生物柴油優勢
Ⅰ 生物柴油是一種新型能源,其大多數方面都比石化柴油有優勢,但是,為什麼世界上生物柴油產量最大的地區是
這個說法不是一點道理沒有。
Ⅱ 國內生物柴油的前景有優勢嗎
目前,最好不要再進入生物柴油行業,基本上利潤已經探底,有可能還會進一步下調,和成本倒掛,但是如果你有先進技術和較低的成本可以一試。
Ⅲ 生物柴油的發展前景
從銷售額的角度看,2012年精細化工產品佔到行業總體銷售額的70%以上,能源產品不足30%,造成兩種產品比例懸殊的主要原因在於生物柴油原材料價格高漲且銷售渠道不暢,生產企業很難從能源產品上獲得利潤,而精細化工產品因為其附加值較高、環保等特點明顯以及銷售渠道成熟等原因,獲得生產企業和市場的青睞,逐漸成為生物柴油行業的主要細分產品。
與同屬清潔車用替代燃料的生物燃料乙醇相比,我國生物柴油生產相對發展緩慢。從我國成品油需求來看,柴油相對汽油更加短缺,在我國發展生物柴油不僅有助於降低車輛尾氣污染物排放,也具有緩解柴油資源短缺的現實意義。考慮到廢棄油脂是生物柴油的主要原料之一,其產業化發展還能解決廢棄油脂再次進入食品領域從而危害大眾健康的問題。但目前,我國生物柴油產業化受到生產成本較高、政策扶持不足、相關管理不規范等因素的制約。針對這些問題展開分析討論,有助於明確產業定位、理清發展思路,從而為決策者提供參考。
我國生物柴油生產與示範我國2010年生物柴油產能約300萬t/a,產量約20萬t,主要原料為餐飲廢油、榨油廢渣等,產品主要用於農用動力機械及公路、水路和鐵路運輸動力機械方面。與發達國家相比,我國生物柴油產業起步較晚,發展進程也比較緩慢。自「十五」開始,政府加大對生物柴油研發的投入,但由於後期相關產業政策扶持力度不大,盡管在建和規劃的產能已有一定規模,但產能利用率不高。目前,我國生物柴油生產主體為民營企業,國企和外企也有涉足。2008年7月,國家發改委正式批准了中國石油、中國石化、中國海油三大公司以麻風樹為原料的示範裝置建設。其中,中國海油在海南的6萬t/a裝置於2010年底建成投產,是目前已建成的我國最大的生物柴油示範項目。
國內相關政策「十五」期間,生物柴油相關研究課題進入國家科技攻關計劃。2006年《可再生能源法》的生效在一定程度上促進了生物柴油的發展。2007年9月國家發改委發布的《可再生能源中長期發展規劃》提出要「重點發展以小桐子、黃連木、油桐、棉籽等油料作物為原料的生物柴油生產技術,逐步建立餐飲等行業的廢油回收體系」,並提出生物柴油發展目標為:生物柴油年利用量到2010年達到20萬t,2020年達到200萬t。
國家發改委和財政部等部門對國家批準的工業示範裝置已制訂一系列政策,包括工業裝置建設的貸款,增值稅、所得稅減免,建成運轉後達到合同指標的獎勵等。但從總體上看,相關政策對產業化發展的推動作用尚不顯著,政策連續性不強,甚至出現反復。例如,2006年國家稅務總局發文規定:「以動植物油為原料,經提純、精煉、合成等工藝生產的生物柴油,不屬於消費稅征稅范圍」,但在2008年《國務院關於實施成品油價格和稅費改革的通知》又將生物柴油納入消費稅徵收范圍。直至2011年6月,國家財政部與稅務總局再次發布通知對以利用廢棄的動植物油生產純生物柴油免徵消費稅。
總部設在德國漢堡的行業期刊《油世界》發布的最新報告顯示,全球生物柴油產量在經過數年的持續增加之後,目前已經開始下滑。
中國政府為解決能源節約、替代和綠色環保問題制定了一些政策和措施,早有一些學者和專家己致力於生物柴油的研究、倡導工作。中國生物柴油的研究與開發雖起步較晚,但發展速度很快,一部分科研成果已達到國際先進水平。研究內容涉及到油脂植物的分布、選擇、培育、遺傳改良及其加工工藝和設備。目前各方面的研究都取得了階段性成果,這無疑將有助於中國生物柴油的進一步研究與開發。可以預計,在2-3年內,中國在該領域的研究將會有突破性進展並達到實用水平。
著名學者閔恩澤院士在《綠色化學與化工》一書中首先明確提出發展清潔燃料生物柴油的課題:原機械工業部和原中國石化總公司在上世紀80年代就撥出專款立項,由上海內燃機研究所和貴外I山地農機所承擔課題,聯合研究長達10 年之久,並邀請中國石化科學院的專家詹永厚做了大量基礎試驗探索;中國農業工程研究設計院的施德路先生也曾於1985 年進行了生物柴油的試驗工作;遼寧省能源研究所承擔的中國——歐共體合作研究項目也涉及到生物柴油;中國科技大學、河南科學陸軍化學所等單位也都對生物柴油作了不同程度的研究。
系統研究始於中國科學院的「八五」重點科研項目:「燃料油植物的研究與應用技術」,完成了金沙江流域燃料油植物資源的調查及栽培技術研究,建立了30公頃的小桐子栽培示範片。自20世紀90年代初開始,長沙市新技術研究所與湖南省林業科學院對能源植物和生物柴油進行了長達10年的合作研究,「八五」期間完成了光皮樹油製取甲脂燃料油的工藝及其燃燒特性的研究;「九五」期間完成了國家重點科研攻關項目「植物油能源利用技術」。
1999-2002年,湖南省林業科學院承擔並主持了國家林業局引進國外先進林業技術(948項目)—— 《能源樹種綠王樹及其利用技術的引進》,從南非、美國和巴西引進了能源樹種綠玉樹(Euphorbiatim-cal li)優良無性系;研製完成了綠玉樹乳汁榨取設備;進行了綠玉樹乳汁成份和燃料特性的研究:綠玉樹乳汁催化裂解研究有階段性成果。
但是與國外相比,中國在發展生物柴油方面還有相當大的差距,長期徘徊在初級研究階段,未能形成生物柴油的產業化:政府尚未針對生物柴油提出一套扶植、優惠和鼓勵的政策辦法,更沒有制定生物柴油統一的標准和實施產業化發展戰略。因此,中國進入了WTO之後,在如何面對經濟高速發展和環境保護和雙重壓力這種背景下,加快高效清潔的生物柴油產業化進程就顯得更為迫切了。 發展生物柴油,中國有十分豐富的原料資源。中國幅員遼闊,地域跨度大,水熱資源分布各異,能源植物資源種類豐富多樣,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夾竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大風子科和蘿摩科等。目前中國生物柴油的開發利用還處於發展初期,要從總體上降低生物柴油成本,使其在中國能源結構轉變中發揮更大的作用,只有向基地化和規模化方向發展,實行集約經營,形成產業化,才能走符合中國國情的生物柴油發展之路。隨著改革開放的不斷深入,在全球經濟一體化的進程中,在中國加入WTO的大好形勢下,中國的經濟水平將進一步提高,對能源的需求會有增無減,只要把關於生物柴油的研究成果轉化為生產力,形成產業化,則其在柴油引擎、柴油發電廠、空調設備和農村燃料等方面的應用是非常廣闊的。
中國是一個石油凈進口國,石油儲量又很有限,大量進口石油對中國的能源安全造成威脅。因此,提高油品質量對中國來說就更有現實意義。而生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優勢。專家認為,生物柴油對中國農業結構調整、能源安全和生態環境綜合治理有十分重大的戰略意義。目前,汽車柴油化已成為汽車工業的一個發展方向,據專家預測,到201 0年,世界柴油需求量將從38%增加到45%,而柴油的供應量嚴重不足,這都為油菜製造生物柴油提供了廣闊的發展空間。發展生物柴油產業還可促進中國農村和經濟社會發展。如發展油料植物生產生物柴油,可以走出一條農林產品向工業品轉化的富農強農之路,有利於調整農業結構,增加農民收入。
柴油的供需平衡問題也將是中國未來較長時間石油市場發展的焦點問題。業內人士指出,到2005年,隨著中國原由加工量的上升,汽油和煤油擁有一定數量的出口餘地,而柴油的供應缺口仍然較大。預計到2010年柴油的需求量將突破1億噸,與2005年相比,將增長24%;至2015年市場需求量將會達到1.3億噸左右。近幾年來,盡管煉化企業通過持續的技術改造,生產柴汽比不斷提高,但仍不能滿足消費柴汽比的要求。目前,生產柴汽比約為1.8,而市場的消費柴汽比均在2.0以上,雲南、廣西、貴州等省區的消費柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開發進程的加快,隨著國民經濟重大基礎項目的相繼啟動,柴汽比的矛盾比以往更為突出。因此,開發生物柴油不僅與目前石化行業調整油品結構、提高柴汽比的方向相契合,而且意義深遠。
目前中國生物柴油技術已取得重大成果: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發展公司都已開發出擁有自主知識產權的技術,相繼建成了規模超過萬噸的生產廠,這標志著生物柴油這一高新技術產業已在中國大地上誕生。
中國工程院有關負責人介紹,中國「十五」計劃發展綱要提出發展各種石油替代品,將發展生物液體燃料確定為國家產業發展方向。生物柴油產業得到了國務院領導和國家計委、國家經貿委、科技部等政府部門的支持,並已列入有關國家計劃。
▲《財稅[2010]118號》經國務院批准,對利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免徵消費稅。現將有關政策通知如下:從2009年1月1日起,對同時符合下列條件的純生物柴油免徵消費稅:(一)生產原料中廢棄的動物油和植物油用量所佔比重不低於70%。(二)生產的純生物柴油符合國家《柴油機燃料調合生物柴油(BD100)》標准。從2009年1月1日至本通知下發前,生物柴油生產企業已經繳納的消費稅,符合本通知第一條免稅規定的予以退還。 我國在生物柴油的標准制定方面取得了一定的進展。2007年首個柴油機燃料調和用生物柴油的國家標准B100開始正式實施。2010年國家質檢總局、國家標准委公布了《生物柴油調和燃料(B5)》標准。該標准於2011年2月1日開始實施。
由上述發展趨勢可看出,出於成品油來源多樣化、杜絕「地溝油」進入餐飲行業等多方面因素的考慮,政府對生物柴油領域的重視度在日趨增加。
我國生物柴油技術路線評價生物柴油的原料來源十分廣泛,包括菜籽、大豆、工業和餐飲廢油脂等,而一些木本油料作物例如麻風樹、黃連木、文冠果和光皮樹等也表現出較大的應用開發潛力。這些技術路線在經濟、環境和能效方面表現不一,因此如何根據區域特點發展合適的技術,成為生物柴油相關研究中的一個熱點。經濟性評價生產成本比較高是我國生物柴油產業化的最大障礙。
《油世界》稱,歐盟地區今年的生物柴油產量料自上年的913萬噸下滑至900萬噸,從而終結很長一段時間的增長趨勢。
報告還稱,美國今年的生物柴油產量料自上年的329萬噸增加至348萬噸,但今年7月至12月期間的生物柴油產出料減少36萬噸,但美國明年的生物燃料產出前景依然光明。
「鑒於美國2012/13年度豆油供應緊俏,令該國的生物柴油產出達到規定的水平還是具有一定困難的。」
報告指出,預計今年,阿根廷的生物柴油產出料自上年的243萬噸小幅增加至245萬噸,而2011年,該國的生物柴油產出增加了60萬噸。
報告稱,「阿根廷的生物柴油產商目前正面臨出口銷售大幅下滑和國內消費大幅縮減的困擾。」
低迷的大豆產出導致豆油價格走高,這也令巴西今年的生物柴油產量料自上年的235萬噸下滑至229萬噸。
但巴西上調了明年生物柴油混合比率方面的要求,這會令該國明年的生物柴油產出前景光明。
Ⅳ 生物柴油有什麼用途
答:汽車能用生物柴油,而且還可以減少有污染的尾氣,但是它不能用來發電,它有一些優於普通柴油的特點。
生物柴油是利用動植物油脂、酸化油、地溝油、泔水油、化工廠油腳、皂角等為原料,經反應改性成為可供內燃機使用的一種「安全、清潔、高效」的可再生液體燃料,是典型的「綠色能源」。在環境特性方面優於礦物柴油,具有良好的排放性能,其優點如下:
⒈可用於任何柴油發動機,不必做任何改動,便於推廣使用;
⒉具有較高的運動粘度,在不影響燃油霧化的情況下,更容易在汽缸內壁形成一層油膜,從而提高運動機件的潤滑性,降低機件磨損,延長使用壽命。
⒊與礦物柴油相溶性極好,可單獨或以任意比例與普通柴油摻和使用,且摻和使用後可降低尾氣污染。
⒋十六烷值高,抗爆性能優於普通柴油。
⒌含氧量高,在燃燒過程中所需的氧氣量礦物柴油少,燃燒、點火性能優於普通柴油,且燃燒殘留物呈微酸性,使催化劑及發動機機油的使用壽命加長。
⒍燃點是普通柴油的兩倍,在使用、處理、運輸和儲藏方面都比較安全。
⒎不含石蠟,低溫流動性好,適用范圍廣泛。
⒏環保效果極為突出,表現在以下方面:
①自身不含硫,沒有二氧化硫和硫化物的排放,有利於大氣環保;
②原料主要來源於植物,對緩解溫室效應,改善生態環境有積極意義;
③含氧量高,使用時燃燒充分,有利於顆粒煙霧(TMP)和光化學煙霧的控制;
④生物降解性高,無毒性,可減少對環境造成的污染;
⑤不含芳香油族烴類成分,可降低汽車尾氣對人體致癌、致畸變的危害。
同時,生物柴油還是合成許多高級表面活性劑的原料,重要的有機合成中間體。對油脂具有互溶性、粘度低、塗擦時鋪展性好等特點,廣泛用於乳化劑製品,如脂肪酸、脂肪酸甲酯磺酸鹽、烷醇醯胺的制備。在化妝品工業,經精加工後作香料的溶劑,香波中的頭發亮劑,還可以作為皮革加脂劑、潤滑劑。
Ⅳ 生物柴油的優點和缺點分別是啥
優點:
(1)點火性能佳。十六烷值是衡量燃料在壓燃式發動機中燃料性能好壞的質量指標,生物柴油十六烷值較高,大於45(石化柴油為45),點火性能優於石化柴油。
(2)燃料更充分。生物柴油含氧量高於石化柴油,可達11%,在燃燒過程中所需的氧氣量較石化柴油少,燃燒比石化柴油更充分。
(3)適用性廣。除了做公交車、卡車等柴油機的替代燃料外,生物柴油又可以做海洋運輸、水域動力設備、地質礦業設備、燃料發電廠等非道路用柴油機之替代燃料。
(4)保護動力設備。生物柴油較柴油的運動黏度稍高,在不影響燃油霧化的情況下,更容易在氣缸內壁形成一層油膜,從而提高運動機件的潤滑性,降低機件磨損。
(5)通用性好。無需改動柴油機,可直接添加使用,同時無需另添設加油設備、儲運設備及人員的特殊技術訓練(通常其他替代燃料有可能需修改引擎才能使用)。
(6)安全可靠。生物柴油的閃點較石化柴油高,有利於安全儲運和使用。
(7)節能降耗。生物柴油本身即為燃料,以一定比例與石化柴油混合使用可以降低油耗,提高動力性能。
(8)氣候適應性強。生物柴油由於不含石蠟,低溫流動性佳,適用區域廣泛。
(9)功用多。生物柴油不僅可作燃油又可作為添加劑促進燃燒效果,從而具有雙重功能。
(10)具有優良的環保特性。生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可減少約30%(有催化劑時可減少70%);生物柴油中不含對環境會造成污染的芳香烴,因而產生的廢氣對人體損害低。
缺點:
(1)生物柴油的熱值比石油柴油略低;
(2)生物柴油具有較高的溶解性,可以清除發動機的積炭,對發動機起到保護作用,延長發動機的使用壽命;
(3)生物柴油作汽車燃料時 NOx 的排放量比石油柴油略有增加;
(4)原料對生物柴油的性質有很大影響,若原料中飽和脂肪酸,如棕櫚酸或硬脂酸含量高,則生物柴油的低溫流動性可能較差;若多元不飽和脂肪酸,如亞油酸或亞麻酸含量高,則生物柴油的氧化安定性可能較差,這需要加入相應的添加劑來解決。
(5)生物柴油優勢擴展閱讀:
生物柴油是典型的「綠色能源」,具有環保性能好、發動機啟動性能好、燃料性能好,原料來源廣泛、可再生等特性。近年來許多研究證實,無論是小型、輕型柴油機還是大型、重型柴油機或是拖拉機,燃燒生物柴油後碳氫化合物都減少55%~60%,顆粒物減少20%~50%,CO減少45%以上,多環芳烴減少75%~85%。
生物柴油是指植物油(如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等)、動物油(如魚油、豬油、牛油、羊油等)、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經酯轉化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。具有某種結構符號的脂肪酸甘油酯(即甘油三酸酯)的植物油和動物脂肪通常被作為生物柴油的原料。
Ⅵ 生物柴油的發展前景大嗎
前景廣闊。因為我國石油已經依賴進口了,國家政策一定會支持新能源的開發。而且原料豐富,價格低廉。只要石油價格穩定,不會跌落,科技力量達到要求,一定會蓬勃發展。
生物燃料是沒有難聞的氣味。 該燃料以農作物秸稈為主要原料,加入少量添加劑而製成。其 SO2 排放量近似於「零」,是目前少有的潔凈能源之一。該燃料在燃燒過程中整體不變形、不散架,具有火力旺、易於點火、無污染、適宜於各種燃燒器等特點,達到了國際標准。它可以代替煤、燃油、燃氣,是今後開發新型可再生能源的主要對象。
用戶報告說,以大豆作原料的生物柴油燃燒以後排出的廢氣有點像炸薯條的味道。專家們說,即使糧食的價格回升,如果美國為了遏制全球變暖而優先發展生物燃料,生物燃料可能具有光明的前景
Ⅶ 請列舉出生物柴油的優缺點,及其與石化柴油的各方面性能、參數比較
生物柴油的優點
1.具有優良的環保特性。主要表現在由於生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可減少約30%(有催化劑時為70%);生物柴油中不含對環境會造成污染的芳香族烷烴,因而廢氣對人體損害低於柴油。檢測表明,與普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空氣毒性,降低94%的患癌率;由於生物柴油含氧量高,使其燃燒時排煙少,一氧化碳的排放與柴油相比減少約10%(有催化劑時為95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有較好的低溫發動機啟動性能。無添加劑冷濾點達-20℃。
3.具有較好的潤滑性能。使噴油泵、發動機缸體和連桿的磨損率低,使用壽命長。
4.具有較好的安全性能。由於閃點高,生物柴油不屬於危險品。因此,在運輸、儲存、使用方面的安全性又是顯而易見的。
5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃燒性好於柴油,燃燒殘留物呈微酸性,使催化劑和發動機機油的使用壽命加長。
6.具有可再生性能。作為可再生能源,與石油儲量不同,其通過農業和生物科學家的努力,可供應量不會枯竭。
7.無須改動柴油機,可直接添加使用,同時無需另添設加油設備、儲存設備及人員的特殊技術訓練。
8.生物柴油以一定比例與石化柴油調和使用,可以降低油耗、提高動力性,並降低尾氣污染。
生物柴油的優良性能使得採用生物柴油的發動機廢氣排放指標不僅滿足目前的歐洲II號標准,甚至滿足隨後即將在歐洲頒布實施的更加嚴格的歐洲Ⅲ號排放標准。而且由於生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠低於該植物生長過程中所吸收的二氧化碳,從而改善由於二氧化碳的排放而導致的全球變暖這一有害於人類的重大環境問題。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。
生物柴油的優點
1.十六烷值較高,大於49(石化柴油為45),抗爆性能優於石化柴油。
2.生物柴油含氧量高於石化柴油,可達11%,在燃燒過程中所需的氧氣量較石化柴油少,燃燒、點火性能優於石化柴油。
3.無毒性,系可再生能源,而且生化分解性良好,健康環保性能良好。除了供公交車、卡車等柴油機的替代燃料外,又可供為海洋運輸、水域動力設備、地底礦業設備、燃油發電廠等非道路用柴油機之替代燃料。
4.不含芳香族烴類成份而不具致癌性,並不含硫、鉛、鹵素等有害物質。
5.黑煙、碳氫化物、微粒子以及SO2、CO(一氧化碳)排放量少。
6.生物柴油具有較高的運動黏度,在不影響燃油霧化的情況下,更容易在汽缸內壁形成一層油膜,從而提高運動機件的潤滑性,降低機件磨損。
7.無須改動柴油機,可直接添加使用,同時無需另添設加油設備、儲存設備、及人員的特殊技術訓練,(通常的替代燃料均須修改引擎才能使用)。
8.生物柴油的閃點較石化柴油高,有利於安全運輸、儲存。
9.既可作為添加劑促進燃燒效果,其本身即為燃料,而具有雙重效果。
10.不含石蠟,低溫流動性好,適用區域廣泛。
11.生物柴油以一定比例與石化柴油調和使用,可以降低油耗、提高動力性。
Ⅷ 生物柴油與傳統柴油相比,具有什麼特點
生物柴油主要是由生物反應直接產生的物質,比如乙醇等,是由生物工程發酵而來,然後把它按照一定比例和柴油混合起來而成。聽說是對減少硫等的排放量有好處,其實最重要的是生物柴油增加了可再生的乙醇,減少了相對人類生命來說是不可再生的石油的利用量,這樣就可以實現環保和可持續發展的目標。有些植物甚至可以產生能直接被發動機利用的燃料,當然,目前還沒有能大量使用,因為這樣會破壞生態環境,左右為難啊!
Ⅸ 你認為與大豆,油菜制生物柴油相比,微藻制油有哪些優勢
海藻脂質含量在20%至70%,其含油量比油菜高7~8倍,是陸地植物遠遠達回不到的,且微藻資源豐答富,不會破壞生態系統,可大量培養而不佔用耕地。另外,它的光合作用效率高,生長周期短,單位面積年產量是糧食的幾十倍乃至上百倍。
Ⅹ 生物柴油的缺點和不足有哪些
http://blog.bioon.com/user1/6470/index.shtml
###主要缺點:
一是以菜籽油為原料生產的生物柴油成本高,據統計,生物柴油制備成本的75%是原料成本。因此採用廉價原料及提高轉化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關鍵。
二是 用化學方法合成生物柴油有以下缺點:工藝復雜、醇必須過量,後續工藝必須有相應的醇回收裝置,能耗高,設備投入大;色澤深,由於脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下容易變質;酯化產物難於回收回收成本高;生產過程有廢鹼液排放。
###生物柴油概況:
一、生物柴油的主要特性
生物柴油是清潔的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油
料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料製成的液體燃
料,是優質的石油柴油代用品。生物柴油是典型「綠色能源」,大力發展生物柴油對經
濟可持續發展,推進能源替代,減輕環境壓力,控制城市大氣污染具有重要的戰略意義
。
眾所周知,柴油分子是由15個左右的碳鏈組成的,研究發現植物油分子則一般由14-18個碳鏈組成,與柴油分子中碳數相近。因此生物柴油就是一種用油菜籽等可再生植物油加工製取的新型燃料。按化學成分分析,生物柴油燃料是一種高脂酸甲烷,它是通過以不飽和油酸C18為主要成分的甘油脂分解而獲得的.與常規柴油相比,生物柴油具有下述無法比擬的性能:
1.具有優良的環保特性。主要表現在由於生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可減少約30%(有催化劑時為70%);生物柴油中不含對環境會造成污染的芳香族烷烴,因而廢氣對人體損害低於柴油。檢測表明,與普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空氣毒性,降低94%的患癌率;由於生物柴油含氧量高,使其燃燒時排煙少,一氧化碳的排放與柴油相比減少約10%(有催化劑時為95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有較好的低溫發動機啟動性能。無添加劑冷濾點達-20℃。
3.具有較好的潤滑性能。使噴油泵、發動機缸體和連桿的磨損率低,使用壽命長。
4.具有較好的安全性能。由於閃點高,生物柴油不屬於危險品。因此,在運輸、儲存、使用方面的安全性又是顯而易見的。
5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃燒性好於柴油,燃燒殘留物呈微酸性,使催化劑和發動機機油的使用壽命加長。
6.具有可再生性能。作為可再生能源,與石油儲量不同,其通過農業和生物科學家的努力,可供應量不會枯竭。
7.無須改動柴油機,可直接添加使用,同時無需另添設加油設備、儲存設備及人員的特殊技術訓練。
8.生物柴油以一定比例與石化柴油調和使用,可以降低油耗、提高動力性,並降低尾氣污染。
生物柴油的優良性能使得採用生物柴油的發動機廢氣排放指標不僅滿足目前的歐洲II號標准,甚至滿足隨後即將在歐洲頒布實施的更加嚴格的歐洲Ⅲ號排放標准。而且由於生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠低於該植物生長過程中所吸收的二氧化碳,從而改善由於二氧化碳的排放而導致的全球變暖這一有害於人類的重大環境問題。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。
二、生物柴油的生產方法
目前生物柴油主要是用化學法生產,即用動物和植物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者鹼性催化劑和高溫(230-250℃)下進行轉酯化反應,生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯,再經洗滌乾燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產過程中可循環使用,生產設備與一般制油設備相同,生產過程中可產生10%左右的副產品甘油。
目前生物柴油的主要問題是成本高。據統計,生物柴油制備成本的75%是原料成本。因此採用廉價原料及提高轉化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關鍵。美國己開始通過基因工程方法研究高油含量的植物,日本採用工業廢油和廢煎炸油,歐洲是在不適合種植糧食的土地上種植富油脂的農作物。
但化學法合成生物柴油有以下缺點:工藝復雜,醇必須過量,後續工藝必須有相應的醇回收裝置,能耗高:色澤深,由於脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下容易變質;酯化產物難於回收,成本高;生產過程有廢鹼液排放。
為解決上述問題,人們開始研究用生物酶法合成生物柴油,即用動物油脂和低碳醇通過脂肪酶進行轉酯化反應,制備相應的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和、醇用量小、無污染排放的優點。但目前主要問題有:對甲醇及乙醇的轉化率低,一般僅為40%-60%。由於目前脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或轉酯化有效,而對短鏈脂肪醇(如甲醇或乙醇等)轉化率低,而且短鏈醇對酶有一定毒性,酶的使用壽命短。副產物
甘油和水難於回收,不但對產物形成抑制,而且甘油對固定化酶有毒性,使固定化酶使用壽命短。
「工程微藻」生產柴油,為柴油生產開辟了一條新的技術途徑。美國國家可更新實驗室(NREL)通過現代生物技術建成「工程微藻」,即硅藻類的一種「工程小環藻」。在實驗室條件下可使「工程微藻」中脂質含量增加到60%以上,戶外生產也可增加到40%以上。而一般自然狀態下微藻的脂質含量為5%-20%。「工程微藻」中脂質含量的提高主要由於乙醯輔酶A羧化酶(ACC)基因在微藻細胞中的高效表達,在控制脂質積累水平方面起
到了重要作用。目前,正在研究選擇合適的分子載體,使ACC基因在細菌、酵母和植物中充分表達,還進一步將修飾的ACC基因引入微藻中以獲得更高效表達。利用「工程微藻」生產柴油具有重要經濟意義和生態意義,其優越性在於:微藻生產能力高、用海水作為天然培養基可節約農業資源;比陸生植物單產油脂高出幾十倍;生產的生物柴油不含硫,燃燒時不排放有毒害氣體,排入環境中也可被微生物降解,不污染環境,發展富含油
質的微藻或者「工程微藻」是生產生物柴油的一大優勢。
三、國外生物柴油的發晨狀況
生物柴油於1988年誕生,由德國聶爾公司發明,它是以菜籽油為原料,提煉而成的潔凈燃油。突出的環保性和可再生性,引起了世界發達國家,尤其是資源貧乏國家的高度重視。西方國家為發展生物柴油,在行業規范和政策鼓勵下採取了一系列積極措施。為了便於推廣使用,美德意等國都制定了生物柴油技術標准,如美國權威機構ASTM相繼在1996年和2000年發布標准,完善生物柴油的產業化條件,並且政府實行積極鼓勵的方
式,在生物柴油的價格上給於一定的補貼。如德國農民種植為生物柴油作原料的油菜籽可獲得1000馬克/公頃補貼,並對製造生物柴油予以免稅。
歐洲和北美利用過剩的菜籽油和豆油為原料生產生物柴油獲得推廣應用。目前生物柴油主要用化學法生產,採用植物油與甲醇或乙醇在酸或鹼性催化劑和230-250℃下進行酯化反應,生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。現還在研究生物酶法合成生物柴油技術。與普通柴油相比,生物柴油更有利環保,使柴油車尾氣中有毒有機物排放量僅為1/10,顆粒物為20%,C02和CO排放量僅為10%。按照京都議定書,歐盟2008-2012年間要
減少排放8%。就燃料對整個大氣C02影響的生命循環分析看,生物柴油排放的C02比礦物柴油要少約50%。為此,歐盟最近發布了兩項新的指令以推進生物燃料在汽車燃料市場上的應用,這將進一步推動歐洲生物柴油工業的發展。與常規柴油相比,生物柴油價格要貴一倍以上,為此新指令要求歐盟各國降低生物柴油稅率,並對生物柴油在歐洲汽車燃料中的銷售比例作出規定。
西方國家生物柴油產業發展迅速。近年來,西方國家加大生物柴油商業化投資力度,使生物柴油的投資規模增大,開工項目增多。美國、加拿大、巴西、日本、澳大利亞、印度等國都在積極發展這項產業。目前,美國有4家生物柴油生產廠,總能力為30萬噸/年。歐盟國家主要以油菜為原料,2001年生物柴油產量已超過100萬噸。2000年德國的生物柴油已達45萬噸,德國還於2001年月11日在海德地區投資5000萬馬克,興建年產10
萬噸的生物柴油裝置。法國有7家生物柴油生產廠,總能力為40萬噸/年,使用標準是在普通柴油中摻加5%生物柴油,對生物柴油的稅率為零。義大利有9個生物柴油生產廠,總能力33萬噸/年,對生物柴油的稅率為零。奧地利有3個生物柴油生產廠,總能力5.5萬噸/年,稅率為石油柴油的4.6%。比利時有2個生物柴油生產廠,總能力24萬噸/年。日本生物柴油生產能力也達到40萬噸/年。
四、我國生物柴油的發展狀況
我國政府為解決能源節約、替代和綠色環保問題制定了一些政策和措施,早有一些學者和專家己致力於生物柴油的研究、在該領域的研究將會有突破性進展並達到實用水平。
著名學者閔恩澤院士在《綠色化學與化工》一書中首先明確提出發展清潔燃料生物柴油的課題:原機械工業部和原中國石化總公司在上世紀80年代就撥出專款立項,由上海內燃機研究所和貴外I山地農機所承擔課題,聯合研究長達10年之久,並邀請中國石化科學院的專家詹永厚做了大量基礎試驗探索;中國農業工程研究設計院的施德路先生也曾於1985年進行了生物柴油的試驗工作;遼寧省能源研究所承擔的中國——歐共體合作研究項目也涉及到生物柴油;中國科技大學、河南科學陸軍化學所等單位也都對生物柴油作了不同程度的研究。
系統研究始於中國科學院的「八五」重點科研項目:「燃料油植物的研究與應用技術」,完成了金沙江流域燃料油植物資源的調查及栽培技術研究,建立了30公頃的小桐子栽培示範片。自20世紀90年代初開始,長沙市新技術研究所與湖南省林業科學院對能源植物和生物柴油進行了長達10年的合作研究,「八五」期間完成了光皮樹油製取甲脂燃料油的工藝及其燃燒特性的研究;「九五」期間完成了國家重點科研攻關項目「植物
油能源利用技術」。
1999-2002年,湖南省林業科學院承擔並主持了國家林業局引進國外先進林業技術(948項目)——《能源樹種綠王樹及其利用技術的引進》,從南非、美國和巴西引進了能源樹種綠玉樹(Euphorbia tim-calli)優良無性系;研製完成了綠玉樹乳汁榨取設備;進行了綠玉樹乳汁成份和燃料特性的研究:綠玉樹乳汁催化裂解研究有階段性成果。
但是,與國外相比,我國在發展生物柴油方面還有相當大的差距,長期徘徊在初級研究階段,未能形成生物柴油的產業化:政府尚未針對生物柴油提出一套扶植、優惠和鼓勵的政策辦法,更沒有制定生物柴油統一的標准和實施產業化發展戰略。因此,我國進入了WTO之後,在如何面對經濟高速發展和環境保護和雙重壓力這種背景下,加快高效清潔的生物柴油產業化進程就顯得更為迫切了。
五、我國生物柴油的產業化前景
2003年,受國民經濟持續快速增長的拉動,中國石油市場需求增勢強勁,石油產品需求總量增長幅度達到兩位數,為11.4%,比上年提高了7.4個百分點,這促進了石油進口量的大幅攀升,使我國成為石油消費和進口大國。石油市場資源供應出現緊缺,價格全面上漲。據中國物流信息中心統計,2003年我國石油及製品累計平均價格比上年提高11.8%。初步分析2004年中國石油市場供需形勢與2003年情況基本相似,將繼續保持消費
需求旺盛,供需基本平衡的格局,但不排除受季節、運輸等因素影響而出現局部性和結構性的供應緊張。預計2004年中國原油消費量為2.7億噸,凈進口量有可能超過1億噸。
我國是一個石油凈進口國,石油儲量又很有限,大量進口石油對我國的能源安全造成威脅。因此,提高油品質量對中國來說就更有現實意義。而生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優勢。專家認為,生物柴油對我國農業結構調整、能源安全和生態環境綜合治理有十分重大的戰略意義。目前,汽車柴油化已成為汽車工業的一個發展方向,據專家預測,到2010年,世界柴油需求量將從38%增加到45%,而柴油的供應量嚴重不足,這都為油菜製造生物柴油提供了廣闊的發展空間。發展生物柴油產業還可促進中國農村和經濟社會發展。如發展油料植物生產生物柴油,可以走出一條農林產品向工業品轉化的富農強農之路,有利於調整農業結構,增加農民收入。
柴油的供需平衡問題也將是我國未來較長時間石油市場發展的焦點問題。業內人士指出,到2005年,隨著我國原由加工量的上升,汽油和煤油擁有一定數量的出口餘地,而柴油的供應缺口仍然較大。預計到2010年柴油的需求量將突破1億噸,與2005年相比,將增長24%;至2015年市場需求量將會達到1.3億噸左右。近幾年來,盡管煉化企業通過持續的技術改造,生產柴汽比不斷提高,但仍不能滿足消費柴汽比的要求。目前,生產
柴汽比約為1.8,而市場的消費柴汽比均在2.0以上,雲南、廣西、貴州1等省區的消費柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開發進程的加快,隨著國民經濟重大基礎項目的相繼啟動,柴汽比的矛盾比以往更為突出。因此,開發生物柴油不僅與目前石化行業調整油品結構、提高柴汽比的方向相契合,而且意義深遠。
目前我國生物柴油技術已取得重大成果: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發展公司都已開發出擁有自主知識產權的技術,相繼建成了規模超過萬噸的生產廠,這標志著生物柴油這一高新技術產業已在中國大地上誕生。
中國工程院有關負責人介紹,中國「十五」計劃發展綱要提出發展各種石油替代品,將發展生物液體燃料確定為國家產業發展方向。生物柴油產業得到了國務院領導和國家計委、國家經貿委、科技部等政府部門的支持,並已列入有關國家計劃。
發展生物柴油,我國有十分豐富的原料資源。我國幅員遼闊,地域跨度大,水熱資源分布各異,能源植物資源種類豐富多樣,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夾竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大風子科和蘿摩科等。目前我國生物柴油的開發利用還處於發展初期,要從總體上降低生物柴油成本,使其在我國能源結構轉變中發揮更大的作用,只有向基地化和規模化方向發展,實行集約經營,形成產業化,才能走符合中國
國情的生物柴油發展之路。隨著改革開放的不斷深入,在全球經濟一體化的進程中,在中國加入WTO的大好形勢下,中國的經濟水平將進一步提高,對能源的需求會有增無減,只要把關於生物柴油的研究成果轉化為生產力,形成產業化,則其在柴油引擎、柴油發電廠、空調設備和農村燃料等方面的應用是非常廣闊的。
###新技術:
該專有技術經過多年的潛心研究終於研製成功了一種高科技新型能源產品——草禾烴。該產品是利用各種植物秸稈、枯草等為原料,經過研磨加工與部分重烴類原材料混合發酵,中間切換生物雙氫轉因子的編組酶元升華釀造而成。「草禾烴」可從重烴類物資中提取輕質柴油,它的熱值可達到1.2萬大卡,經過國家一級情報單位查索證明:該項目各項指標均達到了交通能源燃料C6 -C24標准,完全是一種新型生物能源。