如何让生物柴油激情燃烧

作者：本刊记者/杨丽

发布日期：2008-10-20

生物柴油是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、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品，是典型的“绿色能源”。

生物柴油与普通柴油相比，优势明显。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，具有优良的环保特性；由于无添加剂冷滤点达-20℃，具备较好的低温发动机启动性能,十六烷值高，其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，能延长催化剂和发动机机油的使用寿命；无须改动柴油机，可直接添加使用；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；还具有较好的润滑性能、安全性能。

此外，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，甚至能满足更加严格的欧洲Ⅳ号排放标准。由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，可以有效改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖问题。

应当说，大力发展生物柴油对我国经济可持续发展，推进能源替代进程，减轻环境压力，控制城市大气污染都具有重要的战略意义。

来自生物柴油的诱惑

生物柴油行业的巨大利润空间，曾让很多企业家纷纷进入寻找机会。2004年地沟油原料的价格在1600～1800元/吨，当时柴油的价格是每吨4000多元钱。这个利润是很诱人的。生物柴油行业也的确催生出了一批企业家与富翁。在《2006胡润能源富豪榜》中，以生物柴油起家的古杉集团掌门人俞建秋凭借32亿元的身家赫然在列。目前国内已有数十家国资、民资、外资加速进入该行业。

ChinaVenture投中集团9月19日公布的《2008年中国生物柴油行业投资价值研究报告》显示，近年来中国的生物柴油行业迎来了一个投资高潮，据统计，目前中国在建生物柴油产能高达300万吨/年。

另一方面，柴油需求在持续上涨。据中国海关总署的统计数据显示，今年前五个月，我国进口柴油289万吨，较上年同期增加916.5%。仅5月份就进口柴油70万吨，较上年同期高出34倍左右。

目前生物柴油企业销售状况的供不应求，也使生物柴油的前景值得期待。

急需开辟原料渠道

受到原料短缺及价格高涨等原因的严重制约，中国很多生物柴油企业处于部分停产或完全停产状态，遭遇了行业发展瓶颈。 2007年，中国生物柴油产量仅有约30万吨，产能利用率只有10%。导致这一结局的主要原因是，到目前还没有找到适合于中国的生物柴油的原料。

一般来讲，生物柴油的首要原料就是动物油脂和植物油脂。美国生产生物柴油主要是以大豆为原料，欧洲用菜籽油。但在我国，这是国家发改委等部门明令禁止的。中国菜籽油和大豆油的产量有限，中国油脂每年的进口量（原料和成品油）至少在200～300万吨，远远不能满足食用需求，所以不可能用大豆和菜籽来做生物柴油的原料。国家农业部出台的《农业生物质能产业发展规划（2007年～2015年）》，提出要把保障国家粮食安全作为农业发展的第一任务，开发能源作物应“不与人争粮、不与粮争地”。所以，很多企业以地沟油为原料。理论上计算中国有100多万吨/年的地沟油，但是比较分散。像北京、上海等大城市饭馆集中、环保处理系统较完善，地沟油比较好收集，但在中小城市很难进行收集。此外，不法商人的回收利用及工业原料的广泛使用，都提高了地沟油的价位。

目前还有以木本植物如黄连木，麻疯果等为原料的，北京化工大学副校长谭天伟认为：“这确实是一个趋势，尤其西南多山的地区，可以使用非农耕地种植。事实上，国家也在规划，在贵州、四川、云南等地建立种植基地。中石油、中石化也在确定自己的战略基地。但其中有很多问题：周期长，风险大，难于收集采集，包括榨油后的残料怎么处理，存在很多需要考虑的技术、经济等问题。”

谭天伟认为，在中国值得开辟的生物柴油原料是：含糖废水。乳酸、味精、酒精等发酵所产生的大量污水中含有大量有机质，把有机质转化为生物柴油，既可以减排、节约能量，又生产了能量。例如我国每年有1400万吨的淀粉产量，就至少有2500万吨高浓度废水，发酵做油脂，基本是3.5吨至4吨的COD转化为1吨的油脂。

谭天伟教授认为：取用含糖废水为原料，是中国比较现实的操作方式。因为中国的大厂都比较集中，而且比地沟油更容易收集。关键是在技术上要取得突破。粗略地算一下，利用含糖废水每年就能得到200～300万吨油脂。可这样也远远不能满足国内的需求。美国正推广使用B20新型柴油，它是生物柴油与化学柴油按1∶4掺混的复合型柴油，按照中国的柴油需求来推算，中国需要2000万吨的生物柴油。

谭天伟教授认为：还有一种原料值得期待——油藻。油藻利用光合作用，把二氧化碳转变为油脂，油脂含量能达到50～60%。而油棕榈树，这种当今世界上制作生物燃料产油最多的物种，其含油量也只有20%。藻类是世界上生长最快的植物，如果条件适合，藻类一夜之间就可以体积加倍。去年中国排放了63亿吨二氧化碳，按照这个数据，如果都转化为油脂，那就非常可观了。

谭天伟教授认为，国内对后两种原料的研究都刚起步，还需要等待技术的进一步突破。如此看来，原料前景还是比较乐观的。

选择适合的生产工艺

目前生物柴油大部分是用化学法生产，即用动物、植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在碱性催化剂下，在高温下转醋化生成相应的甲醋或乙醋。但该法有以下缺点:工艺复杂，醇必须过量，后续必须有相应的醇回收装置；能耗高，色泽深；醋化产物难以回收，成本高;生成过程有废碱液排放。此外，对原料有选择性。国外的原料是大豆菜籽，而中国主要是地沟油这种低挡油脂，对生产的影响很大,而且在化学法生产方面，中国不具有优势。

为解决上述问题，北京化工大学研究出生物酶法合成生物柴油，即动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转醋化反应，制备相应的脂肪酸甲醋及乙醋。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小，无污染物排放，对原料没有选择性等优点。但目前由于低碳醇对酶有毒性、致使酶法转化率很低，而且酶失活严重。同时，生物酶制剂，比碱成本高。怎么降低成本，或者是延长使用时间都是尚待解决的问题。

第三种生产工艺是超临界法。这种方法以石科院的研究为代表。超临界制备法工艺流程简单，产品收率高，简化了产品的后续处理过程，降低了生产成本。但是由于超临界制备生物柴油的方法需要在高温高压条件下进行，导致较高的生产费用和能量消耗，使得工业化困难，需要进一步研究开发。和上述两种方法相比，超临界法的设备复杂，投资大。

至于生物柴油企业应当选择哪种生产工艺呢？北京化工大学副校长谭天伟认为：针对不同的原料对象、不同的客户、不同的需要,不同的方法各有千秋，企业可以具体斟酌。

尚需政策更大扶持

谭天伟教授认为：生物柴油发展面临的很大阻碍是国家并没有像推广乙醇一样给予生物柴油一套完整系统的支持政策。生物柴油方面至今没有真正的标准在执行。

2007年生物柴油相关国家标准B100颁布实施。B100指的是100%的生物柴油，一般不直接使用；B5或B10则是可供机动车直接使用的油品。国家发改委表示，与其相关的生物柴油国家标准B5或B10等，拟将结合生物柴油试点方案的实施择机颁布。

由于我国生物柴油产业是在没有政府财政支持的情况下发展起来的，生产厂家也都是中小企业，生产规模较小，大家执行的标准也一直比较混乱，尽管2006年初《中华人民共和国可再生资源法》明确规定了石油销售企业将符合国家标准的生物柴油纳入其燃料销售体系，但受国家标准的制约和国有加油站的企业垄断性影响。事实上民营企业的生物柴油一般无法进入国有加油站，更多的生物柴油企业处于夹缝中生存。

与国外生物柴油产业的发展形成鲜明对比，我国对生物柴油企业没有税收、补贴、强制搀兑比例等扶持政策。而欧盟国家和美国政府都纷纷对生产生物柴油给予税收优惠，提供高额财政补贴支持种植油料作物。国内仅有的一些免税政策也主要是针对销售层面而言的，比如国税总局是在《关于生物柴油征收消费税问题的批复（2006）》中表示：以动植物油为原料，经提炼、精炼、合成等工艺生产的生物柴油，不属于消费税征税范围。

有分析人士指出，长期看在中石油、中石化等大型国企的生物柴油项目建成后，政府可能出台针对生物柴油企业的利好政策。

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