随着全球经济的发展和对化石燃料的不断开采和使用,传统石油类燃料将日益枯竭。并且,长期大量化石燃料的使用带来了一系列对环境的污染问题。为了摆脱对它的依靠,人类必须找到新的可替代传统化石燃料的能源,特别是可再生、污染少的能源。据美国环境研究组织WorldWatch Institute总裁 Christopher Flavin预测, “未来生物燃料、风能以及太阳能生产将以20-30%/年增幅快速增长,而石油和天然气产量增速仅为2%/年,新型能源投资预计年增加300亿美元。”
巴西是燃料乙醇生产和使用领先的国家,2004年巴西的乙醇产量达146亿升,乙醇消费量超过122亿升。同期乙醇出口量超过23亿升。2004年巴西的汽车燃料中乙醇占15.42%,全球最高。最近发布计划,要求今后10年内将使乙醇汽油推广到近50%的车队。后10年内,乙醇消费量将增加到227亿升/年。此外,巴西使乙醇生产扩能,将增加向世界其他地区出口。
随着国际原油价格不断攀升,替代能源研究开发的重要性日益彰显。而在诸多替代能源中,乙醇燃料优势明显。特别是今年8月8日,美国总统布什签署了一项新的能源法案,其中很重要的一项内容是可再生燃料标淮(RFS)。RFS要求在汽油总组成中加入特定数量的可再生燃料,而且每年将有递增。美国可再生燃料需求将从2006年40亿加仑/年增加到2012年80亿加仑/年,2012年后将保持2012年可再生燃料与全部汽油的比例。在RFS要求下,美国近50%的汽油将需要调合乙醇,典型调入量为10%。绝大部分调合将在中西部地区进行,那里将生产大量乙醇。RFS标准和新配方汽油质量规格将支配中西部的调合作业。绝大多数中西部地区汽油都将调合10%乙醇,中西部以外地区所有汽油的30%也将调合乙醇,也将带动全美乙醇生产能力的扩大,政府主要从税收优惠、建设贷款等方面提供支持。
欧洲生物燃料指令要求:2005年生物燃料占运输燃料比例为2%,2010年此比例提高到6%。生物柴油将有很大需求,乙醇使用也将大大增多。欧洲使用生物燃料乙醇主要通过乙基叔丁基醚(ETBE),少量乙醇直接用于调合。今后10年内,乙醇消费(ETBE和乙醇直接调合)将达到约10亿加仑/年。鉴于东欧国家加入欧盟,为实现生物燃料目标的一致性,欧洲使用乙醇将进一步增加。
世界上许多国家正采取补贴政策建设多个生物燃料生产厂。据德国鲁奇公司称,最近收到总值7000万美元的三份生物燃料厂建设合同,包括澳大利亚Darwin的Natural Fuel公司的360吨/日生物柴油厂、美国卡基尔公司的360吨/日生物柴油厂以及144吨/日的GreenFuel Technologies公司的生物柴油厂。
生物燃料建设高潮还得益于酶技术的进步,现代酶技术可以使农作物直接生产出乙醇产品,即使没有补贴也具有竞争力。美国政府资助的1610万美元Novozymes和美国国家可再生能源实验室 (NREL)合作开发的玉米秸秆制乙醇酶技术,已经取得成果,生产成本可以降低30倍,燃料生产成本为10-18美分/加仑。
汽车生产商也在扩大替代燃料的应用,如通用汽车和福特公司都可以生产使用生物燃料的汽车,即使是标准汽车也可以最多添加10%的生物乙醇燃料。目前,瑞典普通汽油中添加了5%的生物燃料。
卡基尔公司正在德国、波兰和美国通过投资或合资方式建设一系列生物燃料生产装置。陶氏化学也在休斯敦生产生物柴油供应马赛诸塞州的World Energy Alternatives 公司,目前菜籽油加工能力4万加仑/年。与此同时,一些主要农业化学品公司正在开发针对生物燃料用途的转基因工程农作物。
与此同时,天然气制合成油(GTL)正在重新燃起全球投资者和消费者的希望。 费-托GTL装置生产出来的产品为15%~25%的正构烷烃轻油、50%~75%的中间馏分油、20%~30%的润滑油/石蜡。这种产品的构成与常规炼油厂的产品构成完全不同,费-托GTL装置生产出的产品100%是轻质油品,没有残余燃料油。在其中间馏分油产品中,柴油是主导产品。
随着全球对运输燃料类石油产品需求的日益增加,以及各国采取的更为严格的燃料质量标准,从非石油类资源生产的运输燃料正在逐步成为对消费者具有吸引力的一个选择。SRI指出,在当前全球油价持续高涨、GTL技术不断改进以及GTL装置投资成本降低的情况下,利用费-托GTL技术将偏远地区的天然气资源转换成合成油的项目引起了投资者的兴趣。
目前全球有两个小型费-托GTL装置已投入运行,分别是南非石油公司位于南非的MosselBay装置和壳牌位于马来西亚的Bintulu装置。此外,还有一大批大型的GTL项目当前正处于计划或建设之中,如南非萨索尔公司和卡塔尔石油公司合资在卡塔尔建设的3.4万桶/天的GTL装置;雪佛龙德士古公司在尼日利亚建设3.4万桶/天的EscravosGTL装置;壳牌公司正在与卡塔尔石油公司商谈拟在卡塔尔合资建设GTL装置;埃克森美孚公司已经与卡塔尔签署了在卡塔尔建设15.4万桶/天 的GTL装置协议;萨索尔雪佛龙公司已与卡塔尔石油公司签署了两项备忘录,一项是建设第二套GTL装置(称为OryxII),生产6.6万桶/天的合成油,另一项是在OryxI装置基础上建设生产8500桶/天高质量润滑油基础油装置。
尽管费-托技术正在不断发展,但目前投资成本仍较高,如一套3.4万桶/天中等规模完全集成又留有扩能余地的新建GTL装置的投资高达10亿美元。为减少投资成本提高竞争能力,各大公司正在开发新一代费-托GTL技术,研发的重点包括:突破GTL工艺中的瓶颈,如合成气装置中的热转移和热平衡系统,采用活性更高的费-托催化剂,减少二氧化碳的排放等。
?中国正在积极加快发展生物原料和煤炭原料制液体燃料技术及产量。据介绍,中国生物柴油产量将有2005年的8.5万吨增加至2008年的60万吨。
?世界规模最大的"煤制油"项目---神华集团煤直接液化项目在内蒙古鄂尔多斯开工。这种把煤直接液化的"煤制油"工业化装置在世界范围内是首次建造。该项目建成投产后,将成为世界上第一套煤直接液化的商业化示范装置。
?该项目总建设规模为年产油品500万吨,分二期建设。一期总投资245亿元,年用煤970万吨,生产各种油品320万吨,其中汽油50万吨、柴油215万吨、液化气31万吨,苯、混合二甲苯等24万吨。首条生产线将于2007年7月建成,2010年左右建成第二条生产线。
?目前美国在建的采用煤间接液化技术的煤制油工厂规模为每天生产油品5000桶,神华项目建设规模为每天生产油品近1万桶。因此,该项目也是目前世界上规模最大的煤制油示范工厂。
?中东由于天然气资源丰富,正吸引世界上超级石油公司纷至沓来,参与GTL装置建设,特别是卡塔尔有多个建设项目在建和拟建。
德国Süd Chemie公司为天然气制合成油(GTL)和煤转液(CTL)工艺开发了新型催化剂。由于卡塔尔拥有世界上第三大天然气储量和最大的天然气基础工业,最近Süd Chemie公司宣布与卡塔尔几家公司合资成为一家催化剂生产企业,可为卡塔尔在建和拟建的GTL装置提供一系列催化剂。从事GTL领域催化剂开发的还有Engelhard公司。