丰原集团生物能源及生物化学品产业发展模式

丰原集团生物能源及生物化学品产业发展模式

丰原集团是一家经地方政府批准经营的加工制造企业。目前，员工约20.20人，总资产117亿元，由两个上市公司控制。主要拥有丰原生化、丰原药业、丰原食品、宿州生化(玉米乙烯)、江苏江山制药(Vc)、蚌埠丰原明胶等6家生产企业及1个国家级发酵工程技术中心。2005年预计可实现销售收入约65亿元,出口创汇约2.2亿美元,安徽省内实现创汇1.3亿美元。丰原生化是丰原集团的核心企业,从事农产品的精深加工,历经“九五”和“十五”的发展,已形成360万吨筑年的玉米、油料加工能力;有机酸、氨基酸、酒精、酵母等系列产品的生产能力位居中国第一位,特别是22万吨筑年柠檬酸系列产品,产量和市场占有率均占世界第一位;10万吨筑年赖氨酸和3万吨筑年L-乳酸产品的产量和市场占有率也已进入世界前六位。丰原在巩固原有发酵产品的基础上,又重点以农产品、秸杆等生物质资源为原料,利用先进的生物化工技术发展生物能源和生物化学品产业,即生产生物乙烯及其衍生产品、燃料酒精、聚乳酸生物可降解塑料、聚乳酸聚酯、无毒增塑剂等,这对改善能源消费结构、缓解石油资源短缺、保护环境、稳定农业生产、增加农民收入、实现可持续发展等具有重要的战略意义。一、推行清液发酵,生产符合我国现行生产经营条件的柠檬酸丰原集团的前身是蚌埠柠檬酸厂。1994年10月,该厂柠檬酸生产能力不足3000吨,资产不足5000万元,生产成本高,当时采用以山芋干为原料及传统的带渣发酵工艺,造成染菌率高、提取收率低、废水量大,污染严重,被列入淮河流域19家重点治理单位。由于生产成本高,产品质量差,致使企业资不抵债,面临倒闭。1994年10月,新的领导班子上任后,大刀阔斧地进行企业内部机制改革,推行新的人事、用工、分配制度。理顺指挥环节,精简机构;改革用工制度,引入竞争机制;改革分配制度,彻底打破铁饭碗,贯彻“严格管理、严而公正、严而有情、严而有信”的丰原管理十六字方针,形成全厂上下同心、团结一致搞生产经营的良好局面。面对企业连年亏损和环保的双重压力,新的领导班子经过深入调查研究,果断决策,决定采用新的原料(玉米)和工艺路线发酵生产柠檬酸。在当时资金十分紧张的情况下,企业多方筹借960万元进行科技攻关,历经半年,获得成功。清液发酵的科技攻关成功,改变了我国传统粗料发酵工艺的落后技术局面。新技术的成功应用,使柠檬酸产品吨成本降低约2200元,吨产品废水量降低近50%,且废水COD由以前的25000mg筑L,下降到12000mg筑L,处理难度下降近50%。产品质量完全达到美国药典和英国药典标准。由于产品质量大幅度提高,丰原集团的柠檬酸产品出现了供不应求的局面,在7年的时间里,产品由3000吨增加到22万吨,7年增长了70多倍,成为世界上最大的柠檬酸生产基地。丰原集团的“清液发酵技术”,开创了我国柠檬酸生产的全新工艺方法和发酵原料的新途径。该技术1996年获国家发明专利,同年获安徽省科技进步一等奖;1997年被国家专利局列为国家专利技术产业化示范工程项目,同年,被世界知识产权组织和国家专利局联合授予中国发明专利金奖。丰原又将此上游发酵技术延伸到其它有机酸、氨基酸、醇类等的发酵工艺上,结合国外先进的物理分离技术(膜分离、色谱分离、分子蒸馏等),开发了L-乳酸、赖氨酸、味精、酒精等产品,与传统工艺相比,都取得了巨大的经济效益和环保收益。二、丰原集团的济追求。根据其生物质产业主要是指利用可再生或循环的有机物质,加工转化成生物基化工产品和生物能源的一种新兴产业。它是在化石能源渐趋枯竭,人们环境保护、可持续发展和循环经济追求时,都把目光聚焦到可再生能源的背景下产生的。它是中国解决“三农”问题的需要,是改善能源结构的需要,是环境保护的需要,符合京都议定书要求,是循环经济的典范。丰原集团秉承“繁衍绿色生命,关爱人类健康”的宗旨,一直注重发展生物质产业,以科学的发展观为指导,发展循环经济和清洁生产。以“国家级发酵工程技术中心”为依托,联合国内大专院校、科研院所开展课题攻关研究。坚持自主创新与引进、消化和吸收相结合的方式,目前已掌握了一大批生物质产业发展的前沿技术。1.燃料乙醇mtbe国家发展和改革委员会已经实施燃料酒精的生产试点,并开始在汽油中按10%添加量推广应用,丰原集团作为试点单位之一主要负责安徽全省及江苏省、山东省、河北省部分地区市场的燃料乙醇供应。汽油添加10%的燃料酒精后,原汽油的一种添加剂MTBE(提高辛烷值)被替换掉,完全消除由MTBE产生的大气污染和地下水源污染,并节省10%的汽油用量。若国家制订标准提高添加比例,学习巴西国家燃料酒精经验,添加量可分别提高至20%、50%、70%、85%,而且汽车发动机系统的改造甚为简单,对石油资源短缺的补充和环境保护具有重要意义。丰原集团从2001年开始发展燃料乙醇产业,将柠檬酸“清液发酵”专利技术向燃料乙醇延伸,按照循环经济的原理进行系统的技术集成,先后建设了两套6万吨筑年和1万吨筑年的乙醇生产试验装置,进行技术创新和工艺优化。在此基础上,建设了国家定点试点———年产32万吨燃料乙醇项目,2005年11月份成功投产运行。2.系统运行稳定目前丰原集团的2万吨筑年玉米乙烯、环氧乙烷项目已于2004年11月份投产,是我国唯一一条生物质路线生产乙烯、环氧乙烷的生产装置,开辟了生产石化产品的新途径。系统运行稳定,效益可观,约3.5吨淀粉可转化成1吨乙烯产品,月利润超过600万元。丰原集团又在此生产技术基础上进行了改进,使乙烯的生产成本进一步下降。用生物质转化石油化工产品前途光明。如建设30万吨筑年生物乙烯生产装置,仅需投资约20亿元,约为石油路线生产装置投资的1筑2。30万吨乙烯消耗淀粉约100万吨,将有效地带动地区农业的发展,并可形成产业加工链,带动一个地区经济的发展,为发展石油替代产品树立样板。此外,乙烯是石化平台产品,向下延伸可生产众多石化产品。3.生物质的利用丰原集团与比利时合资生产的3万吨筑年L-乳酸,用于生产聚乳酸生物可降解塑料、聚乳酸聚酯,可替代石油生产的聚乙烯、聚丙烯塑料和石油化工生产的PET、PBT化纤聚酯。目前,各种聚乙烯基塑料的消费量约1800万吨筑年(其中不可降解的农地膜消费量约150万吨筑年,影响土地质量且造成白色污染),约50%为国内生产,20%为回收利用,30%依靠进口。由于进口聚乙烯价格较高,比非食用性淀粉质原料生产转化的产品价格高出约25%左右,所以在国内建立生物质加工生产线意义重大,既节约石油进口,又节约进口成品聚乙烯,节约外汇,且能大力推动农业发展,充分利用农业可再生资源,实现可持续发展,符合环保要求。利用生物质转化成聚乳酸聚酯,制成布料,可替代石化生产的化纤聚酯PET、PBT等。聚乳酸聚酯与石化聚酯两者的生产成本基本相当,但聚乳酸聚酯布料性能高于石油产品,纤维更天然。大约2吨淀粉质原料可转化1吨聚乳酸聚酯。我国每年石油化纤聚酯年需求量约1100万吨,50%原料PTA依靠进口,50%的乙二醇原料也靠进口,而且均为石油产品,若能以非食用性淀粉质原料加工转化取代,则可节约石油资源,减少环境污染,同时也有益于农业发展。4.秸秆原料生产燃料乙醇小试技术利用农作物秸秆生产燃料乙醇,对保护我国的粮食安全、拉动农业发展、增加农民收入、提高可再生资源的利用效率具有重要的战略意义。纤维素水解后生成的六碳糖还可以作为生产有机酸、氨基酸、酵母等的原料,对接丰原集团的传统产业。丰原集团作为国内农产品深加工企业,创造性的提出了秸秆原料生产乙醇的新思路。工艺流程采取先分离五、六碳糖后发酵乙醇;采取秸秆原料粗料发酵生产纤维素酶,使纤维素酶的成本进一步降低且具有较高的活性;在原料秸秆的收集、预处理方面,丰原集团将发挥自身的工程技术优势获得自主知识产权的工艺与设备。另外,丰原集团作为燃料乙醇定点生产企业,乙醇发酵技术水平在国内处于领先。丰原集团利用秸秆原料生产燃料乙醇小试研究在秸秆原料预处理、纤维素酶、五碳糖发酵技术上都取得阶段性成果,试验结果显示,生产1吨燃料乙醇需要消耗4吨秸秆(干基),成本应在4000～4300元筑吨,比玉米生产乙醇的成本低300～500元筑吨。秸秆按300～400元筑吨计算,农民每公顷土地可多获利不低于3000元。目前,300吨筑年中试装备正在紧张的制作过程中,预计2006年4月份即可建成,运行正常后,将建设3000吨筑年的大型中试装置,如果进展顺利,2007年可进行工业化推广。丰原集团致力于此项研究有望缩短该项重大工程的进程,促使中国成为率先实现秸秆原料生产乙醇工业化的国家。随着化石能源的逐渐减少和人类社会可持续发展的需求,人们需