生物柴油产业化任重道远

　　应对能源危机是本世纪人类面临的巨大挑战。据国际机构最新估算，世界上石油稳定供给不会超过20年，枯竭期仅为50年。中国是世界上石油资源相对贫乏的国家，因此对生物能源及新材料的研究尤为重要。

　　我国“十一”五规划中确认了生物汽、柴油代替车用石油燃料的重要性。

　　典型的“绿色能源”

　　生物柴油是清洁的可再生能源，是优质的石油柴油代用品。它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、餐饮废油等为原料制成。

　　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，降低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约可减少10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高，因此具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约3 0%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于普通柴油。

　　生物柴油具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性是显而易见的。同时，生物柴油具有良好的燃料性能。由于十六烷值高，使其燃烧性好于普通柴油。生物柴油燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。最为显著的优点在于作为可再生能源，与石油储量不同，通过农业和生物科学家的努力，其供应量不会枯竭。

　　生物柴油从何而来

　　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催化剂和高温作用下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥后生成。生产过程中还可产生10%左右的副产品甘油。

　　生物柴油产业化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。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国己开始通过基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工业废油和废煎炸油，欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。

　　由于化学法合成生物柴油有工艺复杂、成本高、生产过程有废碱液排放等缺点，人们开始研究用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酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。

　　“工程微藻”为生物柴油生产开辟了一条新的技术途径。“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。利用“工程微藻”生产柴油其优越性在于：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，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境，发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。

　　国外迅速产业化

　　生物柴油于1988年诞生，由德国聂尔公司发明，以菜籽油为原料提炼而成的洁净燃油。突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家，尤其是资源贫乏国家的高度重视。西方国家为发展生物柴油，在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用，美、德、意等国都制定了生物柴油技术标准，完善生物柴油的产业化条件。各国政府还实行积极鼓励的政策，在生物柴油的价格上给予一定的补贴或者免税优惠。

　　与常规柴油相比，生物柴油价格要贵1倍以上，为此欧盟发布了两项新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率，并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。

　　西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。据统计资料显示，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万吨／年；欧盟国家早在2001年生物柴油产量已超过100万吨；2000年德国的生物柴油已达45万吨；法国有7家生物柴油生产厂，总能力为40万吨／年；意大利有9个生物柴油生产厂，总能力33万吨／年；奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万吨／年；日本生物柴油生产能力也达到了4 0万吨／年。

　　我国起步晚进展快

　　我国政府为解决替代能源和环保问题制定了一系列政策和措施。虽然我国生物柴油的研究与开发起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。

　　早在上世纪80年代，原机械工业部和原中国石化总公司就拨出专款立项，对生物柴油进行系统研究。中国科学院还把生物柴油列入“八五”重点科研项目。20世纪90年代初开始，长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究，“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。

　　近几年，我国生物柴油技术已取得重大成果。由中科院海洋研究所与山东省花生研究所共同承担的 “生物柴油生产关键技术及创新材料的研究”去年通过了相关单位组织的验收。经过两年的努力，建立了化学法和脂肪酶法生产生物柴油关键技术与工艺路线，生物柴油的采得率达到98%以上，各项指标优于国家现行的生物柴油标准GB/T20828-2007，达到德国生物柴油标准。该项研究还对海藻油脂的提取进行了研究，取得了大量的技术储备。该项目技术已经完成了小试、中试试验，取得一批具有自主知识产权的成果，并初步实现了产业化。其他如海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。

　　产业化前景诱人

　　我国石油储量有限，是一个石油净进口国，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此提高油品质量对中国来说具有重大的现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势,目前各方面的研究又都取得了阶段性成果，可以预计在2至3年内，我国在该领域的研究将会达到实用水平。

　　发展生物柴油，我国有着十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热资源分布各异，能源植物资源种类丰富多样。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用，只有向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化，才能走出符合中国国情的生物柴油发展之路。

　　汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向，据专家预测，到2010年，世界柴油需求量将从38%增加到45%，而柴油的供应量严重不足，这都为生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可以促进中国农村和经济社会发展，有利于调整农业结构，增加农民收入。如发展油料植物生产生物柴油，可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路。