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日本生物乙醇生产及其应用进展

2010-04-09 08:48:16 国际能源网

日本已承诺遵从京都议定书协议,2008~2012年间使其温室气体排放比1990年水平降低6%。2005年4月,日本内阁会议也承诺从2010~2011年财年(4月至3月)起消费相当于50万千升/年原油的生物燃料,以有助于实现其京都议定书承诺。

日本将开展一项新的环保计划,4年内让国内40%的汽车改用生物燃料,以减少温室气体的排放量,同时减轻对外国石油的依赖。日本的能源消耗量中,车辆耗油量占了近20%。日本的石油几乎完全从中东进口,在油价高涨之际,这是很大的经济负担。据报道,日本环境部计划利用冲绳附近宫古岛上种植的甘蔗来生产乙醇,到2009年宫古岛上所有车辆将使用乙醇汽油混合燃料。按照日本政府指导准则,混合燃料要包括3%的取自生物质(如甘蔗或木屑)的成分。日本政府期望到2010年日本国内40%的车辆能够使用生物燃料。

1. 加快推行ETBE

日本销售的汽油自2007年4月起掺混乙醇。

日本石油协会(PAJ)2008年3月20日表示,日本炼制商制定目标,旨在到2013年3月底的财年,将使用生物燃料替代50万千公升/年石油当量燃料。到2013年,日本炼制商将使2010年替代21万千公升/年的初期目标翻一番多,以使炼制工业减少二氧化碳排放。日本炼制工业使用乙基叔丁基醚(ETBE)与汽油进行调合。

ETBE (C6H14O)是含氧汽油生物燃料组分和醚类,由乙醇(47v% )和异丁烯(53v%)生产。异丁烯来源可包括来自炼油厂和蒸汽裂解装置的裂解原料,或来自于通过脱氢或脱水过程的化学装置。

ETBE的高辛烷值、低沸点和低蒸气压使其成为多功能的汽油调合组分,使用ETBE可使炼制商满足其对辛烷值和生物组分的需求。

日本己认定,ETBE(乙基叔丁基醚)与汽油调合作为含氧化合物燃料可使汽油更清洁燃烧。ETBE由乙醇与异丁烯生产,但可解决较多地使用乙醇会增大汽油挥发度问题。

2007年初,日本试销调有乙基叔丁基醚(ETBE)的汽油,ETBE是由生物质乙醇制取的汽油添加剂。

在日本,乙基叔丁基醚(ETBE)现已处于中规模推行阶段,日本石油协会的石油炼制者协会于2007年1月27日组建进口ETBE合资企业。该合资企业于3月从法国进口3000千公升ETBE,将其调合入日本最大的炼制商日本石油公司1700万吨/年Negishi炼油厂的汽油中,该1700万吨/年炼油厂位于横浜。并于4月17日调合ETBE的汽油在日本东部关东地区(包括大东京地区)的50个加油站出售。到2008年3月的财政年度,该炼油厂出售14万公升(88.046万桶)含ETBE的汽油。到2009年在1000个加油站销售含有ETBE的汽油。

日本石油协会(PAJ)宣布,于2007年7月25日,日本东部的日本石油公司1700万吨/年Negishi炼油厂继续从欧洲进口7500千公升(47174桶)乙基叔丁基醚(ETBE)。该炼油厂已从法国进口了7800千公升ETBE。

作为中规模推广的一部分,PAJ在2007~2008年财年在汽油中调入总量为12000千公升的ETBE,并到2010~2011年大规模推行调合ETBE的汽油,届时将占汽油销售总量的20%。

2006年日本汽油需求量约为105万桶/天。日本使用乙醇和ETBE的目标是,根据京都议定书要求,到2008~2012年使温室气体排放比1990年减少6%。日本也在2010年使用50万千公升原油当量的生物燃料,以执行京都议定书要求。

日本最大的炼油商日本石油公司于2007年4月初宣布,使其10万吨/年MTBE生产装置改产,并于2009年秋季生产ETBE(乙基叔丁基醚)。日本石油公司使其使用ETBE作为汽油添加剂,到2009~2010年达到20万千公升(126万桶)。比2008~2009年计划用量1.6万千公升大有提升。据日本METI估算,日本2006年汽油需求量约为105万桶/天。日本生物燃料供应公司于2007年4月27日在东京和邻近地区的50个加油站出售含7%ETBE的调合汽油,2010~2011年将全面推行调合ETBE的汽油。

据日本经济、贸易和工业省2008年3月中旬的调查,日本炼制商2012年将调合高达50万千公升/年(314万桶/年,即8616桶/天,相当于37万吨/年)ETBE(乙基叔丁基醚)。50万千公升/年ETBE目标将比2008年初调合21万千公升/年ETBE高出138%。日本于2006年决定,将ETBE作为汽油调合组分的比例从2010年起提高到7%。日本正在推进汽油中掺合使用乙醇和ETBE,以便为遵循京都议定书至2008~2012年比1990年水平减少温室气体排放6%。2005年4月,日本也提出到2010~2011年财年消费生物燃料相当于50万千公升/年原油,以符合其对执行京都议定书的承诺。

日本农业部于2007年2月表示,日本增加作为关键的可再生燃料乙醇的生产,以减少日本对进口汽油的依赖,到2030年乙醇生产量将提高到600万千公升/年。主要通过扩大使用甘蔗、小麦和其他谷物原料,以及开发纤维素乙醇技术来达到。乙醇生产目标约为3800万桶,相当于360万千公升汽油,亦即占日本现汽油年需求量约6%。2006年日本仅生产乙醇30千公升。日本政府决定到2010年用生物燃料代替约50万千公升/年的车用汽油。

由10家日本炼制商组成的合资企业日本生物燃料供应公司(JBSL)利用日本西部的进口终端加快进口ETBE(乙基叔丁基醚)。JBSL已与美国莱昂得尔化学公司签署长期合约,自2010~2011年财年进口ETBE。JBSL将自2010~2011年起向汽油中调入84万千升(528万桶)ETBE。JBSL与利安德化学公司签署的协议将在至少5年内可获得60万~70万千升/年ETBE。JBSL与巴西乙醇生产商Copersucar签署的协议将在2010~2011年财年进口20万千升/年(126万桶)乙醇。JBSL与Copersucar已签署协议,使乙醇运送至利安德(现利安德巴赛尔)公司在美国的工厂,生产ETBE后运往日本。

日本Sojitz公司于2008年12月底宣布,根据合约,从巴西Braskem公司购买乙基叔丁基醚(ETBE)。Sojitz公司已于2009年开始销售ETBE,旨在日本出售15万千升/年ETBE,于2010年销往欧洲。Braskem公司在巴西南部Rio Grande do Sul省拥有22万千升/年ETBE生产装置。

日本科莫斯石油(CosmoOil)公司宣布,2011年后将把其仙台炼油厂的一套装置改造成乙醇基汽油添加剂乙基叔丁基醚(ETBE)生产装置。科莫斯也将成为日本石油公司之后第二家将现有甲基叔丁基醚(MTBE)装置改造成ETBE装置的炼油商。科莫斯石油公司称,科莫斯和日本纸化学公司最多只能用造纸残渣生产1万千升/年(6.3万桶)乙醇。而且比起乙醇来,日本石油公司喜欢ETBE,因为ETBE不要求改变分销网络。作为日本第四大炼油商,科莫斯石油除计划建设ETBE装置外,还从2009年4月开始改造其1700桶/天的MTBE装置。科莫斯从日本生物燃料供应公司(JBSL)获得原料乙醇。据了解,日本石油公司将其根岸(Negishi)炼油厂的1套MTBE装置改造成ETBE装置,并于2009年投运。该公司2007年开始在某些零售市场开始出售掺有ETBE的汽油,并从2010年起在日本全国范围内销售ETBE掺混汽油。2010年日本在汽油中掺混ETBE 84万千升/年(含有36万千升生物乙醇)。

日本加快推进乙醇和ETBE生产与销售。日本生物燃料供应公司(JBSL)于2009年2月26日与当地两家供应商签署2009~2010年财年购买日本生产的乙醇协议,以用于生产乙基叔丁基醚(ETBE)作为汽油调合组分。

JBSL指定北海道生物乙醇公司为供应商,该公司于2009年4月开始在日本北部生产1.5万千升/年(260桶/天)甜菜基乙醇。

日本石油公司和科斯莫石油公司已将其MTBE生产装置转产ETBE。日本石油公司在日本东部的1700万吨/年根岸炼油厂于2009年秋季生产10万吨/年ETBE,而科斯莫石油公司于2010年1~3月在日本西部400万吨/年堺炼油厂生产9万千升/年(1551桶/天)ETBE。

JBSL接受日本石油协会(PAJ)要求推行含7%ETBE的调合汽油,9家日本炼制商都是日本石油协会的成员。该指导性计划于2009年4月调合20万千升(kl)/年(3450桶/天)ETBE。日本汽油中调入ETBE已由2007~2008年财年1.2万千升、2008~2009年财年1.6万千升提高到2009年4月20万千升。PAJ要求到2010~2011年财年(4月至3月)调合84万千升/年ETBE。

日本生物燃料供应公司(JBSL)于2009年6月12日与在北部北海道的国内二家生物乙醇生产商签约,购买5万~8.2万桶生物乙醇。这些生产供应的生物乙醇用作生产乙基叔丁基醚(ETBE)的原料,ETBE用于与汽油调合。北海道生物乙醇生产商Oenon公司和北海道生物乙醇公司与日本一些炼制商的合资企业签约从2009年9月至2010年3月的生物乙醇供应合同。

日本一些石油公司于2007年在零售市场出售调合有ETBE的汽油,计划自2010年起在全国销售用ETBE调合的汽油。届时,石油工业每年调入84万kl ETBE,汽油含有36万kl生物乙醇,至此,生物燃料调合物将占日本汽油年需求量100万桶/天的20%。

日本于2009年6月中旬完成了一项计划,到2020年将消费60万千升/年(377万桶/年)原油当量的生物燃料,作为京都议定书承诺后的一个新目标。日本新制定的乙醇消费计划,将在2020年前与2005年相比,削减温室气体排放量15%,较1990年排放量减少8%,不过新目标消费60万千升/年生物燃料仍低于政府建议的使用200万千升/年。

日本正在朝着使用乙醇和乙基叔丁基醚(ETBE)方向努力,兑现其在2008~2012年减少温室气体排放量的6%的承诺。在目前的计划下,日本石油协会仍然致力于在汽油中调合进84万千升/年乙基叔丁基醚(ETBE)。

利安德巴赛尔公司于2009年8月19日宣布发展新业务:生物基乙基叔丁基醚(生物ETBE),它是从生物乙醇和异丁烯生产的生物燃料,可用作汽油添加剂,生物ETBE应用近期大大增长,尤其在日本需求强劲。为满足需求的增长,利安德巴赛尔公司于2009年第四季度将美国得克萨斯州Channelview 的原甲基叔丁基醚(MTBE)装置转产生物ETBE。该装置产品供应给日本。利安德巴赛尔公司全球的燃料级醚类产能已超过300万吨/年,生产装置包括荷兰鹿特丹和法国Fos-sur-Mer。

日本最大的炼油企业新日本石油公司(Nippon Oil Corp.)2009年10月26日表示,该公司建成了国内第一座以乙醇为基础的生产汽油添加剂乙基叔丁基醚(ETBE)装置。新日本石油公司计划从2010年起在全国市场上销售这种燃烧时比普通汽油更加干净的ETBE混合汽油,并计划占据日本全国年汽油需求量的20%。新日本石油公司打算每年混合84万公升的ETBE,内含36万公升的生物乙醇。日本的石油公司早在2007年就在东京地区的一些加油站里开始出售ETBE混合汽油。新日本石油公司建在位于横滨市根岸炼油厂的这一装置具有年产10万公升(1700桶/日)ETBE能力,这个ETBE制造装置从2009年11月底起开始商业生产,它主要加工来自日本北部北海道生产的生物乙醇。

全日本石油炼制商于2010年1月11日宣布,于2010年财年(至2011年3月)生产乙基叔丁基醚(ETBE)调合的生物汽油。ETBE将继续占最终燃料超过1%。预计这种燃料销售将包括东京在内关东地区的全部汽油。ETBE的高辛烷值、低沸点和低蒸气压使其成为多功能汽油调合组分,使炼制商可应对其辛烷值和生物组分的双重需求。日本石油公司是日本生产ETBE的第一家炼制商。日本石油炼制商预计于2010年财年消费84万千升(2.22亿加仑)ETBE,将为2009年财年(至2010年3月)的4倍多。预计将占汽油总销售量的1%。

2. 加快进口乙醇

日本国际银行公司(JBIC)与巴西石油公司(Petrobras)于2007年3月初签署80亿美元协议,以支持巴西向日本出口乙醇。Petrobras向日本供应乙醇预计每年为30亿公升,使日本进口巴西乙醇将达近90%。2006年,巴西出口乙醇34亿公升,其中小于7%即2.254亿立升出口到日本。

日本三菱公司于2007年3月底与巴西Grupo Sao Martinho公司签署了30年的乙醇供应合同。按该合同供应的乙醇燃料将相当于日本年乙醇需求总量约15%。三菱公司在Grupo Sao Martinho公司的子公司Usina Boa Vista公司将持有10%的股份,从而成为在巴西乙醇生产商中参与直接投资的第一家日本公司。

三井商社与巴西国家石油公司已签署协议组建各持股50%的合资企业日本巴西生物能源综合公司,将向日本市场供应乙醇。

为顺应这一变化,日本汽车制造商已在开发使用生物乙醇燃料的汽车,使之减少对汽油的消费。日产汽车公司已接受日本政府的委托生产使用E10(掺10%乙醇)汽油的汽车,而丰田汽车公司接受日本政府的委托生产使用汽油-生物乙醇混合燃料汽车。

日本农业联合体协会计划到2009年1月起在日本西北部开始出售3.3万立方米/年(20.7562万桶)E3调合汽油(含3%乙醇的汽油),作为日本中型规模推广乙醇汽油的一部分。作为该项目的一部分,该协会计划于2008年5月在西北部Niigata建设以稻米为原料的乙醇装置,年产能为1000立方米。日本目标是2008~2012年间温室气体排放比1990年减少6%,包括到2010~2011年消费50万立方米/年生物燃料的目标。

日本伊藤忠贸易株式会社与巴西国家石油公司Petrobras将合作生产以甘蔗为原料的生物乙醇,于2010年起向日本出口。作为计划的一部分,伊藤忠与Petrobras将在巴西东北Pernambuco州建设5~7座炼制厂,计划生产27万立方米(7130万加仑)/年生物乙醇。主要出口至日本,出口营业收入预计将达10亿美元。

巴西石油公司Petrobras与日本三井集团于2008年4月初组建销售生物燃料合资企业。该企业名为日本-巴西生物能源公司,旨在将巴西甘蔗乙醇销售到世界市场,尤其是向日本供应乙醇。日本需求工业乙醇将达到3亿升/年。该合资企业将建设从巴西Goias州的Senador Canedo到Paulinia长度为1150km的乙醇管道。

巴西加快向日本出口乙醇。巴西国家石油公司Petrobras于2008年8月中旬已开始向日本销售乙醇。Petrobras通过与日本醇类贸易公司各持股50%组建的合资企业巴西-日本乙醇公司销售乙醇,截至2008年8月中旬,巴西-日本乙醇公司已向日本醇类贸易公司销售了1.5万千升(94347桶)乙醇。巴西-日本乙醇公司计划到2008年底再向日本醇类贸易公司供应2.5万千升乙醇。到2009年乙醇销售量将提高到10万千升。巴西-日本乙醇公司在韩国东南部蔚山拥有中规模乙醇贮罐。

2008年7月,Petrobras与日本三井公司和巴西乙醇生产商Italuma公司签署了建设其第一套乙醇装置协议,在巴西Goias州Italuma建设2亿升/年乙醇装置。合作伙伴将使其于2009年下半年初步投产,计划自2013年起使最大生产量达2亿升/年。上述公司将使该装置生产的全部乙醇销往日本。

巴西糖类和乙醇生产商Cosan公司于2009年7月15日与日本三菱公司签署为期3年的向日本出口乙醇合同。据Cosan公司称,乙醇出口将达8000万升(2100万加仑)/年,将用于生产乙基叔丁基醚(ETBE)。Cosan公司现生产乙醇能力为23亿升/年,其乙醇生产量约20%出口到欧洲、美国和亚洲。

3. 乙醇利用与自主生产

作为世界第3大石油消费国,日本现尚未使用乙醇汽油,现颁布的法规已允许国内汽油分销商出售调有3%乙醇的汽油(E3)。

如果日本推行在汽油中调合6%~10%乙醇,则日本乙醇消费量到2010~2011年将会提高到60亿~70亿升/年。然而,由于乙醇可用量的限制,日本在汽油中现调合3%乙醇,消费量还较低。大多数消费为政府资助的一些中型项目。按照目前的法规,迄今炼制商在汽油中可调合高达3%的乙醇。

为了更有效地将乙醇燃料推向市场,日本北海道积极为该种燃料争取更优惠的政策。北海道向中央政府申请一项地区性的优惠政策,降低该地区混合乙醇燃料税收标准。在《京都议定书》中,日本政府作出承诺,在2010年前将生物燃料在能源总量的比重提升,在2010年财政年使用价值50万公升原油的生物燃料。然而生物燃料的成本较高,推广较难,日本政府想要履行承诺必须加大政策力度。北海道是日本地区生产乙醇燃料的主要区域,日本最大的乙醇燃料厂就建设于此。生产旺盛更需要广阔的市场作为支撑,为了让成本较高的乙醇燃料在同常规燃料的竞争中更显优势,北海道决定向政府申请更优惠的税收政策。与以往不同,此次北海道申请的是地区性的特殊政策,提议将日本按照能源环境的不同划分为若干区域,对各个地区的生物燃料实行程度不同的税收政策。

日本经济产业省、新日本石油公司、丰田汽车公司和东京大学等产官学机构联合议定,拟于2015年前在日本实现年产20万千升低价生物燃料的量产目标。生产生物燃料所使用的原料将以禾本科植物和柳树为主。在日本南部生长有众多的禾本科蔗茅属草,它们将作为生产生物燃料的首选原料,3年左右时间即可收获的柳树、白杨等阔叶树为候补原料。由于原料栽培种植的费用很低,日本生物燃料的成本将大大降低,与进口乙醇相比具有很强的竞争力。据测算,在半径7公里的土地上种植禾本科植物每年可收获130万吨原料,能生产10万至20万千升生物燃料,未使用的农业用地也可得到有效利用。在2008年3月底召开的“生物燃料技术革新协议会”上,各方根据这个目标制定具体生产计划。

日本化学工程和机械公司、三荾公司和Kirin Brewery公司于2007年7月底宣布,组建财团在日本清水建设生物乙醇装置。投资为60亿日元(4900万美元)的装置生产1.5亿千公升/年生物乙醇,装置于2009年3月投产。该生物乙醇装置以甜菜和小麦为原材料。

 




责任编辑: 中国能源网

标签:日本 生物乙醇