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      生物燃料發展趨勢

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      生物燃料發展趨勢

      生物燃料發展趨勢范文第1篇

      關鍵詞:汽車節能減排發展趨勢

      中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4117(2012)01-0209-02

      一、研究背景

      能源是人類賴以生存和發展的基礎。我國能源總體供應短缺,并且呈現多煤、少氣和缺油的特點。汽車作為國家發展的支柱產業之一,消耗的能源主要是石油產品――汽油和柴油。1993年我國成為石油進口國。2010年我國石油進口量達29450萬噸,對外依存度高達52.6%,預計2020年我國對進口石油的依存度將達到70%,能源安全風險進一步加大。近年來我國汽車消耗的燃料以兩位數比例逐年增長,汽車交通成為我國成品油的主要消耗領域。據預測2015年,汽車交通領域的石油消耗將達到2.5億噸,屆時我國石油短缺的局面將更加嚴峻。

      在機動車保有量持續快速增長的情況下,機動車污染排放對我國大氣質量,特別是城市大氣質量形成了嚴重威脅。為了有效應對全球環境問題,全世界積極行動,我國政府也承諾到2020年我國單位GDP的CO₂排放比2005年下降40%~50%。這將對我國汽車工業提出嚴峻的挑戰。要解決能源的巨大消耗和環境污染的持續惡化的問題,我國汽車必須在節能減排上采取有效措施進行應對。

      二、2011年~2015年我國汽車主要工業指標預測

      2000年以來,我國汽車工業即以進入了發展史上的黃金時期。根據我國汽協統計,2010年我國汽車產量達到1826.47萬輛,是2000年207萬輛的8.8倍,完全滿足了國內市場需求。2011年我國汽車產量預計要突破2000萬輛大關。

      (一)汽車總產量預測

      未來五年汽車產量以年增長15%預計,2015年我國汽車產量將超過3600萬輛,如圖1。

      (二)汽車保有量預測

      2010年我國以9100萬輛的汽車保有量一躍超過日本,成為全球汽車保有量排名第二的國家。汽車保有量的快速增長一方面進一步提高了城市交通現代化的程度,另一方面也帶來了極大的環境和能源壓力[1]。

      到2015年按報廢率10%(廢期為10年)計算,我國汽車保有量預計達到1.66億輛。如圖2。

      到2015年按報廢率8%(廢期為12年)計算,我國汽車保有量預計達到1.73億輛,如圖3。

      三、我國汽車節能減排狀況

      (一)目前國家關于汽車行業節能減排和能源安全的相關政策

      隨著汽車的不斷增加,我國汽車尾氣對大氣的污染日益嚴重,能源與環境社會發展的矛盾日益突出。如何完善我國的節能減排政策,逐步提高我國汽車的燃油經濟性及尾氣排放標準,達到節約能源,減少污染的目的是迫在眉睫的問題[2]。同時,我們也堅信國家關于汽車行業節能減排和能源安全政策的實施對于促進我國汽車行業的節能減排工作和新能源汽車的發展至關重要。2009年是新能源汽車產業的破局之年,扶持新能源汽車的政策也進入密集期[3]。這些政策對新能源汽車產業的發展具有深遠影響,其措施要點歸納如表1。同時,節能減排政策依然在不斷加碼和細化。

      (二)我國汽車節能減排和新能源汽車研發能力狀況分析

      在“863”計劃和“十一五”國家科技專項等國家項目的支持下,我國節能減排和新能源汽車研發取得了階段性的研究成果,培養了一支能力較強的研發隊伍,人才儲備體系正在日趨完善。近年來,隨著全球汽車工業中心開始向我國轉移,我國節能減排和新能源汽車的產業化進程明顯加快。據不完全統計,目前從事混合動力客車研制和生產的廠家就有30多家。各汽車集團節能減排及新能源汽車發展的主要成績和規劃如表2。

      (三)目前內資企業在節能減排和新能源汽車研發上取得的成績及遇到的問題

      近年來,我國內資企業在節能減排和新能源汽車研發上取得很大突破:新能源汽車產量迅速增加,新能源汽車質量快速提升,具備了實現產業化發展的基本條件。目前混合動力汽車初步具備產業化生產能力,進入小批量商業示范應用;純電動汽車有效地開拓了特定區域的市場;燃料電池汽車主要技術性能接近國際先進水平;傳統燃料車用動力系統改造研究已處于起步階段;氣體燃料、生物燃料和煤基燃料等代用燃料車用動力系統研究進入產業化示范階段。

      但總體來看,我國節能減排和新能源汽車產業仍然處于起步階段,尚有許多問題亟待解決,主要包括以下幾個方面:

      1、關鍵技術缺乏:企業研發力度不夠,且尚未掌握核心零部件技術

      主要表現在:混合動力整車的核心集成能力、動力系統優化和匹配技術有待于進一步提高;動力系統技術平臺已被整車企業所接受,但推廣工作尚需進一步磨合;基礎技術研究仍是制約瓶頸,致使關鍵部件和材料尚需進口,增加了零部件和整車的成本,等等。

      2、資金缺乏:技術攻關、示范工程、基礎設施建設都需要較大投入

      目前,新能源汽車的成本比傳統汽車高出很多,要實現產業化,還需要度過艱難的市場導入階段。要真正實現其產業化,尚需大量資金投入到技術攻關、基礎設施建設和示范推廣等方面。單憑企業自行解決資金問題,會給企業在激烈的市場競爭中增加很大的資金壓力,因此需要政府在車輛購置、稅費等方面出臺實質性措施,以推動新能源汽車的發展。

      3、人才缺乏:科技人才和管理人才存在較大缺口

      新能源汽車的研發還處于起步階段,相關科技人員相當匱乏,尤其在基礎研究和關鍵零部件和材料的研發方面。而且,目前新能源汽車的車型開發、試驗驗證等技術能力與傳統汽車相比,仍然很不完善,也需要專業的人才隊伍。因此,我國新能源汽車的研究開發存在嚴重的科研人才瓶頸。同時,隨著新能源汽車示范工作將在全國幾十個城市大規模的鋪開,相關管理方面的人才將出現較大的空缺。

      4、相關配套產業發展滯后

      一方面,鋰、鉑、鎳、稀土等原材料應用能力較弱,以及提高動力電池能力密度和充放電性能等關鍵元器件缺失;另一方面,充電設備等相關的新能源汽車配套設施發展滯后。

      四、我國汽車節能減排和新能源汽車發展趨勢

      基于我國汽車動力系統的發展現狀和面臨的挑戰,我國汽車動力系統的發展應從節能汽車和新能源換汽車兩方面出發。結合我國當前汽車產業政策和汽車研發方向,分析我國汽車節能減排和新能源汽車的發展趨勢如下:

      (一)傳統燃料車用動力系統

      汽油機方面,目前國內各類微型汽車及轎車基本上為汽油車,廣泛采用了電子燃油噴射、多氣門等技術,可變進氣系統和渦輪增壓技術也得到一定程度的應用。目前在我國尚處于發展和完善階段的一些技術,有可能成為我國未來汽車技術的發展方向,如發動機本身的結構優化,包括多氣門可變進氣系統、稀薄燃燒技術等,輕質材料的應用也會得到初步的發展。

      柴油機方面,總體來說,國內柴油機高速直噴、增壓及增壓中冷、廢氣再循環等技術已經得到開發和逐步應用,而電控燃油噴射、高壓共軌、排氣后處理等世界先進技術則處于起步階段。今后我國車用柴油機的發展趨勢主要表現在廣泛采用直噴、增壓及增壓中冷技術,渦輪增壓技術想小缸徑多缸柴油機延伸。未來的技術趨勢為電子控制燃油噴射技術、排氣再循環技術、增壓及增壓中冷技術以及均質充氣壓縮燃燒等。

      (二)待用燃料車用動力系統

      我國從20世紀90年代末開始大規模研制、開發和推廣代用燃料汽車,經過十幾年的發展,已經取得了很大的成績。當前,在我國開展研究和應用比較集中的車用替代燃料主要有:氣體燃料、生物質燃料和煤基燃料。

      氣體燃料方面,我國已經初步建立起燃氣汽車產業化的技術平臺,相當于國際上第二代燃氣汽車產品的電子閉環控制、燃氣供給加三元催化轉化等技術在中國燃氣汽車上得到普遍應用。當前氣體燃料的開發重點是以電控閉環多點順序噴射為特征的第三代燃氣發動機技術。

      生物質燃料方面,國內生物燃料研究工作有所加強,應用形成一定規模。車用乙醇汽油和生物柴油(BD100)等國家標準已相繼頒布實施,生物燃料的生產工藝研究也取得了較大進展。今后,車用乙醇汽油和生物柴油將得到更大規模的發展。

      煤基燃料方面,相比與氣體燃料和生物質燃料汽車的產業化示范的有序開展,我國煤制油的研究工作剛剛起步。煤合成油CTL尚處于產業化準備階段,煤間接液化合成油進入產業化也還有大量工作要做。但是,煤制油也是今后研究的方向之一。

      (三)電動汽車動力系統

      鑒于中國私人轎車和公交車集中在大中城市的國情,中國混合動力汽車主要是起停式微弱混合、ISG輕混合和主副電機中度混合等三種不同的技術方案,產品設計面向市場,EVT等強混合動力汽車和PLUG-IN混合動力汽車業逐步得到關注。純電動汽車和燃料電池汽車的研發都取得了一定的進展,這也是今后我國汽車節能減排的主要研究方向之一。

      作者單位:北京林業大學經濟管理學院

      參考文獻:

      [1]方紅燕,王今,劉克強.對我國汽車行業節能減排戰略的思考[J].汽車工業研究,2009.

      生物燃料發展趨勢范文第2篇

      關鍵詞:新能源汽車;前景分析

      按照國家發改委的公告定義,新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

      1 發展新能源汽車的意義

      面臨資源、能源與環境等諸多問題,新能源汽車的發展日益受到重視。毋庸置疑,新能源汽車是汽車業未來的發展方向。新能源汽車的發展已被世界各國所看重,這是汽車產業的發展趨勢,也是時代的產物。

      隨著世界能源危機和環保問題日益突出,汽車工業面臨著嚴峻的挑戰。一方面,石油資源短缺,汽車是油耗大戶,且目前內燃機的熱效率較低,燃料燃燒產生的熱能大約只有35%―40%用于實際汽車行駛,節節攀升的汽車保有量加劇了這一矛盾;另一方面,汽車的大量使用加劇了環境污染,城市大氣中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%來自汽車尾氣,此外,汽車排放的大量CO2加劇了溫室效應,汽車噪聲是環境噪聲污染的主要內容之一。當前能源問題得到重視,環境污染嚴重,社會環保意識加強等眾多社會問題,緊逼汽車產業向節約能源的綠色汽車業轉型。據資料顯示,我國已有16個城市被列入全球大氣污染最嚴重的20個城市之中,而機動車污染排放是城市空氣污染的主要來源之一。為此,新能源汽車的發展必然是汽車業未來的發展方向。

      2 我國發展新能源汽車的重要意義

      第一,發展新能源汽車是國民經濟可持續發展的需要。我國用于汽車能源的石油資源是有限的,在幾十年后必然會出現枯竭,要大量依賴從國外進口石油。屆時世界石油資源也會出現匱乏,各國對石油資源的競爭必將更加激烈,石油在國家安全方面的重要性日益上升。所以節制使用石油資源,發展新能源汽車將會促進我國能源結構的調整,有利于國民經濟的可持續發展。

      第二,發展新能源汽車是控制城市污染的需要。燃油汽車的尾氣排放已給環境帶來了破壞,世界各國都己認識到這一點,紛紛制定了相關嚴格的汽車排放標準,以求減少對環境的污染。因此尋求無污染或低污染的“綠色汽車”成為各國的基本國策,也是人類可持續發展的需要。

      第三,發展新能源汽車能夠縮短我國汽車工業與世界先進汽車工業的差距。

      3 我國新能源汽車研究概況

      目前,在研的新能源汽車的主要類型有新型燃油汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車、煤制醇醚燃料汽車和電動汽車。各種新能源汽車的綜合性能對比見表中所示。

      4 我國新能源汽車產業發展路線解析

      從圖中可以看出:新能源汽車產后發展主要集中在純電動汽車和油/電混合動力汽車上。因這兩種汽車在節能與環保方面的較高可行性,有望成為下一階段新能源汽車的主流。屆時世界汽車將擺脫依靠石油能源的時代,進入單一的新能源汽車時代。

      [參考文獻]

      [1]黃安華.清潔汽車-中國未來汽車發展的主流[J].世界汽車,2005(5):12~14.

      生物燃料發展趨勢范文第3篇

      關鍵詞:農作物秸稈;生物質能;商品能源;應用趨勢

      引言

      隨著農村生活水平的不斷提高,農戶已不滿足傳統的炊事方式。一些收入高的農戶已經開始使用電飯鍋、煤氣灶、電磁爐等做飯、炒菜、燒水。這種燃料結構的改變。用能方式的改進,為農戶提供了更加衛生、舒適的生活環境。但是完全由電能、礦物能等商品能源解決8億農民的生活需求,不僅會污染環境破壞生態系統,而且也會造成未來的非可再生資源枯竭。

      我國是一個農業大國,每年可產出大量的農作物秸稈等生物質能源。然而,豐富的生物質能源沒有得到高效的利用。甚至被農戶焚燒于田間野外,不僅浪費了能源還污染了環境。因此,開發高效的戶用生物質應用技術。供農戶炊事、取暖,在提高農戶的生活水平,改善農村燃料結構,節約能源和減少排放方面具有重大意義。

      為了深入了解當前農村炊事采暖用能現狀及農作物秸稈等生物質能的使用情況,我們開展了此次調查。在調查中。我們選取的樣本為山東省濟寧市嘉祥縣。嘉祥縣位于濟寧市西部,現轄8鎮7鄉,714個行政村,人E176萬人。嘉祥縣生物質能源豐富,種類繁多。栽培作物主要有小麥、玉米、地瓜、水稻、棉花、大豆、麻等41科98種136個品種。所以,選取嘉祥縣作為調查樣本,可以由小及大,由點及面,使得調研具有典型性和現實意義。

      1 調研結果

      1,1調查方法

      我們調查小組有6名成員,以鄉鎮為單位展開調查。調查以問卷調查為主,共發放問卷232份。此外,我們也走訪了馬集鄉土地管理所、財政所、林業站等政府部門并且在發放問卷的過程中跟一些農戶展開了深層次的探討。

      1,2農村供炊事、取暖能源應用現狀

      我們結合調查問卷數據得到了如下3組柱形圖:圖1.1供炊事、采暖用能源的類型及比例;圖1.2炊事燃具類型及比例;圖1.3采暖爐類型及比例。通過柱形圖可以看出:農村炊事、取暖以商品能源(煤、煤氣、液化氣等)為主,生物質能源利用率較低;現階段農戶多使用煤氣灶、蜂窩煤爐做飯燒水,隨著生活水平的提高也有不少農戶使用電磁爐、電飯鍋等電器設備;冬季采暖多數農戶選擇價格低廉、較為方便的蜂窩煤爐。

      調查過程中,我們了解到,隨著家庭收入的不斷增長,大多數農戶不再愿意使用舊式柴灶做飯燒水,他們更青睞于方便、快捷的炊事燃具。近年來,嘉祥縣政府搞了“一池三改”工程,使得沼氣池有了一定范圍的應用。但是,冬天寒冷的天氣使得沼氣池產氣不足,限制了沼氣池的使用,束縛了生物質能技術在農村的發展。

      1,3農村豐富的秸稈儲量

      由于農村耕地較為零散,且種植作物繁多,我們僅以玉米為例,大致計算出每年產出的玉米秸稈量。雖

      然不能面面俱到,但足以說明問題。

      嘉祥縣人口76萬人,約80萬畝耕地,約有45萬畝耕地種植玉米。每畝地約產480公斤玉米,全縣每年可產21.6萬噸玉米。根據表1-1,全縣每年約產43 2萬噸玉米秸稈。根據表1-2計算,每年收獲的玉米秸稈可換算成21.04萬噸標準煤。可見,農村豐富的秸稈隱藏著巨大的經濟效益。

      1,4政府禁止焚燒秸稈后小麥、玉米秸稈的處理方式

      前些年,農戶為了盡快的整理好土地播種小麥,將大量的玉米秸稈焚燒在田間。近幾年,政府部門為了保護環境,頒布法規禁止在野外焚燒秸稈。我們通過調查問卷可以看出:大多數農戶將秸稈作為炊事燃料或者進行秸稈還田處理,但仍有一少部分農戶無視政府法規,將秸稈焚燒于田間,詳細情況如圖1.4

      1,5農村冬季常用取暖用具

      我們對農戶常用取暖設備進行拍照,由于設備繁多,但原理大致相同,特選擇以下具有代表性的4種設備,以供參考。

      2 農村炊事采暖方式發展趨勢的分析

      隨著沼氣池,生物質氣化爐、半氣化爐,秸稈成型等技術的不斷發展進步以及我國新農村建設、節能減排工作的層層推進,農村炊事采暖方式將發生較大的變化。

      2,1農村供炊事的舊式柴灶將進一步減少直至被淘汰掉;煤爐、煤氣灶、電磁爐、電飯鍋的使用率會有所下降但仍然會保持一個相對較高的水平。

      2,2隨著大型養殖戶的不斷增多,“一池三改”工程等惠農政策的實施,使得沼氣池的應用范圍繼續擴大。

      2,3生物質氣化爐、半氣化爐具有經濟性好、效率高等優點,一旦技術成熟,會在農村迅速推廣。但是在一定的時期內,利用率仍會低于常規能源灶具。

      生物燃料發展趨勢范文第4篇

      關鍵詞:新能源;汽車;技術發展;未來趨勢

      隨著汽車工業的發展,需消耗大量能源且會產生大量尾氣,造成污染。新能源汽車可有效地解決這一問題。

      1 我國新能源汽車技術的路線分類

      1.1 混合動力汽車

      混合動力汽車是指汽車的發動主要是依靠兩種或者兩種以上的動力組合在一起所形成的能量。其中,最主要的混合形式就是電能源和熱能源的組合。由于該種汽車由幾種混合能源組合而成的動力,使其在汽車加速、減速或者上坡、下坡等等不同運動狀態中,汽車行駛所消耗的能源分別位于能源體系中的不同部位,以至于不同的能源之間相互配合,相互作用。從而,可以避免資源浪費、污染環境以及成本過高等問題的發生。

      1.2 純電動汽車

      純電動汽車是指汽車的驅動僅依靠電力,由于其單純的依靠電力,在汽車的驅動過程中,會大大地降低由汽車尾氣所帶來的空氣污染,這也純電動技術會更多的應用于城市之中。但由于該類型的汽車驅動存在著一個關鍵性的問題,即成本較高的問題,因此還無法為人們廣泛的認可、接受。

      1.3 燃料電池汽車

      燃料電池是指燃料與氧氣在一定的條件下發生了化學反應,并且將化學能轉化成為電能,從而利用這些所產生的電能使汽車驅動。其中應用最為廣泛的就是氫氣與氧氣的化學反應,眾所周知,氫氣在氧氣中燃燒生產水,此反應既可以在燃燒過程中釋放出大量的熱能,使汽車驅動,同時其排放物為對環境無污染的水,可謂一舉兩得。

      1.4 燃氣汽車

      燃氣汽車主要是指天然氣和液化石油氣的混合氣體在一定的條件下發生化學反應,產生高能量,驅動汽車的運動。在這種情況下,將液態的原料在一定的條件下轉換為氣態,最終氣態燃料來參加化學反應,這樣一來,可使氣體化學反應更加充分,大大減少了有毒氣體一氧化碳以及碳顆粒的產生。充分利用資源的情況下,減少了有毒氣體的排放,減少了對環境的污染,該方法已為人們所廣泛應用。

      1.5 生物燃料動力汽車

      生物燃料動力汽車主要是指通過對農作物或者動物脂肪的燃燒,發生化學反應,產生能量驅動汽車。此方法中的燃燒農作物或者動物脂肪可以大量地減少有毒氣體一氧化碳的排放,而且此方法的成本也是比較低的。同時,農作物或者動物脂肪又都是可再生能源,如果可以將其合理的利用起來,這將是我們取之不盡用之不竭的能源。

      2 我國新能源汽車技術發展的現狀

      隨著我國汽車工業快速的發展,在方便人們出行的同時,環境污染、能源枯竭等問題也隨之而來。而汽車已成為日常生活中不可缺少的一部分,新能源汽車將逐步取代傳統的汽車,這是毋庸置疑的。盡管新能源汽車技術在我國雖然受到了很大的重視,但是其發展并沒有達到理想的狀態。

      首先,人們對于新能源汽車技術的認可程度并不是很高,對新生事物的接受速度還不夠快,現如今仍有不少人專注于傳統的汽車。因此,新能源汽車技術的市場在我國受到了一定的限制。對于這一問題,盡管國家曾經采取了相應的措施,在一些指定的地區對新能源汽車的用戶提供購車補助。然而,這對于新能源汽車的整體發展來說仍然有些力不從心。

      同時,保護環境,節約能源是我國的一項基本國策,因此在新能源汽車技術的發展過程中,環境問題是其一定要注重的。這樣一來,我國的新能源汽車技術發展就必須要適應我國的基本國情,無形中也就增加了新能源汽車的成本與難度。

      我國新能源汽車技術的發展,主要是混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料動力汽車幾個方向的發展,具體哪一種新能源汽車會發展更加迅速、應用更加廣泛,這還有待于時間的考究。但是,不可否認的是,在國際舞臺上,我國的新能源汽車技術發展還是與工業發達的國家仍有不小的差距,許多關鍵的技術都需要我們進一步的完善。

      盡管我國新能源汽車技術的發展有著很多的問題與不足,但對于大多數國家來說,新能源汽車技術的發展問題是一個新興的問題,備受全世界的關注。在這種情況下,如果我們國家能夠在新能源汽車技術的發展上作出優于別國的成績、成果,將新能源汽車技術發展中存在的問題最先解決、突破,這必將成為中國又一新興支柱產業。

      3 我國新能源汽車技術限制的解決措施

      (1)科學技術是第一生產力。對于企業來說,想要長久快速的發展,首先需要提高自身的科學技術以及科研能力。對于汽車工業,新能源汽車是未來發展的必然趨勢,需加強對該技術的重視、投資以及其科研能力。

      (2)國家應該加強對消費者的教育,讓消費者明白傳統的汽車技術存在的弊端,以及新能源汽車技術的優勢,讓消費者接受對新能源汽車的使用與購買,減少對傳統型汽車的依賴。同時,國家還可以制定相關政策,為新能源汽車的購買者提供相應的經濟補貼。

      (3)對于政府來說,政府可以增加在新能源汽車技術方面的撥款,增加相關的教育課程,加強相關人員在新能源汽車技術方面的科研,鼓勵學術研究,并培養高端的技術人員,打造人才與技術為一體的新面貌。

      4 結束語

      隨著科學技術與生產力的不斷發展,我國的經濟水平達到了一個新的巔峰,然而我國卻面臨著一個更大的問題,即資源枯竭、環境污染嚴重等問題。在這種情況下,新能源汽車技術應用的重要性就不言而喻了。新能源汽車技術對節約資源、保護環境都有著極其重要的作用。在未來的發展中,掌握新能源汽車技術將成為汽車工業的趨勢。我堅信,在不久的將來,新能源汽車技術將取代傳統的汽車工業技術,成為引領新能源時代前進和發展的中堅力量。

      參考文獻

      [1]尉國鋼.我國新能源汽車技術發展分析[J].科技創新與應用,

      2014,01:50.

      [2]劉鵬,孟憲臣.淺談未來新能源汽車的技術發展趨勢[J].科技創新與應用,2015,36:79.

      [3]張曉春,展海艷.基于改進灰色關聯度法的我國新能源汽車技術綜合評價[J].陜西電力,2014,42(09):19-23.

      生物燃料發展趨勢范文第5篇

      關鍵詞:玉米深加工;玉米產業;發展趨勢

      美國是世界上最大的玉米生產國,玉米產量占全球玉米總產量的40%,中國占20%。美國每年用于深加工的玉米量已超過5000萬噸,占玉米產量的20%左右。美國的玉米經濟實力最強,技術最先進,并以此為基礎形成了發達的玉米深加工業。美國玉米深加工產品,由19世紀的淀粉、葡萄糖、飼料、玉米油,到20世紀的變性淀粉、淀粉糖和燃料酒精,尤其是目前作為玉米深加工的兩大主導產品淀粉糖和燃料酒精,成為推動美國玉米深加工產業發展的主要動力。

      一、美國玉米深加工現狀

      (一)玉米深加工產品多樣。美國玉米深加工已有150多年的歷史,玉米深加工產品伴隨技術的進步而不斷豐富,已制造出3500種以上的產品,由過去單純的淀粉產品發展到淀粉糖、各種發酵產品、變性淀粉、玉米油和蛋白飼料等多門類的產品體系。玉米深加工產品主要包括:一是玉米淀粉。美國的玉米淀粉工業發展迅猛,是世界淀粉生產產量最大的國家,2003年美國淀粉產量占世界淀粉總產量為50.8%。由于美國淀粉原料基地連片集中,所以淀粉廠的規模大,一般年生產能力在數十萬噸。二是玉米淀粉糖。與其它淀粉糖相比,玉米淀粉糖具有成本低、副產品多、效益高等優點。美國玉米原淀粉有70%左右被用作制糖原料,僅用于生產糖類的玉米就達3300多萬噸。玉米淀粉糖除用于食品工業外,還應用于其它工業,如用于空氣清潔劑和煙草的保濕劑,也用于磚瓦制造中,通過防止干燥過程中水分移動減少破裂和變形,還可用于水泥中延遲其凝固時間。三是酒精。美國酒精用玉米的消費增長近幾年來非常強勁,酒精生產消費的玉米量已超過淀粉行業,成為美國工業用玉米消費的主體。2003年度燃料酒精生產消費玉米2340萬噸,比上年同期增加520萬噸,增長幅度高達28.9%。在2005年,美國玉米產量的14.56%用于生產酒精,2006年,這一比重上升到20%以上。這主要是玉米燃料酒精迅猛發展所致,燃料酒精將成為未來玉米酒精加工的主要方向。四是賴氨酸。玉米深加工產品中,氨基酸類的產品主要是味精(谷氨酸鈉)和賴氨酸。味精的生產主要在中國,賴氨酸的生產主要在美國和日本。目前,世界上95%以上的賴氨酸都作為飼料添加劑。隨著世界飼料工業的發展,賴氨酸的消費量逐年增加。世界賴氨酸生產規模最大的是美國ADM公司,約占全球賴氨酸總產量的一半。

      (二)有專業的玉米深加工組織。為提高玉米生產貿易及加工的組織化程度和產業競爭力,美國成立了玉米生產者協會、玉米貯藏與加工協會和玉米精加工協會,且3個協會間長期保持穩定的協同關系,使美國玉米加工產業具有規模化、組織化、集約化、現代化等特征。美國玉米精加工協會有9家公司,下屬28家企業,年加工玉米3556萬噸,平均每個企業日處理玉米3500噸以上。

      (三)玉米深加工技術先進。美國在發展玉米精深加工業中不斷進行科技創新,特別是節能、節水、節約原料和提高產品質量、提高效率和效益、降低成本費用和減輕環境污染的技術工藝。乳酸和琥珀酸等有機酸采用膜分離與細菌連續發酵生物反應器耦合技術和雙極膜電滲析分離技術,賴氨酸生產采用連續離交法進行分離提純。采用快脫纖維法和快脫胚芽法,提高了加工效率,提升了飼料副產品的價值。此外,經過改造的研磨技術有效提高了發酵罐的實際產量。

      (四)政府對玉米深加工產業進行扶持。美國玉米深加工業持續發展的一個重要原因是采取了財政補貼和金融扶持。財政補貼一種是政府直接補貼給加工企業,另一種是政府在農業政策中對種植玉米的農戶提供直接補貼。采取這種補貼措施取決于玉米的市場價格和銷售量,農戶的玉米出售量越大,自然得到的補貼款越多。政府對種植玉米的農民提供補貼后,降低了企業收購玉米的價格,相應降低了玉米加工企業的成本,有利于玉米加工業的發展。美國對玉米資源開發提供金融扶持的金融機構主要有兩種:一種是商業銀行。許多玉米加工企業建廠的一半資金是從商業銀行得到的貸款,政府給予一定扶持。另一種是農業合作發展服務機構,當地政府為農業合作社提供無息貸款。另外,美國對玉米資源深度開發關鍵科學技術的研究提供支持。

      二、美國玉米深加工業發展趨勢

      (一)玉米深加工產品不斷豐富,應用范圍不斷擴大。在傳統工業產品淀粉、糖、油和飼料中,淀粉已成為工業應用的龍頭;在一些工業領域,淀粉已得到很好的應用。玉米深加工產品市場空間不斷拓展,不斷開發新用途和擴展原有用途。除繼續淀粉及其深加工產品在傳統領域的應用,更注重開發和開拓以下三領域的產品和市場:建筑產品中的增稠劑、粘合劑噴涂劑;鑄造和陶瓷中的脫膜劑、防裂劑,日用化工中的填充劑、粘合劑等;高檔產品,如高檔醫藥生化產品、功能性食品及添加劑、精細化工產品及用化學方法或很難生產的產品(微生物多糖、工業酶制劑表面活性劑、高分子材料等)。

      (二)玉米加工不斷向精深發展。目前美國采用的玉米乙醇轉化工藝分干磨和濕磨兩種,前一種工藝投資成本相對較低,除生產乙醇外,其余產品都加工為動物飼料;后一種工藝則是把玉米籽粒分解成淀粉、麩質、胚芽和纖維。與干磨比較,濕磨具有延長產業鏈的重要優點:一方面,利用玉米的多價值屬性分別加工出多種產品。諸如利用玉米胚芽生產高營養玉米油;利用玉米糠麩生產高蛋白飼料;纖維和液流混合干燥后也可當作低蛋白動物飼料出售。另一方面,利用濕磨工藝生產的純淀粉通過延長產業鏈進一步加工出多種下游產品。玉米淀粉除經過發酵制取乙醇外,還可制作變性淀粉用于食品業、紡織業、造紙業及粘合劑等。用酶法可以把淀粉轉化為一系列高純度的葡萄糖下游產品,然后再通過發酵制成各種不同的終端產品。

      (三)玉米開發利用向綜合方向發展。美國在玉米利用方面進一步實現了綜合化,在產品開發方面,生產出更多種類的變性淀粉。21世紀以來,為應對石油危機,美國大力開發石油替代品玉米燃料乙醇。隨著對玉米成分和價值屬性認識的提高,加上加工技術的革新,玉米綜合化開發利用路線完全改變了玉米單一化開發利用路線。采用玉米綜合化開發利用路線,有效突破傳統的只加工生產低附加值產品的玉米初加工業的局限和束縛,開拓加工生產包括醇、氨基酸、微生物、低聚糖和多糖、酶制劑、單細胞蛋白、抗生素等高附加值產品在內的現代玉米產業,因而被提高到發展“玉米產業經濟”的高度。(四)現代生物技術不斷推動玉米深加工業的發展。玉米深加工業的發展離不開現代生物技術的支撐。玉米深加工業未來新產品的開發、市場的開拓依然要依賴于現代生物技術,尤其是現代生物酶技術和基因工程技術。引用現代生物酶技術,色譜分離、膜分離技術,噴射、超微以及自動化微機控制等技術,使產業進入高科技、高產出的快速發展階段。現代生物技術尤其是基因工程技術方面的進步,導致了一系列酶產品方面的創新和酶產品成本的降低,極大提高了玉米深加工產品在市場上的競爭力。

      三、對我國玉米產業發展的借鑒

      (一)不斷開發新產品,發展玉米綜合利用。玉米綜合利用是提高玉米附加值的重要途徑,也是美國等發達國家玉米深加工業的發展趨勢。我國應積極開發、引進玉米綜合利用技術和聯合生產方式,努力提高玉米加工的綜合效益。適應市場需求、發揮現有優勢和克服薄弱環節是確定玉米深加工業主導產品的決定因素。我國要在充分發揮味精、檸檬酸的生產規模和技術優勢的同時,加快酒精(尤其是燃料酒精)、淀粉糖和變性淀粉的發展速度。

      (二)不斷進行技術創新,提高玉米加工效益。在中國玉米深加工的過程中,技術是一個瓶頸,因此,中國要以實現“玉米的精深加工”為目標,不斷進行技術創新。目前,在玉米加工過程中,許多中國企業只是在模仿國外企業的核心技術,始終得不到高額壟斷利潤。所以,中國玉米加工企業應加大技術的投入,盡快開發自己的核心技術,同時國家應對玉米加工業的技術創新活動制定相應的保護和支持的政策。

      (三)加大生物研發力度,密切跟蹤工業生物技術前沿。高度關注世界生物技術及其產業發展的趨勢,國務院成立了“國家生物技術研發與促進產業化領導小組”,明確未來20年生物技術和產業發展的重點和方向。以化工醇、聚乳酸等新產品為代表的玉米化工轉化產品已成為各企業開發的重點。據統計,全國約有政府資助的生物技術重點實驗室200個,擁有研發人員3萬多人,現代生物技術企業500余家,從業人員超過5萬人。

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