2024白酒酿造能源需求分析与节能降碳发展路径研究报告-清华大学

白酒酿造能源需求分析与节能降碳发展路径研究报告作者：李祖宇 高浪2024/05Institute of Intelligent Energy Consumption能源消费智能化研究所关于我们ⅠInstitute of Intelligent Energy Consumption能源消费智能化研究所Institute of Intelligent Energy ConsumptionSichuan Energy Internet Research InstituteTinghua University能源消费智能化研究所目录Ⅱ执行摘要白酒作为中国特有的酒类，在食品饮料市场中占有重要地位。随着“碳达峰碳中和”目标的提出，白酒行业的节能降碳成为推动其可持续发展的关键任务。本研究旨在分析白酒行业的能源需求，探索其行业节能降碳的发展潜力并提出相应的发展路径。白酒行业具有丰富的产品类型和地域特色，其中浓香白酒行业具有丰富的产品类型和地域特色，其中浓香型、酱香型和清香型为目前的主要消费类别。四川和贵州是中国白酒产业的核心区域，产量和利润占全国的绝大部分。白酒生产涉及原料处理、制曲、糖化、发酵、蒸馏、白酒生产涉及原料处理、制曲、糖化、发酵、蒸馏、陈酿和勾调等多个环节，其中蒸馏（含蒸粮和蒸酒）环节是主要的能源消耗点。不同香型的白酒在原料选择、发酵工艺、生产流程等方面各有特点，但均需大量的热能和电能。通过对部分白酒企业的生产成本和能源消耗数据进行分析，发现能源消耗的效率和成本在不同企业间存在显著差异，不仅具有推动行业节能降碳的巨大潜力，对企业的降本增效亦具有重大意义。在白酒行业节能降碳的发展路径上具有三大重点任务：1.推广热泵和电锅炉应用，以替代传统的燃煤和燃油锅 炉，从而实现清洁能源的生产和供应。2.加强余热的梯次利用，通过改进设备和工艺流程，提 高能源利用效率，减少能源浪费。3.完善废弃物循环处理体系，将酒糟和废水等废弃物转3.完善废弃物循环处理体系，将酒糟和废水等废弃物转 化为可再生能源，实现资源循环利用。此外，建议政府加强政策引导，完善激励和约束机制，推此外，建议政府加强政策引导，完善激励和约束机制，推动行业绿色转型。同时，鼓励企业增进低碳技术和绿色装备的认知，提升内部管理水平。白酒行业的节能降碳不仅是响应全球气候变化的需要，也是提升行业竞争力的重要途径。通过技术创新、管理优化和政策支持等手段，白酒行业有望实现绿色、低碳、高效的可持续发展。Ⅲ研究背景1图片来源；中国《四川郎酒之声》品牌杂志第 1 期一、行业概述图片来源；中国《四川郎酒之声》品牌杂志第 2 期2图 1.1 2016-2023 年白酒产销及出口量统计 *数据来源：国家统计局，Choice，海关总署*2023 年白酒销售数据暂缺3二、产业脉络4据目前的国家标准，白酒分为十二种主要香型，包括浓香型、酱香型、清香型、米香型、凤香型、豉香型、芝麻香型、特香型、兼香型、老白干香型、董香型和馥郁香型。各类香型白酒在原料处理、制曲、发酵、蒸馏、陈酿和勾调等工艺段具有相似性，但在酿酒原料选择、酒曲品种、工艺控制特性、生产流程与循环上均各有特点。白酒制酒原料主要包括高粱、玉米、大米、小麦、青稞、薯白酒制酒原料主要包括高粱、玉米、大米、小麦、青稞、薯类、豆类和糖蜜等。部分工艺中，需添加辅料使酒醅保有一定的疏松度和含氧量，有利于其升温发酵。常用辅料包括粗谷糠、稻壳、高粱壳和玉米芯等。各类糖化发酵剂中，南方大曲多采用小麦，生产酱香型和浓香型白酒；而北方大曲多采用大麦和豌豆，生产清香型白酒；高寒地区酿酒则主要采用青稞制大曲。小曲原料一般为精白度不高的籼米或米糠。麸曲主要采用麸皮，即小麦最外层的表皮。酒母指人工酵母培养物或培养液，一般采用玉米粉或薯干粉制作。图 2.1 酿酒行业分类* 参考自《GB/T 4754-2017 国民经济行业分类》5表 2.1 白酒主要香型简介 ** 资料来源：《GB/T 17204-2021 饮料酒术语和分类》6三、白酒生产工艺及设备图 3.1 大曲白酒典型酿造工艺流程7表 3.1 酱香工艺简介8图 3.2 坤沙酱香白酒“12987”酿造工艺典型流程以茅台为代表的坤沙型酱香白酒遵从“12987”工艺流程，即每年一个生产周期、两次下粮投料（下沙和糙沙）、九次蒸煮、八次发酵和七次取酒。每批酒取酒入库后均需要经过三年以上的贮存时间。9图 3.3 浓香型白酒酿造工艺典型流程酵糟醅加入原料和辅料后，再经蒸煮糊化、打量水和摊晾下曲等工序后继续放回原来的窖池后密封发酵。分层堆糟指在窖内发酵完毕的糟醅在出窖时按照面糟、母糟分开出窖，面糟在蒸酒后弃糟处理，而母糟在出窖时自上而下逐层出糟堆放，经取糟配料、拌料、蒸酒、撒曲后继续投入原窖池发酵，从而一直保持原窖母糟风格和窖池的等级质量，因此俗称“ 千年老窖万年糟 ”10图 3.4 清香型白酒酿造工艺典型流程11人工踩曲成型度更高及韧性更好等原因，酱香白酒仍保留采用人工制曲。曲房温湿度控制对于影响曲块内微生物群落演替、控制大曲菌种比例尤为重要，传统方法一般采用人工测温，再通过人工调节门窗、围盖草栅和洒水等方式调控曲面温度。新式智能化曲房可结合传感系统、中控系统、自动窗机系统、加湿系统和空气能热泵系统等以控制曲面温度曲线最贴合目标工艺温度曲线。图 3.5 传统曲房和智能化曲房制曲①图 3.6 白酒发酵窖池②①图源：中国酒志网；《智能化环控曲房的设计和应用研究》②图源：凤凰网12图 3.7 传统酒甑与新型酒甑 ** 图源：凤凰网；贵州日报13四、白酒成本剖析与用能评估图片来源：《四川郎酒之声》品牌杂志第一期14表 4.1 部分酒企生产成本剖析注：单产成本 = 企业酿酒业务年度总成本 / 成品酒年产量；能源成本 = 单产成本 * 能源成本百分比；单产用能 = 标煤化表达的年用能量 / 成品酒年产量；能源折价 = 能源成本 / 单产用能，表示企业为每千克标煤能源消费所支付的能源费用。“-”表示无可信数据源。数据来源：各企业年报，各企业环境、社会及治理 (ESG) 报告。15图 4.1 酒企生产成本与能源成本聚类分析16表 4.2 不同供热设备能源价格与折算价格表图 4.2 部分酒企单产用电量与用气量分布图图 4.3 部分酒企蒸汽用能折算价格推测电锅炉（元 /kWh)热泵（元 /kWh)燃煤锅炉（元 /t）燃油锅炉（元 /t）天然气锅炉（元 /m³）能源折算价格（元 /kgcc）蒸汽折算价格（元 /t）酒企 A酒企 B酒企 D酒企 F酒企 G酒企 J酒企 J酒企 P17五、白酒节能降碳发展路径181920图 5.1 白酒酿造节能降碳技术路线示意图21行业案列分别参考于五粮液公司 ESG 报告；贵州茅台公司 ESG 报告22行业案列分别参考于五粮液公司 ESG 报告；贵州茅台公司 ESG 报告23行业案列分别参考于五粮液公司 ESG 报告；水井坊公司 ESG 报告24表 5.1 电锅炉 - 天然气锅炉单位小时能源成本差异表若再结合水蒸气压缩机（Mechanical Vapor Recom-p r e s s i o n ， M V R ） 的 使 用 ， 其 输 出 蒸 汽 可 达180~200℃。但是一般而言，