生物柴油优势
Ⅰ 生物柴油是一种新型能源,其大多数方面都比石化柴油有优势,但是,为什么世界上生物柴油产量最大的地区是
这个说法不是一点道理没有。
Ⅱ 国内生物柴油的前景有优势吗
目前,最好不要再进入生物柴油行业,基本上利润已经探底,有可能还会进一步下调,和成本倒挂,但是如果你有先进技术和较低的成本可以一试。
Ⅲ 生物柴油的发展前景
从销售额的角度看,2012年精细化工产品占到行业总体销售额的70%以上,能源产品不足30%,造成两种产品比例悬殊的主要原因在于生物柴油原材料价格高涨且销售渠道不畅,生产企业很难从能源产品上获得利润,而精细化工产品因为其附加值较高、环保等特点明显以及销售渠道成熟等原因,获得生产企业和市场的青睐,逐渐成为生物柴油行业的主要细分产品。
与同属清洁车用替代燃料的生物燃料乙醇相比,我国生物柴油生产相对发展缓慢。从我国成品油需求来看,柴油相对汽油更加短缺,在我国发展生物柴油不仅有助于降低车辆尾气污染物排放,也具有缓解柴油资源短缺的现实意义。考虑到废弃油脂是生物柴油的主要原料之一,其产业化发展还能解决废弃油脂再次进入食品领域从而危害大众健康的问题。但目前,我国生物柴油产业化受到生产成本较高、政策扶持不足、相关管理不规范等因素的制约。针对这些问题展开分析讨论,有助于明确产业定位、理清发展思路,从而为决策者提供参考。
我国生物柴油生产与示范我国2010年生物柴油产能约300万t/a,产量约20万t,主要原料为餐饮废油、榨油废渣等,产品主要用于农用动力机械及公路、水路和铁路运输动力机械方面。与发达国家相比,我国生物柴油产业起步较晚,发展进程也比较缓慢。自“十五”开始,政府加大对生物柴油研发的投入,但由于后期相关产业政策扶持力度不大,尽管在建和规划的产能已有一定规模,但产能利用率不高。目前,我国生物柴油生产主体为民营企业,国企和外企也有涉足。2008年7月,国家发改委正式批准了中国石油、中国石化、中国海油三大公司以麻风树为原料的示范装置建设。其中,中国海油在海南的6万t/a装置于2010年底建成投产,是目前已建成的我国最大的生物柴油示范项目。
国内相关政策“十五”期间,生物柴油相关研究课题进入国家科技攻关计划。2006年《可再生能源法》的生效在一定程度上促进了生物柴油的发展。2007年9月国家发改委发布的《可再生能源中长期发展规划》提出要“重点发展以小桐子、黄连木、油桐、棉籽等油料作物为原料的生物柴油生产技术,逐步建立餐饮等行业的废油回收体系”,并提出生物柴油发展目标为:生物柴油年利用量到2010年达到20万t,2020年达到200万t。
国家发改委和财政部等部门对国家批准的工业示范装置已制订一系列政策,包括工业装置建设的贷款,增值税、所得税减免,建成运转后达到合同指标的奖励等。但从总体上看,相关政策对产业化发展的推动作用尚不显著,政策连续性不强,甚至出现反复。例如,2006年国家税务总局发文规定:“以动植物油为原料,经提纯、精炼、合成等工艺生产的生物柴油,不属于消费税征税范围”,但在2008年《国务院关于实施成品油价格和税费改革的通知》又将生物柴油纳入消费税征收范围。直至2011年6月,国家财政部与税务总局再次发布通知对以利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税。
总部设在德国汉堡的行业期刊《油世界》发布的最新报告显示,全球生物柴油产量在经过数年的持续增加之后,目前已经开始下滑。
中国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚,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。目前各方面的研究都取得了阶段性成果,这无疑将有助于中国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计,在2-3年内,中国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项,由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题,联合研究长达10 年之久,并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985 年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。
系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究,建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自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”。
1999-2002年,湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)—— 《能源树种绿王树及其利用技术的引进》,从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbiatim-cal li)优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。
但是与国外相比,中国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化:政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法,更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此,中国进入了WTO之后,在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下,加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。 发展生物柴油,中国有十分丰富的原料资源。中国幅员辽阔,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,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前中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,使其在中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,才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,在中国加入WTO的大好形势下,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
中国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,大量进口石油对中国的能源安全造成威胁。因此,提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对中国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,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201 0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,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。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,有利于调整农业结构,增加农民收入。
柴油的供需平衡问题也将是中国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出,到2005年,随着中国原由加工量的上升,汽油和煤油拥有一定数量的出口余地,而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前,生产柴汽比约为1.8,而市场的消费柴汽比均在2.0以上,云南、广西、贵州等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快,随着国民经济重大基础项目的相继启动,柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。
目前中国生物柴油技术已取得重大成果: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。
中国工程院有关负责人介绍,中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品,将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了国务院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的支持,并已列入有关国家计划。
▲《财税[2010]118号》经国务院批准,对利用废弃的动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税。现将有关政策通知如下:从2009年1月1日起,对同时符合下列条件的纯生物柴油免征消费税:(一)生产原料中废弃的动物油和植物油用量所占比重不低于70%。(二)生产的纯生物柴油符合国家《柴油机燃料调合生物柴油(BD100)》标准。从2009年1月1日至本通知下发前,生物柴油生产企业已经缴纳的消费税,符合本通知第一条免税规定的予以退还。 我国在生物柴油的标准制定方面取得了一定的进展。2007年首个柴油机燃料调和用生物柴油的国家标准B100开始正式实施。2010年国家质检总局、国家标准委公布了《生物柴油调和燃料(B5)》标准。该标准于2011年2月1日开始实施。
由上述发展趋势可看出,出于成品油来源多样化、杜绝“地沟油”进入餐饮行业等多方面因素的考虑,政府对生物柴油领域的重视度在日趋增加。
我国生物柴油技术路线评价生物柴油的原料来源十分广泛,包括菜籽、大豆、工业和餐饮废油脂等,而一些木本油料作物例如麻风树、黄连木、文冠果和光皮树等也表现出较大的应用开发潜力。这些技术路线在经济、环境和能效方面表现不一,因此如何根据区域特点发展合适的技术,成为生物柴油相关研究中的一个热点。经济性评价生产成本比较高是我国生物柴油产业化的最大障碍。
《油世界》称,欧盟地区今年的生物柴油产量料自上年的913万吨下滑至900万吨,从而终结很长一段时间的增长趋势。
报告还称,美国今年的生物柴油产量料自上年的329万吨增加至348万吨,但今年7月至12月期间的生物柴油产出料减少36万吨,但美国明年的生物燃料产出前景依然光明。
“鉴于美国2012/13年度豆油供应紧俏,令该国的生物柴油产出达到规定的水平还是具有一定困难的。”
报告指出,预计今年,阿根廷的生物柴油产出料自上年的243万吨小幅增加至245万吨,而2011年,该国的生物柴油产出增加了60万吨。
报告称,“阿根廷的生物柴油产商目前正面临出口销售大幅下滑和国内消费大幅缩减的困扰。”
低迷的大豆产出导致豆油价格走高,这也令巴西今年的生物柴油产量料自上年的235万吨下滑至229万吨。
但巴西上调了明年生物柴油混合比率方面的要求,这会令该国明年的生物柴油产出前景光明。
Ⅳ 生物柴油有什么用途
答:汽车能用生物柴油,而且还可以减少有污染的尾气,但是它不能用来发电,它有一些优于普通柴油的特点。
生物柴油是利用动植物油脂、酸化油、地沟油、泔水油、化工厂油脚、皂角等为原料,经反应改性成为可供内燃机使用的一种“安全、清洁、高效”的可再生液体燃料,是典型的“绿色能源”。在环境特性方面优于矿物柴油,具有良好的排放性能,其优点如下:
⒈可用于任何柴油发动机,不必做任何改动,便于推广使用;
⒉具有较高的运动粘度,在不影响燃油雾化的情况下,更容易在汽缸内壁形成一层油膜,从而提高运动机件的润滑性,降低机件磨损,延长使用寿命。
⒊与矿物柴油相溶性极好,可单独或以任意比例与普通柴油掺和使用,且掺和使用后可降低尾气污染。
⒋十六烷值高,抗爆性能优于普通柴油。
⒌含氧量高,在燃烧过程中所需的氧气量矿物柴油少,燃烧、点火性能优于普通柴油,且燃烧残留物呈微酸性,使催化剂及发动机机油的使用寿命加长。
⒍燃点是普通柴油的两倍,在使用、处理、运输和储藏方面都比较安全。
⒎不含石蜡,低温流动性好,适用范围广泛。
⒏环保效果极为突出,表现在以下方面:
①自身不含硫,没有二氧化硫和硫化物的排放,有利于大气环保;
②原料主要来源于植物,对缓解温室效应,改善生态环境有积极意义;
③含氧量高,使用时燃烧充分,有利于颗粒烟雾(TMP)和光化学烟雾的控制;
④生物降解性高,无毒性,可减少对环境造成的污染;
⑤不含芳香油族烃类成分,可降低汽车尾气对人体致癌、致畸变的危害。
同时,生物柴油还是合成许多高级表面活性剂的原料,重要的有机合成中间体。对油脂具有互溶性、粘度低、涂擦时铺展性好等特点,广泛用于乳化剂制品,如脂肪酸、脂肪酸甲酯磺酸盐、烷醇酰胺的制备。在化妆品工业,经精加工后作香料的溶剂,香波中的头发亮剂,还可以作为皮革加脂剂、润滑剂。
Ⅳ 生物柴油的优点和缺点分别是啥
优点:
(1)点火性能佳。十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中燃料性能好坏的质量指标,生物柴油十六烷值较高,大于45(石化柴油为45),点火性能优于石化柴油。
(2)燃料更充分。生物柴油含氧量高于石化柴油,可达11%,在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少,燃烧比石化柴油更充分。
(3)适用性广。除了做公交车、卡车等柴油机的替代燃料外,生物柴油又可以做海洋运输、水域动力设备、地质矿业设备、燃料发电厂等非道路用柴油机之替代燃料。
(4)保护动力设备。生物柴油较柴油的运动黏度稍高,在不影响燃油雾化的情况下,更容易在气缸内壁形成一层油膜,从而提高运动机件的润滑性,降低机件磨损。
(5)通用性好。无需改动柴油机,可直接添加使用,同时无需另添设加油设备、储运设备及人员的特殊技术训练(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。生物柴油的闪点较石化柴油高,有利于安全储运和使用。
(7)节能降耗。生物柴油本身即为燃料,以一定比例与石化柴油混合使用可以降低油耗,提高动力性能。
(8)气候适应性强。生物柴油由于不含石蜡,低温流动性佳,适用区域广泛。
(9)功用多。生物柴油不仅可作燃油又可作为添加剂促进燃烧效果,从而具有双重功能。
(10)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时可减少70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香烃,因而产生的废气对人体损害低。
缺点:
(1)生物柴油的热值比石油柴油略低;
(2)生物柴油具有较高的溶解性,可以清除发动机的积炭,对发动机起到保护作用,延长发动机的使用寿命;
(3)生物柴油作汽车燃料时 NOx 的排放量比石油柴油略有增加;
(4)原料对生物柴油的性质有很大影响,若原料中饱和脂肪酸,如棕榈酸或硬脂酸含量高,则生物柴油的低温流动性可能较差;若多元不饱和脂肪酸,如亚油酸或亚麻酸含量高,则生物柴油的氧化安定性可能较差,这需要加入相应的添加剂来解决。
(5)生物柴油优势扩展阅读:
生物柴油是典型的“绿色能源”,具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好,原料来源广泛、可再生等特性。近年来许多研究证实,无论是小型、轻型柴油机还是大型、重型柴油机或是拖拉机,燃烧生物柴油后碳氢化合物都减少55%~60%,颗粒物减少20%~50%,CO减少45%以上,多环芳烃减少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)、动物油(如鱼油、猪油、牛油、羊油等)、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。具有某种结构符号的脂肪酸甘油酯(即甘油三酸酯)的植物油和动物脂肪通常被作为生物柴油的原料。
Ⅵ 生物柴油的发展前景大吗
前景广阔。因为我国石油已经依赖进口了,国家政策一定会支持新能源的开发。而且原料丰富,价格低廉。只要石油价格稳定,不会跌落,科技力量达到要求,一定会蓬勃发展。
生物燃料是没有难闻的气味。 该燃料以农作物秸秆为主要原料,加入少量添加剂而制成。其 SO2 排放量近似于“零”,是目前少有的洁净能源之一。该燃料在燃烧过程中整体不变形、不散架,具有火力旺、易于点火、无污染、适宜于各种燃烧器等特点,达到了国际标准。它可以代替煤、燃油、燃气,是今后开发新型可再生能源的主要对象。
用户报告说,以大豆作原料的生物柴油燃烧以后排出的废气有点像炸薯条的味道。专家们说,即使粮食的价格回升,如果美国为了遏制全球变暖而优先发展生物燃料,生物燃料可能具有光明的前景
Ⅶ 请列举出生物柴油的优缺点,及其与石化柴油的各方面性能、参数比较
生物柴油的优点
1.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30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。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,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4.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、使用方面的安全性又是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,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。
6.具有可再生性能。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化柴油调和使用,可以降低油耗、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洲Ⅲ号排放标准。而且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,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。
生物柴油的优点
1.十六烷值较高,大于49(石化柴油为45),抗爆性能优于石化柴油。
2.生物柴油含氧量高于石化柴油,可达11%,在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少,燃烧、点火性能优于石化柴油。
3.无毒性,系可再生能源,而且生化分解性良好,健康环保性能良好。除了供公交车、卡车等柴油机的替代燃料外,又可供为海洋运输、水域动力设备、地底矿业设备、燃油发电厂等非道路用柴油机之替代燃料。
4.不含芳香族烃类成份而不具致癌性,并不含硫、铅、卤素等有害物质。
5.黑烟、碳氢化物、微粒子以及SO2、CO(一氧化碳)排放量少。
6.生物柴油具有较高的运动黏度,在不影响燃油雾化的情况下,更容易在汽缸内壁形成一层油膜,从而提高运动机件的润滑性,降低机件磨损。
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,(通常的替代燃料均须修改引擎才能使用)。
8.生物柴油的闪点较石化柴油高,有利于安全运输、储存。
9.既可作为添加剂促进燃烧效果,其本身即为燃料,而具有双重效果。
10.不含石蜡,低温流动性好,适用区域广泛。
11.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可以降低油耗、提高动力性。
Ⅷ 生物柴油与传统柴油相比,具有什么特点
生物柴油主要是由生物反应直接产生的物质,比如乙醇等,是由生物工程发酵而来,然后把它按照一定比例和柴油混合起来而成。听说是对减少硫等的排放量有好处,其实最重要的是生物柴油增加了可再生的乙醇,减少了相对人类生命来说是不可再生的石油的利用量,这样就可以实现环保和可持续发展的目标。有些植物甚至可以产生能直接被发动机利用的燃料,当然,目前还没有能大量使用,因为这样会破坏生态环境,左右为难啊!
Ⅸ 你认为与大豆,油菜制生物柴油相比,微藻制油有哪些优势
海藻脂质含量在20%至70%,其含油量比油菜高7~8倍,是陆地植物远远达回不到的,且微藻资源丰答富,不会破坏生态系统,可大量培养而不占用耕地。另外,它的光合作用效率高,生长周期短,单位面积年产量是粮食的几十倍乃至上百倍。
Ⅹ 生物柴油的缺点和不足有哪些
http://blog.bioon.com/user1/6470/index.shtml
###主要缺点:
一是以菜籽油为原料生产的生物柴油成本高,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。
二是 用化学方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,设备投入大;色泽深,由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质;酯化产物难于回收回收成本高;生产过程有废碱液排放。
###生物柴油概况:
一、生物柴油的主要特性
生物柴油是清洁的可再生能源,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、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。生物柴油是典型“绿色能源”,大力发展生物柴油对经
济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义
。
众所周知,柴油分子是由15个左右的碳链组成的,研究发现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。因此生物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析,生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷,它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的.与常规柴油相比,生物柴油具有下述无法比拟的性能:
1.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30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。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,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4.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、使用方面的安全性又是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,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。
6.具有可再生性能。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化柴油调和使用,可以降低油耗、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洲Ⅲ号排放标准。而且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,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。
二、生物柴油的生产方法
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℃)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。甲醇或乙醇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。
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。
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,由于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;生产过程有废碱液排放。
为解决上述问题,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。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。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或转酯化有效,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。
“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%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质积累水平方面起
到了重要作用。目前,正在研究选择合适的分子载体,使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达,还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要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优势。
三、国外生物柴油的发晨状况
生物柴油于1988年诞生,由德国聂尔公司发明,它是以菜籽油为原料,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,如美国权威机构ASTM相继在1996年和2000年发布标准,完善生物柴油的产业化条件,并且政府实行积极鼓励的方
式,在生物柴油的价格上给于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克/公顷补贴,并对制造生物柴油予以免税。
欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法生产,采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-250℃下进行酯化反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比,生物柴油更有利环保,使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10,颗粒物为20%,C02和CO排放量仅为10%。按照京都议定书,欧盟2008-2012年间要
减少排放8%。就燃料对整个大气C02影响的生命循环分析看,生物柴油排放的C02比矿物柴油要少约50%。为此,欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用,这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比,生物柴油价格要贵一倍以上,为此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。目前,美国有4家生物柴油生产厂,总能力为30万吨/年。欧盟国家主要以油菜为原料,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,德国还于2001年月11日在海德地区投资5000万马克,兴建年产10
万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂,总能力为40万吨/年,使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油,对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂,总能力33万吨/年,对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂,总能力5.5万吨/年,税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂,总能力24万吨/年。日本生物柴油生产能力也达到40万吨/年。
四、我国生物柴油的发展状况
我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项,由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题,联合研究长达10年之久,并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。
系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究,建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自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”。
1999-2002年,湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)——《能源树种绿王树及其利用技术的引进》,从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbia tim-calli)优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。
但是,与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化:政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法,更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此,我国进入了WTO之后,在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下,加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。
五、我国生物柴油的产业化前景
2003年,受国民经济持续快速增长的拉动,中国石油市场需求增势强劲,石油产品需求总量增长幅度达到两位数,为11.4%,比上年提高了7.4个百分点,这促进了石油进口量的大幅攀升,使我国成为石油消费和进口大国。石油市场资源供应出现紧缺,价格全面上涨。据中国物流信息中心统计,2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步分析2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似,将继续保持消费
需求旺盛,供需基本平衡的格局,但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。预计2004年中国原油消费量为2.7亿吨,净进口量有可能超过1亿吨。
我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,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就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,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,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。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,有利于调整农业结构,增加农民收入。
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出,到2005年,随着我国原由加工量的上升,汽油和煤油拥有一定数量的出口余地,而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前,生产
柴汽比约为1.8,而市场的消费柴汽比均在2.0以上,云南、广西、贵州1等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快,随着国民经济重大基础项目的相继启动,柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。
目前我国生物柴油技术已取得重大成果: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。
中国工程院有关负责人介绍,中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品,将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了国务院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的支持,并已列入有关国家计划。
发展生物柴油,我国有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,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。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,才能走符合中国
国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,在中国加入WTO的大好形势下,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
###新技术:
该专有技术经过多年的潜心研究终于研制成功了一种高科技新型能源产品——草禾烃。该产品是利用各种植物秸秆、枯草等为原料,经过研磨加工与部分重烃类原材料混合发酵,中间切换生物双氢转因子的编组酶元升华酿造而成。“草禾烃”可从重烃类物资中提取轻质柴油,它的热值可达到1.2万大卡,经过国家一级情报单位查索证明:该项目各项指标均达到了交通能源燃料C6 -C24标准,完全是一种新型生物能源。