维普资讯 http://www.cqvip.com ”ｌ ｒ ｛｛ｍ ☆々 －一ｆ ｛ … … Ｌａｎｄ ＆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｈｅｒａｌｄ资源 掰 一、生物柴油及特性 二、原料来源 生物燃料已经变成继煤、油、天然气之后第四个最重要 的能量来源。国家发展和改革委员会（ＮＤＲＣ）能源研究所所长 韩文科说，２０２０年，中国将生产２００万吨的液体生物燃料，来 代替１０００万吨的精致石油产品。目前生物柴油的主要问题 是成本高。据统计，生物柴油制备成本的７５％是原料成本。因 此采用廉价原料提高转化从而降低成本是生物柴油能否实 用化的关键。目前，我国生产的生物柴油的原料主要来自以 下几个方面： １、地沟油 生物柴油是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的 新型燃料，属高脂酸甲烷。按化学成分来看，由于柴油分子是 由１５个左右的碳链组成的，植物油分子则一般由１４～１８个 碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此与常规柴油相比，生 物柴油具有下述优点： １、优良的环保特性。由于生物柴油中硫含量低，可减少 约３０％的二氧化碳和硫化物的排放量，（有催化剂时为７Ｏ％）； 生物柴油中不含污染环境的芳香族烷烃，因而排放的废气对 人体损害低于普通柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生 物柴油可降低９０％的空气毒性，减少９４％的患癌率；由于生物 柴油含氧量高，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与普通柴油 相比减少约１０％（有催化剂时为９５％）；生物柴油的生物降解 性高，对土壤和水的污染较小。 我国目前进行小规模生物柴油生产的企业，基本上依赖 资源非常有限的餐饮业废油——地沟油、废煎炸油以及各地 各种动物、植物油脂、植物油厂脚料油、酸化油、毛油等。 按照北京清研利华石油化学技术有限公司资料，地沟 油、酸化油、动物油、脂肪酸作为主要原料，成本分别为２６００ 元／吨、３０００元／吨、３０００元／吨、３１５０元／吨，销售价格分 别为４９００元／吨、５０００元／吨、４８００元／吨、５１００元／吨， 扣除辅助原料、添加剂、人工、能耗和其他税杂，吨利润分别 约为１６００元／吨、１３５０元／吨、１１００元／吨、１３００元／吨， 利润比较可观。 ２、较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达一 ２Ｏ℃。 ３、较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨 损率低，使用寿命长。 ４、较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险 品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性也是显而易见的。 ５、良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性能好于柴 油，燃烧残留物呈微酸性，能使催化剂和发动机机油的使用 寿命加长。 ６、可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通 过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。 ７、无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设 加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 ８、生物柴油以一定比例与石油柴油调和使用，可以降低 ２、油料作物 油料作物包括油菜、大豆、花生、棉籽、亚麻等，其中油菜 在世界范围内应用最广。 由于我国各地地沟油、酸化油、动物油、脂肪酸数量相对 固定，量也较少，因此开发油菜籽或者油料林木果实（油棕和 黄连木等），油料水生植物等产生生物柴油已成为目前开发 的亮点。 目前中国种植了大约７００万亩的油菜，每年的产量可达 到１３００￣１４００万吨，但是由于技术落后，每年仅能从油菜籽 中获ｌ０万吨的生物柴油。作为世界第三大燃油进口国，中国 去年进口３６００万吨的精炼石油，２００５年增长了ｌ５．７％，因此 依靠油料作物来生产柴油远远不能满足我国的需求。 油耗、提高动力性，并降低尾气污染。 生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气 排放指标不仅满足目前的欧洲ＩＩ号标准，甚至满足随后即将 在欧洲颁布实施的更加严格的欧￣ＨＩＩＩ号排放标准。而且由于 生物柴油燃烧时排放的二氧化碳量远低于该植物生长过程 中所吸收的二氧化碳量，从而改善由于二氧化碳的排放而导 致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴 油是一种真正的绿色柴油。 ３、油料林木果实 国外生物柴油生产都是以新油（如菜籽油）为原料，但我 国国情不同，目前我国不可能将大片土地用于种植含油作 物，同时在没有明确补贴的情况下，以新油为原料生产 ＿ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第三期 生物柴油其利润空间也十分有限。但是我国面积巨大的宜林 荒山荒地加上丰富的燃料油植物资源，可为生物柴油产业提 供丰富的物质基础。 多年来，我国对于木本油料树种研究已有一定基础，油 菜、油桐已建立多个育种资源库，形成了较为成熟的丰产栽 培技术。其他木本油料树种研究如乌桕、巴旦杏、榛子等具有 地方特色的油料树种研究也取得进展。湖南省林科院等单位 的研究证明，油茶、油桐、乌桕、麻疯树、光皮树、黄连木等树 种均适于制取生物柴油。 Ｅｌ前我国已经具备了年人工种植油料能源树种１００万 公顷以上的能力，只要有资金保障（每年１０亿元），到２０１０ 年“绿色油田”面积将达到１０００ｈｍｚ，果实产量可达１５００万 吨，可加工生物柴油５００万吨以上。到２０２０年，可发展到 ３６００万ｈｍ２，年产果实８４００多万吨，可以加工生物柴油３０００ 万吨。 ４、油料水生檀物 “工程微藻”生产柴油，为柴油生产开辟了一条新的技 术途径。美国国家可更新实验室（ＮＲＥＬ）通过现代生物技术 建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室 条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到６０％以上，户外 生产也可增加到４０％以上。而一般自然状态下微藻的脂质 含量为５％～２０％。 利用“工程微藻”生产柴油具有重要的经济意义和生态 意义，其优越性在于：微藻生产能力高、用海水作为天然培养 基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产 的生物柴油不含硫，燃烧时不排放有毒气体，排入环境中也 可被微生物降解，不污染环境，因此发展富含油质的微藻或 者“工程微藻”是生产生物柴油的又一大趋势。 兰、主要技术 生物柴油产业化技术现在已经成熟了，早已经过了实验 室阶段。Ｅｌ前，生产生物柴油主要有化学法、超临界法、生物 酶法等几种方法。 １、化学法 目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油 脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温 （２３０℃￣２５０￣Ｃ）下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯 或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲酯或乙酯在生产过 程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程 中可产生１０％左右的副产品甘油。但化学法合成生物柴油有 以下缺点：工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有相应的醇 回收装置；能耗高，色泽深，脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容 易变质；酯化产物难于回收，成本高；生产过程中有废碱液排 放，对环境有一定影响。 ２、超瞄界法 超临界甲醇法是利用植物油、动物油或者废油脂制备生 物柴油的新工艺，它的最大特点是不需要另加催化剂，超临 界甲醇既是反应介质，又是反应物与催化剂。与化学法相比， 它在反应速度、对原料的要求和产物的回收方面都有许多优 越性。超临界法对原料要求不高，无酸碱污染，转化率高。 超临界甲醇法与酸、碱催化法相比，具有如下优点：①不 需要催化剂，对环境污染小；②对原料要求低，水分和游离酸 对反应的不利影响较小，不需要进行原料的预处理；③反应 速率大大提高，反应时间大大缩短；④产物下游处理简单；⑤ 易于实现连续化生产。但是超临界甲醇法制备生物柴油也有 明显的缺点：①反应条件苛刻，高温高压，使反应系统设备投 资增加；②反应醇油比太高，甲醇回收循环量大。 ３、生物酶法 生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂和低碳醇通过脂 肪酶进行转脂化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法 合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点， 可以减少设备投资和污染，而且耗能少，对油脂原料要求也 低。但目前主要问题有：对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为 ４０％￣６０％。由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化和转酯化有 效，而对短链脂肪醇（如甲醇或乙醇等）转化率低，而且短链 醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于 回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使 固定化酶使用寿命短。酶的高成本和最多只能使用５～６次 的易失活性却成为推广这一生产工艺的瓶颈。 四、应用前量 由于生物柴油替代部分石油产品，可有效地缓解能源压 力，调整能源结构，增强国家石油安全；生物柴油原材料的生 产不受地理等因素影响，可以因地制宜种植生物柴油原料植 物，形成绿色能源储备库；生物柴油的生产也不受地理环境 的影响，免去了勘探、钻井、采矿及长途运输等环节，比石化 石油更容易普及和推广；生物柴油生产的布局也相对更容 易、更合理，在能源供应上更加，使得各国的能源不易受 到别国的干涉和控制，可减少对石油市场的依赖。 作为发展中国家的中国，与其它发达国家一样面临能源 供给压力和国际油价不断上升给经济安全带来的挑战，资料 显示，中国２００４年石油进口上亿吨，上升成为仅次于美国和 日本的全球第三大石油消费国。２００５年中国实际需要进口石 油ｉ．３亿吨，对外依存度上升到４０％，由于需求持续大幅度提 高而产量增速有限，预计到２０２０年，中国石油对外依存度将 达６０％左右，因而“寻求更多的可替代能源”的声音日渐清晰 和响亮。而且中国目前的技术和环境，也给生物柴油提 供了必然的发展空问。有关人士表示，国内的宏观环境， 有利于生物柴油技术的应用和推广，“十一五”规划中提出， 我国是油气资源相对匮乏的国家，要实现经济可持续发展， 必须大力节约石油资源以及开发替代能源。“十一五”规划将 生物柴油作为发展石油替代能源，正鼓励企业进行研究 与开发，引导生物柴油走向产业化。 （肖欣摘编自 业通讯》等）
