以可發(fā)酵糖為基礎(chǔ)原料，發(fā)酵生產(chǎn)能源產(chǎn)品如乙醇、丁醇等替代汽油、煤油、柴油，或生產(chǎn)化工產(chǎn)品如乙酸、乳酸、檸檬酸、乙烯、化纖、橡膠等替代石油化工產(chǎn)品。這個(gè)從植物種植、可發(fā)酵糖（工業(yè)糖漿）獲得，到生產(chǎn)使用這類能源化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)稱為糖醇能源化工產(chǎn)業(yè)。提出糖醇能源化工產(chǎn)業(yè)，以期全部或部分替代石油能源化工產(chǎn)業(yè)。

玉米秸稈、高粱秸稈、甘蔗等植物中含有大量的果糖、葡萄糖、蔗糖等可發(fā)酵糖，把這些糖從植物中提取并制成糖漿儲存起來。這些糖漿主要用工業(yè)發(fā)酵，因此稱其為工業(yè)糖漿，以區(qū)別食用糖漿和制糖工業(yè)的廢糖蜜；為便于生產(chǎn)使用上的計(jì)量方便，我們又把含可發(fā)酵糖50%的工業(yè)糖漿稱之為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)糖漿，簡稱標(biāo)漿。標(biāo)漿獲得的過程如同石油的勘探、鉆井、開采和原油脫水、脫氣、去泥沙制成標(biāo)準(zhǔn)原油一樣。

工業(yè)糖漿可長期儲存，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。有了大量恒量、長期穩(wěn)定的標(biāo)漿，就可以像現(xiàn)有石油能源化工一樣大量生產(chǎn)糖醇能源化工產(chǎn)品，滿足社會(huì)對內(nèi)燃機(jī)用液體能源和有機(jī)化工產(chǎn)品的需求。
 

糖醇能源化工相對于石油能源化工來說，一是可再生的，二是清潔零碳排放。但是石油能源化工對現(xiàn)代社會(huì)太重要了，人類須臾不能離開，一旦離開人類便不會(huì)過日子了！全球2015年使用石油43億噸，比消耗的糧食（26億噸）還要多，我們能否生產(chǎn)如此海量的工業(yè)糖漿呢？！不光是數(shù)量要能代替石油，而且在化工品種上、應(yīng)用領(lǐng)域上也要能完全替代！

一、工業(yè)糖漿（標(biāo)漿）可生產(chǎn)量預(yù)測

單糖（果糖，葡萄糖）、雙糖（蔗糖，麥芽糖）等可發(fā)酵糖在地球上廣泛存在，所有的植物都是通過光合作用將水和空氣中的二氧化碳合成為單糖，然后再合成為雙糖（蔗糖）、淀粉（糧食）、油脂（大豆、芝麻）、纖維素（棉、麻）、木質(zhì)素（樹木）等。單糖存在于所有植物的全生命周期中，草木植物一歲一枯榮，從種子發(fā)芽到生命結(jié)束的周期中，單糖既是植物自養(yǎng)的唯一物質(zhì)，也是植物成長中合成根、莖、葉、花、果的重要物質(zhì)。玉米、高粱、甘蔗等農(nóng)作物在結(jié)束生命周期之時(shí)，植物莖稈中還合有大量的單糖物質(zhì)。甘蔗等莖生植物的單糖是為了來年發(fā)芽以延續(xù)生命周期，玉米、高粱等種子植物植株中的單糖則隨植株死亡，隨時(shí)間逐漸分解成二氧化碳重回大氣之中。玉米高粱植株高大，單位面積生物學(xué)產(chǎn)量高，經(jīng)我公司十幾年的資源調(diào)查，實(shí)驗(yàn)分析，在其果實(shí)（糧食）成熟收獲時(shí)，植株中含這些可發(fā)酵糖大約在鮮植株總重量的10%左右。以玉米秸稈為例，玉米成熟收獲時(shí)，若玉米產(chǎn)量在600公斤／畝時(shí)，玉米秸稈產(chǎn)量約2000公斤（2噸），即這2噸玉米鮮秸稈中含有果糖、葡萄糖、麥芽糖等可發(fā)酵糖在200公斤／畝，合含可發(fā)酵50%的標(biāo)漿400公斤／畝。但是我們不可能將這些可發(fā)酵糖全部提盡，我們目前的工業(yè)水平大約只能榨汁60%，汁液含糖10%，做成標(biāo)漿240公斤／畝（2000×60%×10%÷50%＝240），提凈率約60%（240÷400＝60%），若提凈率達(dá)到80%，則可生產(chǎn)標(biāo)漿320公斤／畝（400×80%＝320）。

若平均每畝玉米秸稈生產(chǎn)300公斤(0.3噸)標(biāo)漿，我國5.5億畝（2015年）玉米秸稈可生產(chǎn)1.65億噸標(biāo)漿（5.5×0.3＝1.65）。另外我國現(xiàn)有生物質(zhì)中還有0.5億畝高粱秸稈、4億畝秸稈、0.7億畝紅薯葉藤，還有大量的歪瓜劣棗、林間落果、蔬菜剩余物、甘蔗葉梢、甜菜莖葉等，這些生物質(zhì)在其青鮮時(shí)（而非干燥后）都可以直接提取可發(fā)酵糖生產(chǎn)工業(yè)糖漿，我把這些生物質(zhì)統(tǒng)稱為“糖源”。

更重要的是我國還有10億畝以上的可治理沙漠沙地鹽堿地及退化草場，這些土地資源經(jīng)改造后都可以種植高產(chǎn)高糖的甜高粱生產(chǎn)工業(yè)糖漿。我在專著《工業(yè)糖漿及糖醇能源化工概述》中預(yù)測，我國工業(yè)糖漿（標(biāo)漿）的年產(chǎn)量可達(dá)12億噸。全球其他國家不像我國的國情一樣人多地少，非洲、澳洲、南北美洲及西亞中亞都是人少地多，我預(yù)測到2040年全球可年產(chǎn)標(biāo)漿200億噸。

二、糖醇能源化工產(chǎn)品品種及應(yīng)用領(lǐng)域

石油能源化工的產(chǎn)生和發(fā)展，帶動(dòng)人類進(jìn)入了前所未有的繁榮發(fā)展時(shí)期，石油能源化工深入到人類生產(chǎn)生活的方方面面，其重要性甚至比糧食還要大，比原子彈的威力還強(qiáng)大！正因?yàn)槿绱耍瑢κ湍茉椿さ难芯刻剿饕苍敱M深入，在石油能源化工的基礎(chǔ)上發(fā)展出一門叫《有機(jī)化學(xué)》的專科。《有機(jī)化學(xué)》研究出世界上各種有機(jī)物質(zhì)的區(qū)別、聯(lián)系和相互變化的規(guī)律性。

石油在《有機(jī)化學(xué)》中稱之為烴類化合物，是取石油中兩個(gè)基本化學(xué)元素碳（tan）的聲母和氫（qing）的韻母組成的一個(gè)新字烴（ting），因此石油也成為碳?xì)浠衔铩Ｌ鞘恰队袡C(jī)化學(xué)》中的碳（tan）、氫（qing）、氧（yang）化合物，取碳的聲母（t）和氧的韻母（ang）叫糖（tang）。

自從人類發(fā)現(xiàn)了石油的能源化工的用途后，其研究、應(yīng)用的熱性一直不減。石油的能源用途汽油、煤油、柴油使人類跨越距離障礙的時(shí)間變短了，人類的活動(dòng)范圍變大了，活動(dòng)強(qiáng)度更強(qiáng)了；石油農(nóng)業(yè)使糧食大幅增產(chǎn)，人類不再遭受饑餓之苦；石油化纖使人類不再唯依賴棉、麻、皮，免遭天氣寒冷之脅迫；石油塑料器具制品比金屬易得比陶器耐用；石油橡膠取代天然橡膠等。另有醫(yī)藥、化妝品、香精香料、抗菌殺蟲、洗澡用品等等用途。石油能源化工產(chǎn)品有幾十萬種之多，并且現(xiàn)在仍在持續(xù)發(fā)展中！以是觀之，借用佛語可謂“功德無量”！

石油能源化工產(chǎn)品品種繁多，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，有人說石油化工工程師比其他類所有的工程師還要多。但是石油的根本弱點(diǎn)在于其不可再生性，人類剛使用百年便消耗過半；石油的另一個(gè)缺點(diǎn)是其污染性，不管怎么說，石油能源化工都是將地底下的碳元素變成二氧化碳排放到大氣中。因此，石油是不可持續(xù)的，人類一定要找到其替代品。糖類化合物與石油的化學(xué)組成類似，因此糖類化合物是替代石油的首先目標(biāo)。

從大類別來論，石油有能源用途和化工用途，那么糖醇能源化工生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和應(yīng)用領(lǐng)域上是否可以全部替代石油的這兩大用途呢？答曰：可以全部替代，甚至可以開發(fā)出更多品種和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域！

1、糖醇能源

①、乙醇燃料：乙醇的化學(xué)性質(zhì)與汽油類似。2015年，美國用玉米生產(chǎn)了4400萬噸乙醇燃料，巴西用甘蔗生產(chǎn)了1800萬噸，我國用部分多余的糧食和木薯生產(chǎn)了230萬噸，加上歐盟及其他國家，全世界共生產(chǎn)7000多萬噸。應(yīng)該說乙醇內(nèi)燃機(jī)燃料是已經(jīng)規(guī)模化生產(chǎn)了的，只是因?yàn)樵蠁栴}而不能繼續(xù)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。現(xiàn)在我們提出了工業(yè)糖漿和糖醇能源化工的概念，在理論上工業(yè)糖漿的產(chǎn)量比石油還要多，就可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化地生產(chǎn)乙醇燃料。

工業(yè)糖漿生產(chǎn)乙醇燃料的化學(xué)方程式如下：
 

可發(fā)酵糖生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化率51%，標(biāo)漿含可發(fā)酵糖50%，考慮到發(fā)酵過程的糖損失和乙醇蒸餾過程中的乙醇逃逸率，約4.4噸標(biāo)漿可生產(chǎn)1噸燃料乙醇（4.4×50%×51%=1.1≈1）。

我國2015年消費(fèi)1.2噸汽油，石油原油產(chǎn)成品油率約在60%，1.2億汽油約需2億噸原油（1.2÷60%=2）。若全部換成乙醇，需要約5.3噸標(biāo)漿（1.2×4.4≈5.3）生產(chǎn)。

乙醇替代汽油還有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是石油煉化汽油需要高溫高壓，脫硫除烯等，設(shè)備復(fù)雜，能耗物耗高，而標(biāo)漿發(fā)酵生產(chǎn)乙醇在常溫常壓下即可，也無需排雜除害，因此設(shè)備簡單，生產(chǎn)安全。二是乙醇燃料的化學(xué)成分單純，在內(nèi)燃機(jī)爆燃也容易調(diào)整燃點(diǎn)，燃燒充分，其尾氣排放不會(huì)有硫化物（SOx）、不會(huì)有碳黑碳粒等積碳。

②、丁醇燃料：丁醇的燃燒性質(zhì)與柴油煤油類似。我國華北制藥公司和南陽天冠集團(tuán)都有成熟的生產(chǎn)流水線。丁醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）也已經(jīng)研發(fā)成熟，天冠集團(tuán)接送職工上下班的廠車就是使用的丁醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

工業(yè)糖漿生產(chǎn)丁醇燃料的總方程式如下：
 

可發(fā)酵糖生產(chǎn)丁醇的轉(zhuǎn)化率為41%。標(biāo)漿含可發(fā)酵糖50%，考慮發(fā)酵時(shí)糖損失及蒸餾時(shí)的逃逸率，約5.5噸標(biāo)漿可生產(chǎn)1噸燃料丁醇（5.5×50%×41%≈1）。我國2015年消費(fèi)柴油煤油約2億噸，約需3.4億噸原油煉制（2÷6%≈3.4）。若全部換成丁醇，需要約11億噸標(biāo)漿（2×5.5=11）。

③糖電池或乙醇電池：以乙醇或直接以糖為原料，利用原電池的工作原理，使乙醇或糖通過空氣電化學(xué)緩慢氧化產(chǎn)生電流為蓄電池充電，再用蓄電瓶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作。在糖源（標(biāo)漿）充足的社會(huì)條件下，也許有一天，汽（油）車將變?yōu)樘擒嚮虼架嚒?/p>

2、糖醇化工

石油化工按大類分有兩種，一是生產(chǎn)用量多或基礎(chǔ)性強(qiáng)的化工，如乙烯、塑料、橡膠、化纖、人造革等；二是要求精純精準(zhǔn)的精細(xì)化工，如化妝品、醫(yī)藥、洗滌用品、殺蟲劑等。石油實(shí)現(xiàn)化工的基本方法是在高溫高壓條件，使其烷烴分子裂解，裂變成烯類、苯類化合物，再進(jìn)行合成、聚合等。石油裂解，反應(yīng)條件苛刻（750-850℃），裂解物成分復(fù)雜，需要深冷（零下幾十至一百多度）才能將其分擇出來…
 

有了這些烯類、苯類物質(zhì)，才能合成樹脂、橡膠、化纖、人造革等，才能進(jìn)行精細(xì)化工。

①糖醇化工之大化工

乙烯產(chǎn)量消費(fèi)量是衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化水平的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，我國由于石油不足，生產(chǎn)量只有0.2億噸／年，消費(fèi)量0.3億噸／年。為了彌補(bǔ)缺口，我國還進(jìn)行了大量的煤（或甲醇）制烯烴的工作（如寧東煤化工），耗資巨大，價(jià)格高昂！

以糖為原料生產(chǎn)烯烴就簡單成熟的多了，例如糖制乙烯，先由糖發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，乙醇分子內(nèi)部脫水。總反應(yīng)式如下：
 

我國年使用約0.3億噸乙烯，約需1億噸標(biāo)漿（1×31%≈0.3），生產(chǎn)設(shè)備簡單，反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染排放物。

②糖醇化工之精細(xì)化工

精細(xì)化工的原料都是來自于大化工，有了糖→醇→烯技術(shù)路徑，就有了大化工的所有原料。不僅如此，實(shí)際上有許多精細(xì)化工的原料可以接直接由糖而得，比如乙酸就可以直接由乙醇氧化而得，產(chǎn)品質(zhì)量更純，價(jià)格更便宜。有了大化工的各種原料，其他精細(xì)化工都可以像石油精細(xì)化工的路徑獲得。

三、糖醇能源化工全面替代石油能源化工的大型計(jì)算機(jī)高仿真模擬

1、我國2015年消耗石油5.6億噸，生產(chǎn)了3億噸能源（汽、煤、柴油）和0.2億噸乙烯產(chǎn)品，估計(jì)到2030年前后我國石油消費(fèi)頂峰時(shí)，石油消耗量達(dá)7億噸，按照當(dāng)量等量替代。需要約25億噸標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)糖漿。我國標(biāo)漿達(dá)峰時(shí)可年產(chǎn)約12億噸，還需要進(jìn)口13億噸。

2、糖醇能源化工在產(chǎn)品生產(chǎn)流通、系統(tǒng)管理等方面與石油能源化工類似，可以在不做大的改造情況后繼續(xù)使用已有的石化系統(tǒng)。

3、最大的問題還是能否生產(chǎn)足夠替代石油原油的工業(yè)糖漿。經(jīng)過多年研究，我提出了工業(yè)糖漿糖源的三大工程：

①、《玉米秸稈收儲運(yùn)工程》。該工程主要內(nèi)容是在玉米成熟收獲時(shí)，將玉米鮮秸稈（而不是干燥后秸稈）收起榨汁、制工業(yè)糖漿，每畝產(chǎn)0.3噸標(biāo)漿，我國有玉米5.5億畝，美國有6億畝，全球有28億畝。與此類似的還有《水稻秸稈收儲運(yùn)工程》。

②、《甜高粱工程》。該工程主要是說整治沙漠沙地，恢復(fù)生態(tài)，種植高產(chǎn)高糖的甜高梁，每畝可生產(chǎn)1噸標(biāo)漿，我國有這樣的邊際土地10多億畝，全世界有250多億畝。

③、《碎片化糖源收儲運(yùn)工程》。該工程主要是說把其他農(nóng)作物制余物、瓜果蔬菜剩余物等碎片化糖源收集起來利用。這類糖源在時(shí)間上時(shí)有時(shí)無，在數(shù)量上時(shí)多時(shí)少，在地域上稀密不定，我們把這種情況稱之為“碎片化糖源”。——農(nóng)業(yè)將再?zèng)]有廢棄物！

4、糖醇能源化工對我國糧食（食物）安全的影響，對全世界糧食（食物）的影響。

5、糖醇能源化工對我國和全球環(huán)境安全的影響。

6、糖醇能源化工對我國及全球經(jīng)濟(jì)、軍事、政治等影響如何？

……

上述的各種疑問還有許多，需要預(yù)先考慮。因此，我設(shè)想邀請農(nóng)業(yè)專家、石油能源化工專家、大型計(jì)算機(jī)仿真模擬專家、經(jīng)濟(jì)專家、政府官員等，對糖醇能源化工全面替代石油能源化工進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)模擬，既是提出問題、解決問題的過程，也是征詢意見、完善方案、利益平衡、達(dá)成共識的過程。

四、糖醇能源化工的優(yōu)勢及政策建議

我苦心研究近二十年，誕生了這個(gè)“糖醇能源化工”概念，“人家的莊稼好，自己的孩子好”，對自己這個(gè)“孩子”難免偏愛。當(dāng)然這些理念也是我研究的動(dòng)力：

1、糖醇能源化工是人類的終極能源化工之一，達(dá)到了能源安全、糧食安全、環(huán)境安全的高度統(tǒng)一！道德經(jīng)（17）有言“太上，不知有之，……功成事遂，百姓皆謂我自然。”，石油能源化工引導(dǎo)人類進(jìn)入生產(chǎn)力爆發(fā)時(shí)代，但是人類不能永遠(yuǎn)躺在這個(gè)“搖籃”里不長大——石油更像上帝為嬰孩期人類準(zhǔn)備的“奶水”，有且僅有，不是無限的。石油開辟了市場、積累了技術(shù)，人類要利用這些智慧進(jìn)入一個(gè)新階段——待那一天，百姓皆曰：“人類怎么會(huì)永遠(yuǎn)開采石油？！本來就應(yīng)該發(fā)掘植物中的糖類物質(zhì)來生產(chǎn)能源化工呀！”

2、再無汽車尾氣污染，沒有飛機(jī)的過境碳排放，全世界沒有了石油產(chǎn)業(yè)的每年百億噸的二氧化碳排放！石油產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員、技術(shù)設(shè)備等全轉(zhuǎn)入糖醇能源化工產(chǎn)業(yè)。

3、石油號稱為現(xiàn)代工業(yè)的血液，糖醇替代石油，等于為工業(yè)換血了！這將是一場深刻的社會(huì)革命，對世界的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事的影響將是深遠(yuǎn)的！至于達(dá)到何種程度，我不敢妄言。但是該事件可以使我國站在產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點(diǎn)、道德輿論制高點(diǎn)！

基于以上認(rèn)識，我斗膽向中央高層建言：

1、把糖醇能源化工產(chǎn)業(yè)定位于國家優(yōu)先重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)專攻。組織相關(guān)專家進(jìn)行理論論證、方案優(yōu)化，制定專項(xiàng)政策并進(jìn)行國家級的《產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》。鼓勵(lì)企業(yè)特別是中石油、中石化這樣的大型央企進(jìn)入該產(chǎn)業(yè)。

2、先易后難，先同后異。

糖源工程的三大工程《玉米秸稈收儲運(yùn)工程》、《甜高粱工程》、《碎片化糖源收儲運(yùn)工程》中，《玉米秸稈收儲運(yùn)工程》較為容易，不同的意見也較少。因?yàn)椤队衩捉斩捠諆\(yùn)工程》也是農(nóng)業(yè)公共基礎(chǔ)工程，更重要的是將玉米秸稈全面積全量化收集起來，就不會(huì)秸稈露天焚燒而導(dǎo)致空氣霧霾了。在《玉米秸稈收儲運(yùn)工程》獲得大量的工業(yè)糖漿以后，全社會(huì)就會(huì)對糖源工程有一個(gè)全新的認(rèn)識，這時(shí)再開展《甜高粱工程》和《碎片化糖源收儲運(yùn)工程》，就容易取得共識，不會(huì)激化矛盾。

3、國內(nèi)國際同時(shí)展開

我國的基本國情是人多地少，在大家對糖醇能源化工產(chǎn)業(yè)還沒有清晰認(rèn)識的時(shí)候，有人會(huì)指責(zé)《甜高梁工程》與民爭糧、與糧爭地、破壞生態(tài)等。一方面，我們要在國內(nèi)做試點(diǎn)示范，比如在內(nèi)蒙古的興安盟、通遼市或吉林省白城市這些治理?xiàng)l件較好的沙化地鹽堿地的地區(qū)開展試點(diǎn)，請社會(huì)各界參觀考察以凝聚共識，共同發(fā)展。

另一方面本項(xiàng)目也要走出去。澳洲、南美洲、非洲等人少地多，他們也在創(chuàng)造條件吸引中國投資。比如澳大利亞的“北部大開發(fā)”計(jì)劃，主要針對的是中國投資：那里地廣人稀，只有農(nóng)業(yè)項(xiàng)目才有可能大面積用地以繁榮起來，而農(nóng)產(chǎn)品（食品）在全世界普遍過剩。工業(yè)糖漿是農(nóng)產(chǎn)品而不是食品，其功用主要是替代石油生產(chǎn)能源化工產(chǎn)品，因此沒有過剩之憂！在這些地方開展本項(xiàng)目，就不要再試點(diǎn)示范了，而是直接規(guī)模化的做項(xiàng)目——投資大，地方歡迎；搶得先機(jī)（土地資源），優(yōu)先發(fā)展。

4、最后，誠摯地邀請各位專家、領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場參觀、考察、指導(dǎo)！10月份玉米收獲時(shí)，請各位專家領(lǐng)導(dǎo)到我公司的試點(diǎn)工廠，看看玉米鮮秸稈是不是有糖、有多少糖？看看工廠是如何把玉米秸稈田變成“石油田”的——當(dāng)然，由于全國全球都還沒有開展這項(xiàng)工作，我們的整個(gè)工藝還是比較艱難的！但是我們相信你們看后，會(huì)認(rèn)同這個(gè)項(xiàng)目的，會(huì)幫助我們把該項(xiàng)目更好地運(yùn)作起來的！