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燃料酒精的發(fā)展現狀和研究趨勢
燃料乙醇包括變性無水乙醇和含水乙醇。所謂變性無水乙醇是指對體積分數為95%左右的乙醇進一步脫水，再加上體積分數為5%的變性劑(一般為無鉛汽油或無鉛的烴類)，使之成為水分含量小于0.8%、且不可食用的變性無水乙醇，它與汽油按一定比例混合，可作為車用燃料；而含水乙醇是純度為93.2%±0.6%的乙醇，能直接作為車用燃料。
目前，乙醇已不單是一種優(yōu)良燃料，它已經成為一種優(yōu)良的燃油品質改善劑被廣泛使用，作為一種新型的、可再生的清潔能源而越來越受到世人的重視。燃料乙醇既是一種清潔能源，又是一種良好的汽油增氧劑和辛烷值調和組分，用以代替四乙基鉛、甲基叔丁基醚(mtbe)和乙基叔丁基醚(etbe)。將乙醇調入汽油中，對降低汽車尾氣中的一氧化碳和烴基類化合物的含量很有效，可以起到凈化空氣的效果；同時，燃料乙醇是一種生物轉化的太陽能，燃燒后本質上不會增加空氣中二氧化碳的含量，不會增加溫室效應，是一種取之不盡、用之不竭的可再生資源。在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能節(jié)約石油、凈化空氣，轉化多余的糧食，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展提供一條簡單有效的途徑。
一、國外燃料乙醇銷售和使用情況
1、美國玉米生產燃料乙醇產業(yè)鏈成熟
美國燃料乙醇開發(fā)和使用時間較早，早在1930年，美國在加州首次銷售乙醇汽油。1973年的世界石油危機中，巴西、美國率先推行“汽油醇計劃”，自此美國燃料乙醇產業(yè)加速發(fā)展。年產量突破10億加侖用了10年時間（1984-1993年），突破20億加侖也用了10年時間（1993-2002年），而由20億至30億加侖僅僅用了2年時間（2002-2004年）。根據美國能源部的計劃，到2025年可再生物質生產的生物燃料將代替從中東進口的石油的75%，到2030年將用生物燃料代替現在汽油使用量的30%，屆時將需要燃料乙醇600億加侖，即約1.8億噸。
目前，美國燃料乙醇生產量約占世界產量的33%。近年來生產使用情況及預測如下表所示。
美國燃料乙醇使用情況及預測
年份 使用量/（億加侖） 使用量/萬噸
2000 16 484
2003 28.1 850
2004 34 1027
2017 40 1211
2017 56 1514
2017 60 1800
2012 75 2271
2020 100 3000
資料來源：美國能源部
美國生產燃料乙醇的主要原料是玉米，基本90%以上的燃料乙醇企業(yè)建在玉米地里。生產工藝主要是全粒法（干法）階梯式連續(xù)發(fā)酵，其副產物干酒槽顆粒飼料（ddgs）可做牛的飼料。另外，有企業(yè)用溶劑將ddgs中所含油脂萃取出來，進一步制成生物柴油和甘油，也有企業(yè)將初餾塔釜底液進一步處理后，經復合纖維素酶酶解其中的纖維和半纖維素，分離后殘渣加工成蛋白飼料，酶解液進一步發(fā)酶制醋酸。醋酸可直接銷售，也可與乙醇生成醋酸乙酯，再氫解為乙醇，在這一系列反應中，葡萄糖將全部轉化為乙醇，而無co2析出，因此原料利用率大為提高。目前美國生產燃料乙醇的成本在0.33美元/升。
美國推廣燃料乙醇取得的明顯成效中可以有所借鑒：一是政府的立法行為起到了實質性的推動作用；二是實行燃料乙醇與其他深加工產品聯(lián)產的方式，企業(yè)可以根據市場行情進行產出結構調整和品種調劑，從而做到平衡生產，實現生產裝置的穩(wěn)定運行，經濟效益比較突出；三是燃料乙醇生產企業(yè)多數坐落在原料主產區(qū)，且產品深加工的資源和市場十分配套，美國的燃料乙醇企業(yè)建在玉米地里，能夠實現產品就地加工；四是農業(yè)生產實現了機械化，生產燃料乙醇的原料成本較低，同時，燃料乙醇產業(yè)的快速擴張又刺激了農業(yè)生產的迅猛發(fā)展，燃料乙醇企業(yè)和農民的收入一并得到了提高，實現了良性循環(huán)。
2、巴西推廣燃料乙醇使用最為成功
巴西是世界上推廣燃料乙醇最成功的國家，2017年，燃料乙醇占全國總能源消費量的76.41%，而在美國該比例為3.91%，泰國為1.88%，歐盟為1.19%，其它國家該比例均不足1%。08/09榨季巴西乙醇產量分別為251億升，預計09/10、10/11榨季乙醇產量將達258億升和297.7億升。巴西生產的甘蔗乙醇不僅在自己國家使用，也出口到其它地區(qū)，2017年巴西出口甘蔗乙醇30億升，占全世界甘蔗乙醇出口量的70%，其中58.9%是銷往美國，11.5%銷往荷蘭，其余銷往日本、瑞典等地。巴西農業(yè)部長羅伯托羅德里格斯宣布，到2017年，巴西計劃將乙醇燃料的年產量擴大到350億升，其中約100億升將用于出口。
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巴西乙醇產量統(tǒng)計
榨季 06/07 07/08 08/09 09/10e 10/11e
乙醇產量（十億升） 16.01 20.35 25.10 25.80 29.77
乙醇增產 27.1% 23.4% 2.8% 15.4%
資料來源：西杰優(yōu)盛
巴西燃料乙醇產業(yè)開發(fā)成熟與其國家政策支持和自然條件有關。在第一次石油危機爆發(fā)時，巴西近90%的石油依靠進口，國民經濟由此遭受了沉重的打擊。基于國家能源安全和經濟發(fā)展考慮，1975年，巴西實施了全國乙醇計劃。政府為甘蔗種植提供補貼，并在1500人以上的城鎮(zhèn)，強制加油站安裝乙醇加油泵。到20世紀80年代初，巴西銷售的車輛幾乎都使用乙醇燃料，軍人政權建立的配送體系，讓駕駛員能在任何地方加上乙醇燃料。
另外，巴西擁有最適合甘蔗生長的地理環(huán)境，而甘蔗則是目前已知最富含乙醇的原料。巴西是世界上能源農業(yè)成本最低的國家，每桶生物柴油的成本僅為26美元。只要石油價格超過每桶30美元，巴西生物能源的生產就有競爭力。其次軍政府的政策在很大程度上促進了巴西燃料產業(yè)的飛速發(fā)展。雖然巴西目前已經探明的石油和天然氣儲量在拉丁美洲僅次于委內瑞拉，基本上實現了自給自足。
再次是科技上的突破：①到21世紀初，巴西乙醇的生產效率已經翻了3番，生產成本已從60美分／升降至約20美分／升，具有充分的市場競爭力；②2003年，大眾汽車(巴西)公司向巴西國內市場引進了的第一種“靈活燃料”汽車，可以同時使用乙醇和汽油燃料，這種汽車的出現對燃料乙醇的發(fā)展也起到了重要作用。
經過多年的努力，巴西不僅成為乙醇的生產大國，而且生產工藝技術日漸成熟，是以乙醇燃料替代石油最成功的國家之一，現為世界上唯一不供應純汽油的國家。除得天獨厚的自然條件外，巴西燃料乙醇產業(yè)發(fā)展的關鍵在于：一是同美國一樣，立法起到了實質性的推動作用；二是政府的扶持政策運作理想，補貼和稅收減免計劃對企業(yè)有較強的吸引力；三是積極尋求國際合作，利用外資為該優(yōu)勢產業(yè)注入新的發(fā)展活力，同時積極拓展國際市場。
3、其它國家和地區(qū)發(fā)展積極發(fā)展燃料乙醇產業(yè)
歐洲積極推廣燃料乙醇的開發(fā)使用
歐洲委員會在2017年3月通過決議，為歐盟各成員國設立目標，要求它們在2020年之前，實現生物燃料在交通能源消耗中的比重占到10%的目標。歐洲生物乙醇燃料協(xié)會(ebio)發(fā)布信息表明，2017年，歐洲生物乙醇燃料產量同比增加了71%，達l5．65億升，2017年歐洲生物乙醇產量為9．13億升，2004年產量僅為5．28億升。歐盟2oo6年生物乙醇燃料消費量達到170億升，從巴西進口到瑞典、英國和芬蘭的大約為2．3億升。
歐洲主要國家燃料乙醇產量
2017（億升） 2017（億升）
德國 4.31 1.65
西班牙 4.02 3.3
意大利 1.28 0.08
波蘭 1.20 0.64
歐洲 15.65 9.13
資料來源：歐洲生物乙醇燃料協(xié)會
加拿大“生物燃料資本計劃”推動乙醇燃料發(fā)展
加拿大享受乙醇免稅政策，并支持發(fā)展生物燃料，以此作為溫室氣體減排計劃的重要舉措。根據2017年聯(lián)邦預算，未來7年內聯(lián)邦政府要撥款20億加元支持國家的可再生燃料生產。另外，政府已宣布投入5億加元的資金，通過“生物燃料和生物產品計劃”，來協(xié)助農民和農村社區(qū)開發(fā)新的生物經濟市場。據加拿大政府網消息，加拿大聯(lián)邦農業(yè)食品查克斯特拉爾宣布正式啟動生態(tài)農業(yè)生物燃料資本計劃。此項計劃旨在幫助農民建造和擴建生物燃料生產設施，以提高可再生燃料產量。為降低廢氣排放和減少溫室氣體，政府承諾，到2017年，可再生燃料在加拿大全部汽油中的含量平均要達到5％；到2012年，可再生燃料在所有柴油和加熱油中的含量平均要達到2％。
日本預計2030年全部使用e10燃料
日本環(huán)境省決定，到2030年日本國內出售的車用汽油應更換成el0（乙醇含量為10%）燃料。據日本環(huán)境省的計劃，車用汽油的更換是一個逐步推進的過程。2017-2012年，日本國內50％的燃料將更換成e3燃料(乙醇含量為3％)；從2020年起，日本開始供應el0燃料；到2030年，日本所有車用汽油都將更換成e10燃料。日本政府將投資80億美元購買巴西40個乙醇蒸餾工廠的部分股權，為日本即將推行的汽油與乙醇混合燃料使用計劃提供穩(wěn)定的能源供應。
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二、我國
1、我國燃料乙醇發(fā)展歷程
改革開放以來，我國糧食大幅度增產，由早期的勉強滿足自給變?yōu)槭袌鱿鄬^剩；同時，隨著國民經濟的持續(xù)增長，國內油料市場發(fā)生了極大變化，我國由石油自給自足變?yōu)槭蛢暨M口國。20世紀90年代后期，我國對燃料乙醇進行試生產，2000年政府決定將燃料乙醇的開發(fā)生產、使用列入第十個五年規(guī)劃。
2001年，國家投資建立了4個大型燃料乙醇生產企業(yè)，其中黑龍江、吉林和安徽的三個企業(yè)以玉米作為主要原料，三個企業(yè)的年均綜合生產能力為90萬噸左右。在河南省建立的企業(yè)主要以陳化小麥為原料，年均燃料乙醇生產能力約為20萬噸。
2o02年全國燃料乙醇產量才3萬噸。2002年6月30日起，鄭州、哈爾濱、洛陽、南陽、肇東等5個城市開展了為期一年的車用乙醇汽油使用試點工作，燃料乙醇的產量也開始呈現幾何級數增長。
2o04年4月，國家發(fā)改委、公安部、財政部、商務部等八部委下發(fā)《車用乙醇汽油擴大試點方案》和《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》。試點范圍開始擴大，“十五”期間，黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北、山東、河北、江蘇4省的27個市實現了燃料乙醇汽油封閉運行。
我國燃料乙醇發(fā)展歷程 時間 發(fā)展階段 發(fā)展特點
上世紀90年代中期至2000年 初期試點階段 對燃料乙醇試生產
2000-2017年 穩(wěn)步發(fā)展階段 國家出臺政策支持補貼生產企業(yè)，在示范城市推廣使用（生產原料為陳化糧）
2017-2017年 非糧乙醇發(fā)展 木薯、高粱等 糧食生產乙醇項目叫停；推廣發(fā)展非糧燃料乙醇。（主要原料為木薯）
纖維素 以農作物秸稈、皮殼為原料，發(fā)展探索階段，成本較高
資料來源：西杰優(yōu)盛分析整理
2017年2月人大會已審議通過了《可再生能源法》，同年我國已成為世界上繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產國和應用國。2017年，我國的燃料乙醇產量為10×108l，2017年底，我國已成為僅次于美國、巴西的世界第三大燃料乙醇生產國。
在各生產線全部投產，各地對燃料乙醇需求擴大之時，燃料乙醇生產原料告急，陳化糧已經遠遠不能滿足生產需要，各地玉米價格一路上漲，燃料乙醇開始被指責為“與糧爭地”、“與民爭糧”。針對國內一些地方盲目發(fā)展玉米加工乙醇能力的情況，2017年12月18日，國家發(fā)改委、財政部聯(lián)合下發(fā)緊急通知，要求“各地暫停核準和備案玉米加工項目，并對在建和擬建項目進行全面清理�！�2017年，財政部印發(fā)的《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》也明確提出：“石油替代可再生能源開發(fā)利用，重點是扶持發(fā)展生物乙醇燃料、生物柴油等，其中生物乙醇燃料是指用木薯、甘蔗、甜高粱等制取的燃料乙醇”。
2017年9月，中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會頒布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，燃料乙醇作為再生能源成為了政府重點推廣的新型能源。在國內對石油需求量日益增長的情況下，燃料乙醇的推廣和普及具有重要意義。
“十一五”期間，我國發(fā)展燃料乙醇重點推進不與糧食爭地的非糧食作物如薯類、甜高粱、甘蔗及植物纖維的原料替代；同時結合我國農業(yè)種植結構的調整和國外的成功經驗，因地制宜，專項發(fā)展能源作物，實現燃料乙醇原料供給多元化。2017年12月22日，中糧集團投資的國內第一個以木薯為原料的年產20萬噸燃料乙醇試點項目在廣西北海揭牌投產。
由于木薯生產燃料乙醇原料價格高，中糧集團曾計劃在廣西再建一個30萬噸的木薯乙醇項目，但時至今日尚未啟動。此外，雖然木薯和玉米、小麥相比，已屬“非糧”，但仍有“與糧爭地”的問題。因此木薯這類非糧作物也只能是一種過渡性原料，今后的發(fā)展方向只能使用纖維素生產乙醇。2017年8月，河南天冠集團開始建設年產3000噸的纖維素乙醇項目，這是國內首條纖維素乙醇產業(yè)化生產線。2017年5月27日，中糧集團宣布與中石化、丹麥諾維信公司(novozymes)聯(lián)手打造中國規(guī)模最大的纖維素乙醇工廠。新工廠將于2011年正式投建，規(guī)模為1萬噸/年。雖然目前其生產成本還比較高，但諾維信公司研制的諾纖力賽力二代(cellic ctec2)酶產品的成本可將成本大幅度降低。
2、我國燃料乙醇產業(yè)受政策影響較大
2002年我國燃料乙醇產量僅為3萬噸，2017年，我國的燃料乙醇產量達到81萬噸，2017年底，我國已成為僅次于美國、巴西的世界第三大燃料乙醇生產國。2017年燃料乙醇產量達到81萬噸，2017年達到158萬噸，2017年產量達到了172萬噸，同比增長8.86%。
2017-2017年我國燃料乙醇產量
年份 產量（萬噸）
2004 68
2017 81
2017 100
2017 --
2017 158
2017 172
資料來源：西杰優(yōu)盛調研
目前燃料乙醇的生產大多還集中在國家規(guī)定的5家定點生產企業(yè)。其中吉林燃料乙醇公司30萬噸后擴建到40萬噸，河南天冠燃料乙醇公司30萬噸，安徽豐原生化公司32萬噸后擴建到44萬噸，黑龍江華潤酒精公司10萬噸。另外，2017年底廣西中糧生物質能源公司木薯乙醇項目投產，年產能為20萬噸/年。
我國燃料乙醇主要生產廠家及其產能
生產企業(yè)2017 產能（萬噸） 主要原料
吉林燃料乙醇有限公司 40 玉米
黑龍江華潤酒精有限公司 10 玉米
安徽豐原生化股份有限公司 44 玉米
河南天冠燃料乙醇有限公司 30 小麥
廣西中糧生物質能源公司 20 木薯
資料來源：西杰優(yōu)盛分析整理
為避免惡性競爭，政府圈定了銷售范圍。在發(fā)改委2004年下發(fā)的《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》里，要求黑龍江華潤酒精有限公司的10萬噸燃料乙醇全部在本省使用；吉林燃料乙醇公司3o萬噸燃料乙醇在本省銷售1o萬噸，其余20萬噸調往遼寧銷售；河南天冠燃料乙醇公司30萬噸燃料乙醇在本省銷售13萬噸，其余17萬噸調往湖北和河北13個地市銷售；安徽豐原生化股份有限公司32萬噸燃料乙醇在本省銷售10萬噸，其余22萬噸調往山東、江蘇和河北的14個地市銷售。
試點范圍擴大后，到2017年l2月，黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省已全部實現車用乙醇汽油的封閉運行；湖北省已于12月1日起正式進行封閉推廣。在試點的9個省，乙醇汽油已占汽油消費量的20％，每年節(jié)省100萬噸的汽油。到2017年，安徽省乙醇汽油銷售總量比上年增長了l0％以上；湖北省車用乙醇汽油市場覆蓋率達9o％以上。另外2017年9月，廣西區(qū)宣布計劃從2017年12月15日開始運行銷售車用乙醇汽油，禁止銷售普通汽油，基本實現車用乙醇汽油替代其他汽油，廣西銷售的燃料乙醇由廣西中糧生物質能源公司供應。
我國燃料乙醇生產供應區(qū)域分析
生產省份 公司名稱 原料 供應省份
黑龍江 華潤酒精 玉米 黑龍江
吉林 燃料乙醇 玉米 吉林、遼寧
安徽 豐原生化股份 玉米 安徽、山東（7市）、江蘇（5市）、河北（2市
河南 天冠燃料乙醇 小麥 河南、湖北（9市）、河北（4市）
廣西 中糧生物質能源 木薯 廣西
資料來源：《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》
3、中糧控制了全國燃料乙醇70%產能
目前，中糧集團已經全資收購了黑龍江華潤酒精，入股吉林乙醇項目20％的股份，并對安徽豐原控股20.7%，成為安徽豐原的最大股東，“中糧”一舉掌控了四大項目175萬噸燃料乙醇的產能，在國內替代能源領域占據主導地位。目前中糧集團已經控股國家首批4家燃料乙醇定點生產企業(yè)中的3家，擁有目前全國70％的燃料乙醇產能。
中糧用于生產燃料乙醇接近一半的原料都是糧食。國家叫停糧食乙醇，作為農產品加工的產業(yè)，中糧面臨空前挑戰(zhàn)，也有更大的動機與國家層面的政策進行博弈，維持其既定利益。
國家首批燃料乙醇定點生產企業(yè)股權結構
生產企業(yè) 股權結構
吉林燃料乙醇有限公司 中糧20%，中國石油天然氣集團55%，吉林糧食集團25%
黑龍江華潤酒精有限公司 中糧全資持股
安徽豐原生化股份有限公司 中糧控股20.7%，其它股權分散
河南天冠燃料乙醇有限公司 天冠60%，中國石油化工集團40%
資料來源：西杰優(yōu)盛分析整理
4、成本居高不下，依賴政府補貼
全球著名咨詢機構科爾尼公司提供的《中國燃料乙醇產業(yè)現狀與展望——產業(yè)研究白-皮-書》顯示，目前中國燃料乙醇產業(yè)生產成本比美國高出17％；與此同時，中國乙醇的價格又比美國低18％。這樣就使得中國的乙醇生產必須要依靠政府的補貼才能夠保本、盈利。中美燃料乙醇的生產，在效率上也有較大的差距。中國生產1噸乙醇需要消耗12.0噸水，而美國只要1.8噸水；中國需要3.3噸玉米生產1噸乙醇，而美國的轉化率是2.8；中國乙醇生產的污染物排放也比美國嚴重得多。出于糧食安全的考慮，中國不可能像美國和巴西那樣大規(guī)模的種植用于乙醇制造的作物，因此，必然要求較高的資源利用率。
各國燃料乙醇生產成本對比
國家 主要原料 生產成本（美元/升）
美國 玉米 0.33
巴西 甘蔗 0.20
歐洲 小麥 0.48
中國 玉米 0.39
資料來源：中國農村能源行業(yè)信息網
2003年年末，中央政府針對四家乙醇企業(yè)制定了五年補貼計劃：2004年企業(yè)每生產1噸乙醇可享受2736元補貼，此后逐年降低，到2017年降為1373元(2017年，財政部又制定《生物燃料乙醇彈性補貼財政財務管理辦法》，不再實施固定補貼，轉而實行彈性補貼政策)。西杰優(yōu)盛認為，對燃料乙醇實行彈性補貼制度，或將加強企業(yè)的財務約束，有助于抑制相關定點廠家依賴補貼盲目擴張的沖動。
自2002年試點以來，4家燃料乙醇定點生產企業(yè)共減免兩稅1．9億元；中央財政共撥付虧損補貼20億元。
安徽豐原生物化學股份有限公司是上市公司，公司向公眾提供的數據是：國家提供的財政補貼，2017年為1883元／噸，2017年為1628元／噸，2017和2017年為1373元／噸。根據豐原公司2017年的財務報表，2017年豐原公司的營業(yè)利潤為-8億元，而凈利潤6170萬元，原因是巨額的營業(yè)外收入，其中主要是政府發(fā)給的燃料酒精補貼收入8.8億元和技改獎勵1億元。
河南天冠集團提供的數據顯示：2004年天冠集團每生產1噸燃料乙醇，國家給補貼2070元，2017年已把這個補貼降為1721元／噸，2017-2017年，國家對天冠集團燃料乙醇的生產補貼降為1373元／噸。
5、未來非糧燃料乙醇有廣闊的發(fā)展空間
中國的糧食安全問題一直作為國家政策關注的重點，當初發(fā)展玉米燃料乙醇是為了解決“陳化糧”問題，嚴格來說并非一項戰(zhàn)略決策而是過渡性政策。到現在，發(fā)展玉米燃料乙醇帶來的糧價、肉價上漲問題凸顯，就此停止玉米燃料乙醇的發(fā)展，本著“不與糧爭地、不與民爭糧”的原則，改走非糧為主的方案，是未來中國的必然選擇。
在《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項規(guī)劃》中提出，扣除限制發(fā)展的糧食生產燃料乙醇，未來5年還有350萬噸左右的非糧生產燃料乙醇發(fā)展空間，《規(guī)劃》中鼓勵發(fā)展以木薯、甘蔗、紅薯、甜高梁等原料生產燃料乙醇，并對各種原料的年加工量和產業(yè)布局進行了詳細規(guī)劃。
另外，國家大力支持發(fā)展非糧燃料乙醇，在《國家可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出了非糧燃料乙醇利用目標：到2017年，增加非糧原料燃料乙醇年利用量2ⅹ106噸；到2020年，生物燃料乙醇年利用量達到1ⅹ107噸。
面對非糧燃料乙醇巨大的潛在市場，中國石油等國有大型企業(yè)積極投入到非糧燃料乙醇行業(yè)中，并提出了各自的規(guī)劃目標。作為我國最大的能源生產和供應商，中國石油分別與國家林業(yè)局、四川和山東等省簽署了生物能源合作框架協(xié)議，共同建設非糧生物能源原料基地，并相繼開展以薯類、甜高粱為原料的燃料乙醇中試生產，同時積極開展纖維乙醇生產試驗，取得了顯著成效。此外，中糧集團、中科院等科研院所也正積極開展甜高粱、菊芋、藻類等非糧燃料乙醇的研究、中試及生產等工作。可以預計未來非糧燃料乙醇的生產將有著廣闊的發(fā)展空間。
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