全球性的石油危机已经严重影响到石油进口 国的经济发展，最近国际原油价格已经突破了50 美元/桶的大关。然而，美国能源市场经济学家 菲利普.弗勒格预言:明年可能达到60美元/桶， 2006年还可能升到70美元/桶。全球性的能源 短缺及石油的不可再生性加速了我国等发展中国 家寻找石油替代品的步伐。

能源甘蔗是高生物量作物，是全世界公认的 最好的可再生的生物质能源作物之一，利用它生 产的燃料乙醇称为绿色能源。上个世纪70年代， 巴西已开始实施利用能源甘蔗生产燃料乙醇替代 石油的可再生洁净能源战略，现达到年产甘蔗乙 醇150亿L，有1/3以上的汽车完全使用乙醇。 目前巴西的乙醇价格只有汽油价格的50%，乙 醇代替汽油的空间还相当大;美国利用其丰富的 玉米资源生产燃料乙醇，主要是推广使用10% 乙醇含量的乙醇汽油，但近年乙醇混合比例有逐 步提高的趋势，目前已有22个州使用85%乙醇、 15%汽油的混合燃料，仅夏威夷州每年汽油乙醇 的用量就高达1. 75亿L;在欧洲，使用车用乙 醇汽油的比例也呈上升之势，法国已占到34%, 德国17%。

我国是能源消耗大国，位居世界第二，每年 的能源消耗占全球总量的11%，从1993年起我 国已成为石油净进口国，进口量以年均13%的 速度增长，2003年进口量达9112万t，约占全 国石油消耗量的36，进口依赖性的增强和世 界性石油危机日益成为制约我国经济发展和外交 战略的长期压力，甚至影响到国家的安全。2001 年国家公布《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》 标准，2003年在东北三省展开了乙醇汽油的试 点工作，2004年2月国家发改委联合8个部委 共同印发了《车用乙醇汽油扩大试点方案》，我 国推广乙醇汽油的速度超出人们的想象，到2005 年将在全国范围内推广。

我国目前车用乙醇汽油是变性燃料乙醇和无 铅汽油以1: 9体积混合，在加人10%的燃料乙 醇后，乙醇汽油的辛烷值大约增加了3个单位(国 外的有关报道见表1)，扩爆指数大约增加2个 单位，而汽车尾气中的一氧化碳排放量减少30% 左右。因此，乙醇汽油具有明显的环保社会效益。

表1(Table 1)

表1 汽油混合不同比例乙醇的辛烷值

表1 汽油混合不同比例乙醇的辛烷值

我国南方纬度、气候与巴西相似，发展能源 甘蔗有着得天独厚的自然资源条件，利用甘蔗生 产无水乙醇的成本比用其他作物具有明显的优 势。根据试验和测算，利用能源甘蔗生产无水乙 醇成本只有2837. 3元/t左右，低于汽油生产成 本3400元/t，而用玉米和木薯的生产成本分别 是5038. 5元/t和4259元/t。

糖业是排列在粮、棉、油之后的国计民生的 重要产业之一，由于原料甘蔗是最大宗的农作物 等行业的特殊性，糖料加工厂绝大部分分布于小 城填，糖业和综合利用的发展，对解决农业问题、 农村问题、农民问题起到了关键作用。随着我国 糖料基地的西移，我国糖业的发展与西部大开发 有着密切的联系，糖业的发展有利于民族团结和 边疆稳定，有利于我国进一步推进西部大开发的 重大战略部署。

然而，一方面，由于工厂的大规模有计划加 工生产与千家万户农民按市场调节种植甘蔗之间 矛盾的不可协调性，造成了糖产品的巨大市场风 险，不管糖价是高是低，也不管糖厂加工是盈是 亏，农民种多少甘蔗，糖厂都必须全部收购加工。 另一方面，由于白糖主要用于食品工业原料，其 价格弹性非常小，降价对需求量的影响不大，相 反稍有增产，糖价即大幅度跳水，便上演“糖丰 伤农”的惨剧，极大地损害农民和糖厂的利益。 10多年来糖业发展大起大落，1991/92年榨季， 全国产糖量791. 6万t，创当时历史最高水平(前 5年平均产糖量为:521. 2万t，见表2)，糖价 跌至1600元/t，造成企业巨额亏损和大量蔗款 白条的出现，严重挫伤农民的积极性，导致糖料 种植面积不断减少。1994/95年全国产糖只有 541. 8万t，是20世纪90年代产糖量最低水平， 糖价升至4800元/t, 1998/99年榨季产糖量达 882. 6万t，糖价跌至2000元/t，导致此后全国 糖业连续4个榨季出现亏损，累计亏损近100亿 元，企业生产经营十分困难。上个世纪90年代 后期被迫进行产业结构调整，我国原有糖厂539 家，仅1998年一年全国就关停了143家，至2003 年全国开工糖厂仅有315家，造成巨大的国有资 产损失和大批产业工人下岗。

表2(Table 2)

表2 近13个榨季我国食糖产量

表2 近13个榨季我国食糖产量

历史的经验告诉我们，只有发展甘蔗的综合 利用，实现甘蔗产业多元化，糖一能联产，实现 产糖与产能源乙醇的联动，视市场实际情况决定 产糖与产乙醇的比例，才能使得甘蔗收购价格和 甘蔗种植面积不再单纯受糖价波动的影响，稳定 甘蔗价格，避免蔗贱伤农，切实保护农民的利益， 提高农民种蔗的积极性，糖业才能协调、可持续 性发展。同时，充分利用能源甘蔗高生物量的特 性，蔗渣、蔗叶作饲料发展畜牧业，促进农业产 业结构调整，才能真正保障农民的利益。

作物光合作用能力的强弱通常用净能比NER 来表示，净能比是太阳光能通过叶绿素光合作用 储存能量的比例(效率)，等于输出总能量/输人 总能量。甘蔗是C4作物，其光合作用能力强， 净能比高达2. 7(表3)，选用甘蔗生产能源酒精 优点非常突出。甘蔗生物产量高，茎叶皆可利用， 是全世界公认的最好的能源作物之一。印度“国 家糖业管理联合会”主席曼奴夏.劳(P. J. M. Rao) 撰文比较各种能源作物单位面积酒精产量，认为 甘蔗与木薯产量最高(见表4)。

表3(Table 3)

表3 一些作物的NER比较

表3 一些作物的NER比较

表4(Table 4)

表4 各种能源作物单位面积产酒精比较

表4 各种能源作物单位面积产酒精比较量

美国夏威夷再生能源协会资料表明，能源甘 蔗单位面积酒精产量最多(见图1 )。

图1(Figure 1)

图1 能源作物生产酒精量

1999~2003年5年我国甘蔗收购平均价161 元/t(见表5 ), 2003年全国甘蔗收购平均价165 元/t，若将能源甘蔗收购价定在200元/t左右， 便可保护和提高农民种蔗的积极，确保能源甘蔗 的稳定发展和保护农民利益，单提价一项便使农 民增加收人2625元/hm²。另一方面，通过品种 的选育和配套栽培技术，能源甘蔗可以同年种植 和收获，能源甘蔗增加潜力大、管理更方便，大 面积种植单产可达7t，与种植现有品种比较， 每公顷增产30t左右，农民可增加收人600元左 右。综合计算，农民种1 hm²，能源甘蔗可增加收 人3225元左右。因此，对农民来说种能源甘蔗 比种糖料甘蔗更合算。

表5(Table 5)

表5 近年全国甘蔗平均收购价

表5 近年全国甘蔗平均收购价

在能源甘蔗直接生产酒精的工艺技术方面， 由于我国仅有甘蔗糖蜜酒精生产的经验和技术， 虽然甘蔗汁与甘蔗糖蜜一样以含蔗糖成分为主， 且甘蔗汁灰分较少，但甘蔗汁有其特殊性，如蛋 白质、胶体等较多，易引起发酵过程中影响酵母 繁殖、易引起酵母菌絮凝等。针对甘蔗汁直接发 酵的特殊性，广州甘蔗糖业研究所进行了蔗汁直 接发酵的研究，选育出不同的酵母菌株做不同时 期、不同品种的试验，蔗汁直接发酵的成熟醒含 酒分可高达14%，发酵率约为93%。

用能源甘蔗生产乙醇的经济效益以建造一间 年产to万t乙醇生产厂为例进行分析:按能源 甘蔗可发酵性糖分18%计，12t能源甘蔗可生产 It乙醇，年产to万t乙醇需要能源甘蔗130万 t，生产期300天，每天需处理甘蔗4333t，所 以完全可以利用糖厂现有压榨车间和动力车间， 仅需投资新建发酵车间、蒸馏车间、CO₂车间和 废液处理车间即可，需要的投人仅为1亿元左 右。

(1)原料——能源甘蔗收购价格定在200元 /t左右，每吨乙醇耗能源甘蔗12t，原料成本为: 2400元/t。

(2)蔗渣，能源甘蔗压榨提汁后，副产品甘 蔗渣占能源甘蔗的25%左右，即每生产1t乙醇， 就生产3t蔗渣，蔗渣用途非常广泛，可用作生 产纸浆，发酵后作饲料，也可用作燃料烧炉。

作纸浆:除蔗髓30%左右后，每吨蔗渣市 场价200多元，3 × (1-30%) × 200=420元。

作饲料:生产1t蔗渣饲料的利润达150多 元，3 × 150=450元。

作燃料:用甘蔗渣烧锅炉，没有SO₂和其它 有害气体产生是一种较为环保型的可再生燃料。 3t蔗渣相当1t标煤，标煤400元/t, (3/3 )× 400=400元。

(3)二氧化碳气体的回收，生产1t乙醇，同 时生成0. 95tC0₂，按CO₂的回收率85%计，可回 收CO₂约0. 8t, CO₂的销售价为1000元/t左右， 除去加工成本每生产1t乙醇CO₂的回收利润约 为300元左右。

(4)蔗叶蔗梢作饲料，发展畜牧业。能源甘 蔗生产乙醇，不要求甘蔗完全成熟、高蔗糖分和 高纯度，只要求总可发酵糖含量高，总可发酵糖 包括蔗糖、还原糖和其他可被酵母菌利用的戊糖 和多糖，所以通过不同品种的选育、搭配、种植 期的调节等措施，能源甘蔗的榨期可达300天左 右，收获能源甘蔗时砍下的叶片、叶梢(蔗尾) 就可以长期供应畜牧场用作饲料。广州甘蔗糖业 研究所已选育出性状较好的能源甘蔗品种和品系， 经广东中能酒精有限公司进行生产性试验，分别 于2月、6月、9月、11月收获，甘蔗糖分平均 达16. 2%。

糖料甘蔗通常在11月至次年4月，冬天甘 蔗完全成熟，叶片变黄、干枯，收获时鲜叶比例 非常少。相反，能源甘蔗一年四季收获，要求成 熟度不高，鲜叶比例大，广州甘蔗糖业研究所湛 江甘蔗研究中心2004年10月28日对粤糖93 - 159和能试4号、能试5号的鲜叶蔗梢进行估产， 平均每公顷产鲜叶蔗梢16. 5~22. 5t。鲜叶蔗梢 用作青饲料或青贮饲料，牲畜口感好，营养丰富， 蔗梢是甘蔗生长点所在的部位，含丰富的蛋白 质、氨基酸、维生素等，其纤维嫩，是草食动物 和鱼的好饲料，按每千克0. 2元计算，农民每公 顷增收可达3000元左右。连同蔗茎提高单价和 单产增加的收人3325元//hm²，农民每亩增加收 人高达6000多元。

(5)生产成本，广东中能酒精有限公司于 2002年6月~2003年4月进行了4期试验，共 处理甘蔗1215t，甘蔗糖分平均为16.2%，用小 型压榨机提汁，抽出率只有73%(如用5座大 型压榨机抽出率在96%左右)，生产无水酒精 70. 72t，生产1t无水酒精平均耗总糖2. 04t, 按抽出率96%,蒸馏率98%计算，生产吨无水 酒精平均耗甘蔗量13. 385t，甘蔗渣作燃料烧锅 炉，动力自给还有剩余用于发电输出。制造费用 包括:折旧费、利息，生产1t无水酒精成本约 为3000元。

用玉米或木薯等淀粉质原料生产无水酒精， 首先经过粉碎、蒸煮、用α-淀粉酶把淀粉转化 成糊精，用糖化酶把淀粉、糊精转化为糖，再由 酵母发酵成酒精，其工艺流程长，厂房设备投资 大，能耗大(电、燃料)，仅煤耗就达1.3t。而 以能源甘蔗为原料制酒精时，只需甘蔗简单榨汁 (虽然甘蔗压榨也耗电，但耗电小且电可来自蔗 渣燃烧产汽发电)，就能发酵，因而生产过程的 能耗小，生产成本自然也就降低。另淀粉质原料 生产无水酒精，原料成本也高，3. 26t玉米生产 1t无水乙醇，玉米单价为1200元/t，玉米成本 就高达3912元;用木薯生产乙醇，需2. 95t木 薯片才生产It无水乙醇，木薯片单价为1050元 /t，仅木薯原料成本就需3097. 5元。而以能源 甘蔗(可发酵糖18%)为原料制酒精时，仅需12t 能源甘蔗就能生产It无水乙醇，能源甘蔗单价 按200元/t计，原料成本只需2400. 0元。能源 甘蔗、玉米、木薯生产乙醇单位成本比较分析列 于表6，表中可以看出，能源甘蔗生产乙醇单位 成本2837. 3元，远比玉米的5038. 5元和木薯的 4259元低。

表6(Table 6)

表6 能源甘蔗、玉米、木薯生产乙醇单位成本比较

表6 能源甘蔗、玉米、木薯生产乙醇单位成本比较

利用能源甘蔗生产无水乙醇，排出物对环境 影响不大，稍加治理便可达到排放标准或循环利 用，实现洁净生产。

(1)废水，主要是蒸馏车间的二次蒸汽的冷 凝水及压榨、气轮机发电机等设备的冷却水，这 些废水完全符合环保一级排放标准，可直接排 放。另有部分精馏塔的低浓度废水，COD、BOD 及SS等的含量均符合环保排放标准，对环境基 本无污染。

(2)酒精废醒液，可采用浓缩后锅炉燃烧产 蒸汽再用于浓缩废醒液的方式处理，达到零排 放，目前广东中能酒精有限公司就是用此方法处 理酒精废醒液。还可用运行费用更低的浓缩焚烧 方式处理，达到零排放，广州甘蔗糖业研究所承 担此项目的研究并已取得突破。 酒精废醒液最简单的处理方法 是冷却后直接灌溉甘蔗地，巴西的酒精废醒液就 是采用此方法进行处理。

(3)废渣，锅炉排出的炉渣灰。蔗渣是一种 较为环保型的燃料，用蔗渣烧的锅炉灰作肥料是 很好的钾肥。

(4)废气，用蔗渣作燃料的锅炉排放的烟气， 不含SO₂和其它有害气体，水幕除尘后对环境无 污染。发酵时产生的CO₂可收集制造液体CO₂, 不直接排人大气。从CO₂循环的环保角度分析: 利用能源甘蔗制酒精与利用淀粉质原料制酒精， 两者种植生长都消耗大气中的CO₂，但淀粉质原 料制酒精要消耗大量煤炭，排出大量的CO₂到大 气中，会增加温室效应;而甘蔗为原料生产酒精， 不用煤炭作燃料，仅燃烧蔗渣，蔗渣是甘蔗以大 气中的CO₂和阳光通过光合作用生成，不会增加 大气中的C0₂，所以更加环保。

发展能源甘蔗生产乙醇，有利于缓解石油资 源短缺，保障国家能源安全，同时具有以下的优 越性:

(1)能源甘蔗是C4作物，光合作用效率高， 生物产量高，是适合我国南方种植的最理想的能 源作物;

(2)通过选育种和种植技术的配合，能源甘 蔗可一年四季收获，实现全年生产，有利于提高 设备利用率和全员劳动生产率;

(3)发展能源甘蔗可以提高农民收人，同时 可利用能源甘蔗尾叶作饲料发展畜牧业，促进农 业产业结构调整，有利于解决三农问题;

(4)能源甘蔗生产乙醇可充分利用糖厂现有 压榨车间和动力车间的设备，厂房设备投资少;

(5)能源甘蔗生产乙醇可利用蔗渣作燃料烧 锅炉，实现动力平衡并有剩余发电输出;不用消 耗燃煤、油等不可再生能源;

(6)能源甘蔗生产乙醇单位成本远比玉米和 木薯等淀粉质原料生产乙醇的成本低;

(7)能源甘蔗生产乙醇无环境污染问题，故 能源甘蔗乙醇被称为绿色能源。