国50%的汽油。未来,随着纤维素燃料乙醇的工业示范成功,燃料乙醇发展会进入一个全新阶段。美国可再生燃料标准2(RFS2)要求,到2022年美国供应的燃料中可再生生物燃料360亿加仑,其中玉米乙醇150亿加仑,先进纤维素生物燃料160亿加仑。巴西政府规划到2024年将巴西乙醇产量从现在的285亿升提高到439亿升。届时,巴西的燃料乙醇用量将远远超过汽油用量(目前二者用量接近)。

1我国企业燃料乙醇发展现状

1.1我国燃料乙醇及车用乙醇汽油发展现状及趋势

我国已形成完整的燃料乙醇与车用乙醇汽油产业体系,成为了全球第三大燃料乙醇生产和消费国。2018年底,我国以玉米和小麦等粮食、木薯、玉米芯等纤维素原料完成了322万吨燃料乙醇产能[5],据亚化咨询统计,我国在建和规划中的燃料乙醇项目数量超过30个,总产能超过600万吨/年。拟在建的燃料乙醇项目,超过半数位于中国的东三省,即辽宁、吉林和黑龙江。除西藏、新疆、贵州等省份尚未公布燃料乙醇项目外,中国大部分省份都已建成或规划建设燃料乙醇项目[6]。2018年,我国燃料乙醇产销量近300万吨左右[2],调合生产的乙醇汽油约占同期全国汽油消费总量的20%。我国已有13个省(区)在试点推广E10车用乙醇汽油,范围包括黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西6个省(区),天津市、湖北9个地市,山东7个地市,河北6地市,江苏5个地市,内蒙古的3盟市,广东省湛江市。2017年9月,国家15部委发布的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》明确要在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,到2020年基本实现全覆盖。按中国石油集团经济技术研究院预测的2020年中国汽油消费量1.57亿吨测算,届时我国燃料乙醇年利用量将达到1570万吨左右[1],我国燃料乙醇生产能力缺口巨大。燃料乙醇资源在一段时间内仍然是我国一种稀缺的优质可再生燃料。

1.2我国石油化工企业发展燃料乙醇及车用乙醇汽油现状

我国发展燃料乙醇及车用乙醇汽油采用按照“定点生产、定向流通、封闭运行”的模式,石油化工企业在该行业发展中扮演着重要的角色。在燃料乙醇生产方面,基本上就是“粮食企业+石油化工企业”,石油化工企业控股或参股建成燃料乙醇产能占我国燃料乙醇总产能的60%以上,其中中国石油控股建设了吉林燃料乙醇项目,中国石化参股建设河南天冠、中粮生化(安徽)、广西中粮3个燃料乙醇项目,其中广西中粮燃料乙醇项目是全球第一套以木薯为原料的非粮燃料乙醇项目。在车用乙醇汽油生产和销售方面,由于国家推广车用乙醇汽油时要求依托现有成品油销售网络,防止重复建设,而石油化工企业拥有完善的成品油销售体系,其中中石化和中石油的加油站约占全国10万多座加油站的49%,石油化工企业自然而然成了我国车用乙醇汽油配送中心建设和经营、乙醇汽油销售的主力,比如中石化销售的乙醇汽油约占我国乙醇汽油销售总量的50%[7]。此外,石油化工企业在标准起草、产业政策制定、技术研发和燃料乙醇进口贸易试点等方面做了大量卓有成效的工作,为燃料乙醇及车用乙醇汽油产业发展做出了重大贡献。起草变性燃料乙醇国家标准、车用乙醇汽油国家标准等多项国家标准已由国家发布实施,变性燃料乙醇结算价格研究成果被纳入国家发改委2004年印发的《车用乙醇汽油扩大试点方案》实施多年[8]。

2燃料乙醇及车用乙醇汽油发展对我国石油化工企业影响

燃料乙醇及车用乙醇汽油对石油化工企业的炼油能力和加工方案、油品销售、企业可持续发展等均有较大影响。

2.1对炼油和化工企业影响

燃料乙醇及车用乙醇汽油的发展将会改变炼化企业现有的汽油生产装置配套格局,提高整个炼油行业的成本。其一,将会加剧炼油产能过剩的矛盾,我国现有炼油能力8亿吨左右,产能利用率不到75%,如果E10车用乙醇汽油在我国全覆盖,我国每年将新增1600万吨左右的汽油替代,按汽油收率25%计,将使我国炼油产能利用率再次下降8%;其二,会影响调合组分油的生产。取缔使用MTBE后,炼厂汽油池辛烷值资源发生重大改变,调合过程中辛烷值与蒸气压需求间矛盾更加尖锐,表现为汽油池辛烷值资源分布更不均衡,汽油池蒸气压可调节范围更窄。由于水分混入将影响乙醇汽油的储存安定性,油品质量控制要求更高[9]。三是影响现有MTBE及在建装置。车用乙醇汽油E10要求不得人为加入除乙醇外的其他有机含氧化合物,导致MTBE无法加入车用乙醇汽油[10]。据亚化咨询报道,2017年中国MTBE生产企业超过200家,生产能力约2000万吨/年,产量约1166万吨,开工率为58%,表观消费量为1179万吨,其中用于调油的量占总消费量的95%。2020年车用油醇汽油推广全国覆盖后,需要为调汽油用的MTBE寻找新的出路。按照10万吨/年MTBE装置需投资5000~8000万元计算,如果国内MTBE产能的90%闲置,将造成1000亿以上资产需要盘活。其三,会影响碳四资源利用。据亚化咨询报道,在MTBE生产工艺中,有92%左右需经过中间产品异丁烯。MTBE的禁用将迫使供应MTBE装置的碳四原料寻求其他利用途径,开发高附加值利用的新技术,有效支撑企业持续发展[11]。其四,会影响树脂下游后加工[12],MTBE装置联产的聚合级丁烯-1是生产聚烯烃的单体原料之一。如果MTBE装置停产,丁烯-1没有来源,将无法生产相应的聚烯烃品种。

2.2对汽油销售的影响

一是可能会改变经销商的汽油销售市场份额。中国炼化产业的格局正在逐渐多样化,民营、外资千万吨级大型炼厂正在全国各地逐步获批、开建和投产,开始蚕食原本属于“三桶油”的市场。随着车用油品从汽油变成乙醇汽油,产品生产终端从炼油厂[13]变成了乙醇汽油调配中心,炼油厂与市场消费终端的联系更加间接化,大型央企的产品质量保证优势对市场占有率的作用将会削弱。以前我国乙醇汽油调配中心基本上都是中石化和中石油负责建设和运营的,虽然国家仍坚持要充分利用成品油批发经营企业现有油库布局建设车用乙醇汽油配送中心,但不排除民营和外资大型炼油厂开始“围剿”三桶油的同时利用其油库抢夺乙醇汽油调配中心的建设和营运权的可能性,目前山东地炼中东明石化和玉皇化工、博兴永鑫能源已获得车用乙醇汽油调和资质。一旦民营、外资炼厂获得一个地方的乙醇汽油调配中心建设和营运权,可能会改变当地汽油销售市场原来格局,为他们所产的汽油调合组分进入终端销售市场提供一个新的渠道。二会加大成品油销售企业负担,为获得充足的车用乙醇汽油资源,成品油销售企业需要改造现有仓储设施及加油站,建设车用乙醇汽油调配中心和销售网络,按全国10万个加油站和数百个油库计算,初步估算约需要投资几百亿元,将会增加成品油销售企业费用支出。另外改造可能还会存在场地大小和环境容量不足等问题。

3我国石油化工企业应对措施建议

针对燃料乙醇及车用乙醇汽油发展对我国石油化工企业存在较大影响,我国石油化工企业应及早谋划,积极应对。以下主要从燃料乙醇和车用乙醇汽油发展、石油化工企业转型发展、政策三个角度提出应对建议。一是我国石油化工企业应该高度重视燃料乙醇发展和车用乙醇汽油推广。《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》是对我国自2002年以来车用乙醇汽油试点推广工作的高度认可和肯定,要求到2020在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖。另外国家将加强对省级政府推广车用乙醇汽油监督管理职责的考核、成品油销售企业车用乙醇汽油目标完成情况的考核,确保目标和责任落实到位。由于全国范围内推广使用车用乙醇汽油后,汽车用油生产终端从炼油厂后移到乙醇汽油调配中心,这将可能会影响我国汽油销售市场格局,因此我国石油化工企业应积极布局乙醇汽油调配中心的建设和运营,积极控股或参股油品供应责任范围内的燃料乙醇项目建设和运营管理,以获得足够的燃料乙醇资源,尤其抢先开展万吨级纤维素乙醇联产高附加值化学品、纤维素乙醇联产电力工业示范,为我国纤维素乙醇大规模商业化运行提供技术支持。另外我国石油化工企业可以通过新体制机制获得国家政策支持和吸引社会资金,加快相关业务发展,继续保持燃料乙醇主要生产者和车用乙醇汽油主要供应者的地位。二是我国石油化工企业应结合自身情况,及时调整汽油质量升级方案。另外开辟MTBE装置的新出路,为原来供应MTBE装置的碳四原料(尤其是异丁烯)寻求其他利用途径。目前,我国石油化工企业已开发出应对技术,主要包括叠合-加氢生产异辛烯/异辛烷技术(中石化石油化工科学研究院、中石化齐鲁分公司研究院等拥有)、MTBE裂解制高纯度异丁烯技术(中石化北京燕山分公司、中石油吉林石化等拥有)、异丁烯法制甲基丙烯酸甲酯技术(华谊集团、万华化学、中科院过程工程研究所等拥有)、异丁烯聚合制聚异丁烯技术(吉林石化、石油化工研究院大庆化工研究等拥有)、异丁烯与异戊二烯共聚制丁基橡胶技术(埃克森美孚等拥有)5种。总体来说,叠合被认为是目前异丁烯或MTBE装置最好的出路之一,是多数企业化解困境的较优方案。其中中国石化石油化工科学研究院开发的新一代叠合-醚化联产技术可用于加氢生产异辛烷,也可不加氢作为生产乙烯、丙烯类低碳烯烃的原料,已成功在中石化石家庄炼化分公司应用[14]。企业可根据自身情况,及时调整汽油质量升级方案,在充分利用现有资源和装置设备的基础上,选择最优碳四资源利用和MTBE装置改造技术方案。此外,拓展海外调和油品市场如东南亚、南美等。三是我国石油化工企业就燃料乙醇发展和车用乙醇汽油推广向国家建言献策。我国石油化工企业参与起草的变性燃料乙醇国家标准GB18350—2013和车用乙醇汽油(E10)国家标准GB18351—2017对变性燃料乙醇和车用乙醇汽油(E10)适用范围有明确规定,变性燃料乙醇适用于以淀粉质、糖质、纤维素等原料,经发酵、蒸馏、脱水后制得并添加变性剂使其变性的燃料乙醇,车用乙醇汽油(E10)适用于在不添加含氧化合物的车用乙醇汽油调合组分油中加入一定量变性燃料乙醇及改善性能添加剂组成的车用乙醇汽油。但2019年河北省车用乙醇汽油推广方案明确燃料乙醇供应商包括河北首钢朗泽公司,该公司燃料乙醇是以钢铁工业煤气为原料采用生物法制得,与国家标准GB18350—2013不一致,建议石油化工企业一要在国家标准化管理委员会领导下,修订变性燃料乙醇国家标准,进一步明确我国变性燃料乙醇的适应范围;二要积极呼吁并参与国家完善相关扶持政策,包括纤维素乙醇财税扶持政策、纤维素乙醇补贴政策、体现乙醇减排价值的定价机制、可再生液体燃料追溯管理办法等政策,推动纤维素乙醇产业化,燃料乙醇来源可追溯和易监管。

4小结与展望

4.1我国燃料乙醇产业扩大试点已取得阶段性胜利,正在迎来新一轮发展高潮。这必将会对我国炼油、现有MTBE装置和碳四资源利用、汽油销售等产生较大影响。

4.2我国石油化工企业应高度重视,及早谋划,积极应对燃料乙醇及车用乙醇汽油发展的影响。建议石油化工企业应积极参建燃料乙醇项目和车用乙醇汽油调配中心,及时调整汽油质量升级方案,开辟MTBE装置和碳四原料(尤其是异丁烯)利用的新出路,积极向国家建言献策,以达到双赢或多赢。

参考文献:

[1]费华伟,王利宁,郝春燕,等,中国燃料乙醇发展现状及对石油行业的影响[J].国际石油经济,2017(11)40-44.

[2]刘小菲,全国人大代表岳国君建议加快车用乙醇汽油市场推广[EB/OL]

[3]郭孝孝,罗虎,邓立康.全球燃料乙醇行业进展[J],当代化工,2015(9).

[4]米多,陈金,狄焕亮.世界燃料乙醇发展现状分析[J],化学工业,2017(4):33-37

[5]张秀秀,燃料乙醇需求增长不及预期后市如何仍“一头雾水”[J].能源研究与利用,2019(01).

[6]亚化咨询发布2019年中国燃料乙醇地图,项目超30个,东三省大胜![EB/OB].

[8]张以祥,曹湘洪,史济春.燃料乙醇与车用乙醇汽油[M].北京:中国石油出版社,2004,93-114

[9]门秀杰,孙海萍,雷强,等.我国推广乙醇汽油的进展、影响及应对建议[J].现代化工,2018,38(11):8-11+13.

[10]赵在庆.燃料乙醇来了,MTBE的出路[J].中国石油和化工经济分析,2018(02):53-56.

[11]我国炼化行业需加快碳四产业链转型升级[J].乙醛醋酸化工,2018(01):42-43.

[12]花飞,曹孙辉,龚朝兵,等.全面推广乙醇汽油对炼厂的影响与应对探讨[J].石油化工技术与经济,2018,34(01):1-4.

[13]曹湘洪.我国发展燃料乙醇和乙醇汽油应注意的若干问题[J].石油炼制与化工,2001(06):7-10.

[14]中国石化石油化工科学研究院开发的选择性叠合技术工业应用成功[J].石油炼制与化工,2018,49(09):15.

作者:阳国军 单位:中国石油化工集团公司发展计划部

燃料乙醇发展趋势及石油化工企业对策

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