乙醇工业的扩张意味着对含镍不锈钢的更多需求

燃料乙醇产量增加一直是个超乎预期并充满争议的问题。燃料乙醇被视为应对气候变化和本国能源安全解决方案的重要组成部分，还因引发2008年食品价格上涨而受到指责。新政策的出现导致了新技术的发展。从长远看，无论最终达致何种燃料平衡的结构，含镍不锈钢都将持续不断地为之做出贡献。

在世界许多地区，乙醇是一种越来越常见的替代汽油的生物燃料。在美国，燃料乙醇几乎完全用玉米生产，而巴西用甘蔗生产几乎同样多的乙醇，在欧盟小麦是原料组合的一个重要部分。

乙醇是一种具有吸引力的燃料，因为它来自于可再生的资源。乙醇作为一种添加剂加到石油类燃料中，可减少燃烧时一氧化碳及颗粒物的排放量，从而比较清洁。在美国，政策鼓励扩大乙醇生产，以减少对石油的依赖程度，从而提高国家安全。

相关建设蓬勃发展

美国2005年能源政策法案要求在美国燃料供应中增加乙醇的加入量，导致美国在2004年到2008年年中乙醇工业的建设迅速发展，对不锈钢产生了相当大的需求。据估计，美国的乙醇工业在这个时期使用了约227000吨不锈钢。其中约60%是不锈钢中板，27%制成管道，其余则是管件等等。

用玉米生产乙醇的工作条件对大多数不锈钢来说腐蚀性不特别强：除少数工序外，大多数工序的pH值范围在5.8至2之间，温度相对较低。因此304L（S30403）是迄今为止最常用的不锈钢牌号，占乙醇设备使用不锈钢总量的约90%。剩下的10%主要2

是316L（S31603）不锈钢。也有少量地方使用合金20（N08020）、各种双相不锈钢和一些铁素体不锈钢。纯酒精几无腐蚀性，但它吸水性很强。生物乙醇的工艺过程产生的杂质如有机酸、硫酸和含盐氯化物会在水相中富集，对碳钢有相当大的腐蚀性。

建设一座年产4亿升乙醇的工厂通常需要约1600～2300吨不锈钢。不锈钢用在诸如玉米浸渍器、离心机、过滤器、混合器、干燥机和蒸发器等设备中。各种生产工段均使用不锈钢罐，例如液化罐、发酵罐、稀酵母调浆筒、发酵池、洗涤罐、酒糟输送线、离心滤液缓冲槽和糖浆罐。经济型双相不锈钢被用于制造厚壁容器，比标准300系列合金强度更高。大多数管道系统，包括泵和阀都是用不锈钢制造的。

当前的发展和趋势

对谷物乙醇产品的批评在2007－2008年越来越多，工业评论家们将世界粮食价格上涨与玉米用于乙醇生产联系在一起。工业评论家认为粮食消费增加及粮食价格高企与乙醇生产有关。玉米基乙醇还由于其寿命周期的环境影响而受到批评。有争议认为玉米基乙醇用作汽车燃料是增加而不是减少温室气体，特别是在把森林转化为耕地去种玉米时更是如此。

虽然现在有人提出当时粮食价格的高位及上涨更多地是受当时强劲的全球经济和石油天然气价格的驱动，而不是被对乙醇的需求驱动的，但各国政府还是受到压力要调查生物燃料生产的整个寿命周期的影响。

2007年，美国通过了能源独立和安全法案（EISA）。该法案把2022年可再生燃料的标准提高到1630亿升（360亿加仑）。为回应乙醇行业面临的批评，EISA规定到2015年美国玉米基乙醇的年消耗量封顶为680亿升（150亿加仑）。这一经修订的法案继续为美国生物燃料工业的扩张创造条件，同时鼓励研究和开发用其他资源，如用纤维素生产乙醇。

用纤维素生产乙醇是一种新方法，可以缓和对使用林地或用粮食生产燃料的担心。纤维素乙醇可用任何植物材料生产——包括玉米秸秆这种废弃的农业材料——有可能使产率翻倍，并减少其对气候变化的影响。

材料需求的演变

纤维素生物物质在转变成可发酵糖之前需要预处理。需要有一系列的预处理生产工艺，其中许多涉及到腐蚀性环境。不管使用哪种技术来分解生物物质以便其释放糖分，无论是酸水解或酶水解，预处理罐都是生产工艺的必要组成部分。在酸水解的情况下，由于高温和工艺介质中有硫酸（2%硫酸），工作环境的腐蚀性会非常强。小型半工业试验厂和示范工厂的酸水解罐是用合金C-276（N10276）及超级双相不锈钢制造的。一直在考虑使用其他酸，这就可能使用其他牌号的不锈钢。用于酶水解的预处理罐可以用316不锈钢，虽然也考虑了其他钢种如双相不锈钢2205（S32205）。

纤维素乙醇生产的工艺技术仍处于发展阶段。虽然第一个工业规模的纤维素乙醇厂正在建设，但预计从现在起的2～5年内，大规模的、具有成本竞争力的纤维素乙醇商业化生产还不会实现。

进入奥巴马政府时期

在今年2月通过的2009年美国复苏和再投资法案中，美国总统奥巴马提出，在未来几年将有580亿美元作为能源投资。其中，至少8亿美元要专门针对生物物质驱动的能源项目。奥巴马总统还宣布，政府将每年投资150亿美元用于可再生能源技术的开发，包括先进的生物燃料和高燃料效率的汽车。

更多的变化

在未来10～12年内，无论在美国还是国际上，乙醇工业都将需要相当数量的不锈钢。仅在美国，生物燃料工业预计将需要约50万吨不锈钢。北美的生物燃料工业仍将是一个关键的不锈钢最终用途市场;预计在未来20年，全球生物燃料产量增长的一半将发生在北美。从304L的使用情况来看，乙醇工艺技术公司认为它既可靠又具成本效益。随着纤维素乙醇的出现，316L不锈钢必将发挥越来越重要的作用。

21世纪社会使用的燃料组合将不同于20世纪后期的燃料组合。虽然在不同时期技术进步和政治优先可能有利于某些替代方案，但对含镍材料的需求是保持不变的，因为这些材料会提供生产这些燃料所需的性能。

时间框架

2005年：美国2005年能源政策法案建立了有史以来第一个有关可再生燃料标准的联邦法律。该标准规定的目标为：从当时到2012年，美国的燃料供应中将含有75亿加仑的乙醇。该法案为美国的玉米乙醇工业铺平了道路。

2007年：美国通过了美国能源独立和安全法（EISA）。该法案规定，2022年的可再生燃料标准提高到360亿加仑（1630亿升），但美国的玉米乙醇的消耗量被封顶在每年150亿加仑（680亿升）。对玉米乙醇封顶的规定鼓励了用其他资源，如纤维素研究和开发生产乙醇。

2009年：在2009年2月通过的美国复苏和再投资法案中，美国总统奥巴马在未来几年将划出580亿美元作为能源投资。其中，至少8亿美元要专门针对生物物质驱动的能源项目。

摘自《镍杂志》2009年9月