[现场]掺玉米的汽油如何在美国站稳脚跟

by Choi Daeyul

Published 11 Sep.2024 12:00(KST)

Updated 12 Sep.2024 08:53(KST)

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[从美国看生物燃料现状]③
农场→乙醇工厂→加油站乙醇价值链紧密衔接
提高原料生产率降低生产工序碳排…“价格更低性能更佳”

经历了20世纪70年代的石油危机后，美国开始思考如何降低对海外资源的依赖。生产石油消费量最大的汽车的企业，则研究如何制造效率更高的发动机，或使用替代燃料。

进入20世纪后半叶，气候危机成为突出问题，必须想办法减少温室气体排放量。乙醇在美国受到关注，与这样的时代潮流密切相关。再加上当地自然环境有利于作为乙醇原料的玉米种植，政府也推出税制优惠等各种激励措施，这些因素叠加，使乙醇发展成一个稳健的产业领域。

近期应美国谷物协会邀请，走访了美国内布拉斯加一带的玉米农场、以玉米为原料的乙醇生产设施，以及使用汽油·乙醇混合燃料的加油站连锁企业。重点考察了以生物乙醇为核心的环保型能源在价值链上的构建方式，并探讨如果我国也引入乙醇混合燃料，需要做哪些准备。

通过精细农业提高玉米生产率

从美国内布拉斯加州首府林肯驱车约1小时30分钟，就能到达由 Mike Dibbern 经营的一处玉米农场。仅玉米种植面积就有2400英亩，连同大豆在内共3200英亩（1295万平方米·约392万坪），相当于汝矣岛面积的4.5倍。这样一座在平地上难以一眼看清规模的超大型农场，仅由包括 Dibbern 在内的4人运营。

之所以可能，是因为从播种到成熟玉米收获的全流程都依靠自动化设备作业。利用数据和各类自动化设备开展的所谓精细农业，显著提升了生产率。密集的玉米行株间距统一为3英寸，垄与垄之间间距统一为10英寸，全部保持相同距离。必须按一定面积单位进行播种，玉米才能均匀生长，因此精确播种至关重要。

在美国内布拉斯加州经营玉米农场的 Mike Diven。包括他在内共4人管理着一座约3200英亩的农场。美国谷物协会提供

Dibbern表示：“大约在20多年前引进了按规定时间浇水的喷灌等自动化设备，在此之前只能收获到预期产量的50%左右，安装之后效率提高到85%至90%。”

其他农场的情况也大致相同。与以往相比，美国国内的玉米产量大幅增加。目前美国玉米种植面积约8000万英亩，自20世纪80年代以来变化不大，但玉米产量已增至当时的两倍以上，达到150亿蒲式耳（体积单位，1蒲式耳约合35升）左右。精细农业在各农场推广以及生物技术的发展，是主要原因。

“汇集并利用·储存碳” 排放量下降

在农场收获的玉米会被运往约5公里外的乙醇工厂。5日（当地时间）走访的 Green Plains Wood River 有限责任公司（LLC），拥有年产1.18亿加仑乙醇的生产设施。大型卡车从附近农场运来玉米，经过简单的抽样检测后，要么存入仓库，要么直接送入乙醇生产工序。

乙醇生产企业Green Plains。卡车运来的玉米正被转运至仓库。韩国汽车记者协会提供

玉米被粉碎后发酵，再经过干燥·脱水工序，逐步转化为纯度更高的乙醇。经过若干道工序得到纯度95%的酒精后，再次去除水分，制成纯度99.9%的乙醇。之后在出货前少量加入变性剂，将其区分为可饮用和非饮用用途。

包括这家工厂在内，内布拉斯加共有24家乙醇工厂，主要分布在平原地带，毗邻玉米农场。全州每年用于乙醇生产的玉米为33.5万吨，由此生产出23亿加仑生物乙醇。乙醇生产过程中产生的副产品酒糟用于制造动物饲料。该州通过生产乙醇和酒糟每年获得的经济效益高达45亿美元（约合6万亿韩元）。

作为生物乙醇原料的玉米粉碎物，经过发酵等工序生产乙醇。韩国汽车记者协会提供

业界也在思考如何减少乙醇生产工序中的碳排放。单纯将乙醇与汽油混合使用就具有减碳效果，而在生产工序中捕集并利用·储存排放的二氧化碳，减排效果更为显著。扩建与邻近州相连的现有二氧化碳管道的方案也在推进中，目标是在后年下半年投入运行。

工厂相关负责人表示：“通过碳捕集·利用·封存（CCUS）方式，可以减少超过一半的碳排放总量。我们正与爱荷华州、明尼苏达州等邻近州构建二氧化碳管道网络，有望为美国中西部地区的减碳作出贡献。”

生物乙醇生产过程中使用的原料、副产物和添加剂。以左侧的玉米为起点依次经过各道工序后，可得到纯度达99.9%的乙醇（右侧第一个）。【摄影：Choi Daeyeol 记者】

乙醇掺得越多越受欢迎的原因

如此生产出的乙醇会与汽油进行调和（混合）后，输送到加油站等面向终端消费者的流通设施。规模较大的加油站连锁企业会直接购买乙醇原液，自行调和后销售。当日走访的 Bosselman Enterprises，是内布拉斯加历史悠久的加油站运营企业，从供应商处获得乙醇后自行调和销售。

加油站设有两种储罐，一种为存放98%乙醇的储罐，另一种为存放掺混10%乙醇的汽油（E10）的储罐。美国规定必须掺混10%的乙醇，因此将E10作为基础燃料。在此基础上，消费者还可以选择乙醇比例提高到15%的E15、30%的E30，以及乙醇含量在50%至85%之间的E85。普通车辆可以使用E10和E15，而E30以上则需从专门开发的可变燃料车辆（Flex Fuel Vehicle）开始使用。

美国内布拉斯加州由 Bosselman Enterprises 运营的一家加油站油泵。消费者可以自行选择柴油（自左起第一个）、E85、E15、E10 以及未添加乙醇的汽油进行加注。美国谷物协会提供

乙醇比例越高，价格越便宜。完全不含乙醇的纯汽油每加仑3.649美元，E10为3.089美元，价格相差约18%。E15每加仑3.039美元，E85为2.489美元，按乙醇比例不同，价格最多可相差约47%。实际销量最高的是E15，其次是E10。据介绍，即便混合乙醇，驾驶者在实际驾驶中也感受不到性能差异，而且辛烷值更高，更有利于抑制爆震现象。通常为了提高辛烷值需要加入添加剂，这样一来价格会比普通汽油更贵，但乙醇混合燃料则恰恰相反，更加便宜。

Bosselman Enterprises 会长 Charlie Bosselman 表示：“根据乙醇销售量，政府会提供激励措施，加油站经营者安装混合燃料加油机也能获得一定优惠，因此可以以具有竞争力的价格供应。我们同时也在经营充电业务，但在电动汽车普及前景尚不明朗的情况下，公司战略是配备多种手段，以应对客户多样化的需求。”