阚叶明
安徽中粮生化燃料酒精有限公司 安徽 蚌埠 233000
摘要：现阶段，随着社会经济的发展，我国对生物燃料乙醇的需求不断增加。燃料乙醇产业是我国重点培育和发展的战略性新兴产业之一，在国家推进工业化与信息化深度融合的背景下，利用我国在工业互联网和第五代移动通信（5G）技术上的优势，以大数据、数字孪生和区块链等新技术为支撑，推进生物燃料乙醇产业的智能化、安全化发展新模式，对于我国燃料乙醇产业高质量发展具有重要意义。本文梳理并总结了国内外生物燃料乙醇产业的发展现状，提出了生物燃料乙醇产业智能生产新模式、安全生产新模式和产业管理新模式的总体思路。进一步开展关键技术攻关，实现以纤维素类生物质为原料的生物燃料乙醇技术突破，为国家粮食安全问题提供战略储备。
关键词：燃料乙醇；智能生产；安全生产
引言
近年来，生物燃料乙醇生产技术在借鉴国外技术的同时，经过不断的消化、优化及研发，国内生物燃料乙醇的工艺生产技术已经基本成熟，并形成了一批具有自主知识产权的成果。通过技术创新，实现降本增效，是我国生物燃料乙醇行业不断发展壮大、有效应对国内外市场冲击的最重要途径之一。
1燃料乙醇概述
燃料乙醇是目前世界上应用最广泛的可再生能源，也是我国重点培育和发展的战略性新兴产业之一，符合我国能源供给侧结构性改革和能源发展战略的方向。生物燃料乙醇是联通农业、能源和环保的国家战略性新兴产业，在保障国家粮食安全、解决能源危机和环境治理等方面将发挥更大的作用。一方面，燃料乙醇作为传统石化能源的替代品之一，有助于进一步优化我国能源结构，降低石油对外依赖度，保证能源安全；另一方面，生物燃料乙醇是粮食生产的“推进器”和粮食安全的“调节阀”，通过生物燃料乙醇的生产和加工，有助于稳定粮食生产，是解决“问题粮食”的唯一现实途径，可以有效促进农业健康发展。同时，燃料乙醇还是一种清洁能源，是汽油最环保的增氧剂和辛烷值促进剂，能够有效减少温室气体和PM2.5排放，对于改善大气环境质量有着积极作用。
2生物燃料乙醇产业未来发展的新模式
2.1基于发酵过程大数据的智能生产新模式
近年来，与工业大数据相关的国家政策加快了信息化与工业的深度融合，创新实现产业新模式。2018年，中国信息通信研究院发布的《中国大数据发展调查报告（2018年）》显示，2016—2018年中国工业大数据市场规模稳步增长，预计2018—2020年增速将保持在30%以上。生物发酵过程具有原料来源多样且不确定、发酵过程机理复杂、过程变量维数众多且交互影响复杂、设备单元特征各不相同等特点。同时，生物发酵过程保存了海量的历史生产数据，这些数据蕴含着生产过程丰富的特征信息。生物燃料乙醇作为生物发酵的典型过程，未来生产过程的新模式可基于生产线的历史运行数据，构建工艺知识图谱，利用大数据分析和深度学习来实现生产过程的建模与动态调度：①针对生物燃料乙醇生产过程原料来源不确定性造成的全局单一模型难以精确描述生产过程的难点，通过基于层次聚类算法的生产条件宏观模态判别技术以及对应的海量历史数据分割技术，结合不同类别样本构建对应类别的仿真模型，为生物燃料乙醇生产过程的智能化控制提供可靠样本数据；②针对目前生物燃料乙醇生产线发酵和分离等关键工艺过程机理认识不清的现状，对模型关键参数、结构等进行优化校正和自适应选择，通过开展大数据的信息挖掘来弥补机理认知的不足，实现发酵和分离等生物燃料乙醇生产线关键工艺过程的精确仿真；同时通过大数据整合的关键工艺过程性能指标在线计算模型，进行关键性能指标精确计算，用于指导生产过程的全局优化，实现生物燃料乙醇生产过程的智能化控制。基于工业大数据，结合先进控制、工艺优化等技术，使生产过程中的物料趋于平衡，显著提高生产效率、节约能源消耗，构成了生物燃料乙醇生产的新模式。
2.2加强市场监管、维护产业秩序
为了保证新的车用乙醇市场推广工作按计划区域和时限完成，在扩大推广使用车用乙醇汽油阶段，仍然按照“定点生产、定向流通、封闭运行、国家定价”的产业政策执行，已推广区域仍按照既有的运行模式操作，新增及利旧生物燃料乙醇产能应为新推广区域服务，不打破现有成熟市场的供应格局，既调动了新市场开发的积极性，又维护了已推广车用乙醇汽油市场的稳定运行。未来，随着车用乙醇汽油全国推广的实现，逐步推动生物燃料乙醇供需的市场化进程。国家及地方政府联合质量监督、市场监管、商务等部门，加强市场监管，规范市场供需渠道，严禁北方区域（及广西）成品油经营企业从非生物燃料乙醇定点生产企业采购燃料乙醇，严禁进口燃料乙醇在非允许区域销售、跨区域串货，维护生物燃料乙醇市场正常秩序。
2.3乙醇汽油推广建议
随着乙醇汽油推广速度的加快，我们应充分考虑国内生物质燃料乙醇行业健康发展和国内燃料乙醇日益增长的需求，笔者认为我国政府平衡两者关系应做好以下几点：1）国家发改委制定燃料乙醇调价机制（参照成品油调价机制），设定保底价，保护生物制燃料乙醇企业平稳发展。2）适度降低乙醇汽油售价，让老百姓在价格和油耗上找到平衡点，利于乙醇汽油的推广。3）鼓励支持石化企业直接建设或参股燃料乙醇企业，增加石化企业推广乙醇汽油的积极性。如中石油控股吉林燃料乙醇项目，中石油参股中粮生化和河南天冠。4）适度放开国内煤基燃料乙醇市场，分摊国内能源结构危机风险。延长石油煤基二甲醚制燃料乙醇项目已开始工业化推广。5）从国外进口廉价生物燃料乙醇，加收一定关税，防止其低价扰乱市场。6）生物燃料乙醇成本核算，酶制剂所占比例最大，鼓励支持开发生物质燃料乙醇核心技术（酶制剂），尤其我国在纤维素乙醇酶制剂方面还存在着一定差距。7）积极拓展新型绿色环保可持续发展燃料乙醇路线。
2.4企业层面注重创新生产模式和生产技术
加强与科研机构合作，坚持自主研发与引进吸收并举、基础研究与商业化应用结合的原则，建立完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。加强创新平台建设，增强自主研究能力，集中力量突破关键共性技术，探索适合国情的先进生物燃料技术路线。积极配合国家政策导向，提升市场竞争力，提高企业内部工作效率，支撑生物燃料乙醇产业的高质量发展。
结语
综上所述，燃料乙醇的供应应以生物质燃料乙醇为主，煤基乙醇及国外进口为辅，积极开发优化符合绿色环保可持续发展战略的生产路线，如重点攻关纤维素乙醇核心工艺（酶制剂）、开发新型城市垃圾经合成气制乙醇路线均是不错的发展思路。石化企业推广热情及消费者的接受度，这些均掣肘燃料汽油的推广。为改善国家能源结构和大气环境，加快乙醇汽油国内全覆盖，找到多方的平衡点，国家对其的宏观调控政策必不可少。
参考文献
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