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生物柴油是由动植物油脂为原料生产的柴油替代品，由于其不含硫和芳烃，闪点高，具有良好的动力性与排放性能，被国际可再生能源界誉为最具发展前景的替代油品。在目前石油价格保持高位的国际背景下，世界生物柴油产业发展迅速，中国也选择了合适的生物柴油发展方向。在没有国家财政补贴、没有免税政策的情况下，我国的生物柴油已经能够与常规柴油竞争并实现盈利。中国生物柴油产业的发展对其他可再生能源产业以及世界生物柴油产业的发展具有借鉴意义。但是，中国生物柴油产业要想在世界生物柴油领域站住脚，还必须在政策导向和标准制定方面做大量的工作。
一、生物柴油合成技术概述
生物柴油的化学成分为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，世界各国的生物柴油生产工艺有很大差别，但各种工艺生产的生物柴油的基本化学成分是一样的。
目前，世界范围内通用的生产生物柴油的原料可以分为四类。
1)低凝点中性油，如菜籽油、豆油、芥末籽油、煎炸废油、泔水油、厨房通风系统的凝析油、从多种野生树木的种子(如黄连木、文冠果、乌桕等)得到的油品；
2)高凝点中性油，如棕榈油、各种动物油；
3)低凝点酸性油，如酸化油脚、腐败的植物油；
4)高凝点酸性油，如餐饮废油、棕榈油下脚料。
目前，高凝点中性油和高凝点酸性油应用比较少，其中高凝点酸性油是应用的难点。从技术层面上讲，目前发达国家多以低凝点中性油为原料、以碱为催化剂生产生物柴油；我国多以低凝点酸性油为原料、以酸性催化剂生产生物柴油。也就是说，目前国际上通用的生物柴油工业化技术，是以酸碱或改性酸碱为催化剂处理低疑点的原料油。此外，作为储备技术，超临界与酯酶催化技术目前多停留在实验室或中间实验阶段，这两种技术主要以中性油作为原料。
二、我国生物柴油发展现状
从2002年到2005年，我国生物柴油产量增加了6万吨，2005年产量达到约20万吨。我国第一家具有工业规模的生物柴油生产厂家以植物油榨油厂的酸化油脚为原料。酸化油脚的价格在1100-2300元/吨，所产的生物柴油的价格在3000-3500元/吨。在没有税收减免、财政补贴的情况下，生物柴油在与常规柴油竞争的同时实现了盈利。目前我国的生物柴油产业已呈现民营、外资以及国有大公司共同参与的格局。
1.生物柴油产业已形成原料适应性较强的工艺路线
我国的生物柴油技术现已形成了废弃油脂和野生树木种子(包括黄连木、文冠果、麻风树等)两大类原料，以常规酸碱和改性酸碱、固体分子筛等为催化剂的实用工业技术，以及以脂酶为催化剂和超临界无催化剂的技术储备体系。我国生物柴油技术基本框架见表1， 较大规模的生物柴油生产厂的工艺与原料见表2。
表1 我国的生物柴油技术
工艺
原料
规模
常规酸碱与改性酸碱
各种原料
工业规模，1万-3万吨/年
超临界
中性油
实验室规模，正在进行中试
脂肪酶
中性油
实验室规模，正在进行300吨/年中试
表2 我国主要的生物柴油生产厂规模
生产厂家
规模，万吨/年
原料
催化剂
工艺组成
产品
A
3
以酸化油为主，黄连木为辅
固体酸碱
酯交换、分离、连续蒸馏
生物柴油、燃料油
B
1-2
中性油与微酸性油脂
固体酸与有机无机酸复配
酯交换、分离、间歇蒸馏
生物柴油、轻质油、燃料油
C
1-2
菜籽油与酸化油
有机酸和无机酸复配
酯交换、分离
脂肪酸、生物柴油
可以看出，我国生物柴油的原料基本以质量较差的废弃油脂为主。由于工艺路线短，因此没有进行甘油处理，只是将甘油作为燃料油出售。由于采用了减压蒸馏技术，保证了不同的原料包括低质量的原料都可以生产质量相同的生物柴油，这是我国生物柴油主要的技术特点，欧美国家的生物柴油没有该生产工艺。
我们认为，目前我国在以隔油池垃圾为主的高凝点废弃油脂和野生树木种子生产生物柴油方面已经具备系统创新的优势，将来这两种原料及其相应的转化技术会成为生物柴油领域的主导技术。但是，由于中国的制造业相对落后，中国在生物柴油生产设备的现代化方面短时间内还无法与发达国家竞争。
2.在发动机实验上存在低水平的重复研究
我国许多科研单位进行了生物柴油发动机与行车实验研究，为生物柴油的大规模应用提供了基础数据。总体趋势是：氮氧略有升高，颗粒物、一氧化碳、碳氢等其他物质均有所下降。需要指出的是，虽然国外在生物柴油发动机应用方面报道比较多，但缺乏具有创新性的研究成果，尤其是在燃烧机理以及如何调整现有发动机的燃烧系统以得到最佳排放方面研究比较少。目前我国科研部门在支持生物柴油发动机实验方面存在的主要问题是：由于我国没有统一的生物柴油标准，不同的发动机实验所用的生物柴油油样不同，运动黏度相差很大，所以实验结果并不具有可比性。从严格意义上讲，这是一种低层次的重复研究，实验数据缺乏科学性，仅能供参考使用。在锅炉等其他燃烧体上进行的一些实验也存在同样的问题。
3.我国的生物柴油标准正在报批之中
奥地利、捷克、法国、德国、意大利、瑞典、美国、欧洲等国家和地区都制定了自己的生物柴油标准，分别对密度、黏度、馏程(95%)、闪点、硫含量等28项指标全部或部分进行了规定。生物柴油标准的制定为生物柴油产业的健康发展提供了保障。
在科学技术部等部门的支持下，我国也制定了自己的生物柴油标准，对密度、运动黏度、闭口闪点、冷滤点、硫含量等16项指标进行了规定，目前正在报批之中。中国生物柴油生产的特点在于原料适用性比较广，报批中的生物柴油标准也基本上涵盖了以不同原料生产的生物柴油。
由于目前我国生物柴油的国家标准尚没有颁布，而按国外标准检测时又没有完全遵循其标准，所以目前我国生物柴油的质量还没有规范的、科学的数据来确认。
三、我国政府对生物柴油产业的支持
我国生物柴油的发展得到了国家有关部门的大力支持。“八五”、“九五”、“十五”期间，科技部分别从能源作物开发、生物柴油生产实验、生物柴油车辆实验等层面对生物柴油的发展予以支持。2004年，科技部启动了“十五”国家科技攻关计划项目——“生物燃料油技术开发”；“863计划”支持以生物酶为基础的生物柴油合成新技术，同时支持以隔油池垃圾生产生物柴油：原国家经济贸易委员会在推动我国生物柴油产业化方面做了大量工作，中国工程院曾组织“我国生物柴油产业发展座谈会”和“生物柴油植物原料发展研讨会”；国家发改委在2004年发布的《关于组织实施“节能和新能源关键技术”国家重大产业技术开发专项的通知》(发改办高技[2004)1224号文)中，将工业规模生物柴油的生产及过程控制关键技术、利用油脂类废料和野生植物生产生物柴油关键技术作为节约和替代石油关键技术予以支持。
经过几年的努力，我国生物柴油产业得到了很大的发展，并受到国家决策层的重视。《中华人民共和国可再生能源法》、《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》等法律法规均明确提出，要加强包括生物柴油产业在内的可再生能源的发展，并从技术、生产、销售和税收等方面给予支持。
为将这些支持落到实处，国家发改委发布了发改办高技[2005]2875号文，决定在2006-2007年期间实施生物质工程高技术产业化专项。主要目的是要促使非粮原料生物能源、生物基材料实现10万吨以上的规模化工业生产，力争在“十一五”末期，形成替代1000万吨石油和节省500万吨标准煤的生物质产业。在专项重点领域中与生物柴油有关的内容有：开展包括生物柴油在内的生物能源产品的产业化以棉籽、油菜籽、废弃油及其他木本油料植物为原料生产生物柴池重点支持边际性土地(如沙荒地、盐碱地、山坡地等)高产作物、植物的育种及新品种产业化，基因工程高产淀粉质、纤维质、油料作物等的品种改造与新品种产业化等。今后各省市与各有关部委对于生物柴油产业发展的支持政策将会陆续出台，相信在未来20年我国生物柴油产业的发展将会突飞猛进。
四、对我国生物柴油产业发展模式及政策的建议
1.我国生物柴油资源量预测及产业链案例分析
生物柴油的资源量是分别以现有资源、适度种植油料作物、大规模发展工程藻类为基础计算的。我国每年食用废弃油脂为200万-300万吨，榨油油渣为130万-150万吨，其他植物(如漆树、黄连木、苹果、葡萄等)种子的资源量以油计算合200万吨，皮革产业每年产生的废油合4万-6万吨，以能够收集到的资源为基础，我国生物柴油的资源量每年为300万吨。我国目前需要造林的面积达9亿亩，如果适度种植黄连木、文冠果、麻风树等油料树木，则生物柴油的资源量可以达到每年2000万吨。如果以工程澡类为原料，则我国生物柴油的资源规模估计可以在每年3000万吨以上。
目前，我国已经开始利用中性的废弃油脂(如煎炸废油)为原料生产生物柴油，也有一些企业从东南亚进口一些棕榈油加工过程中产生的废弃油脂作为原料，大多数企业是利用酸化油为原料。四川、贵州、云南已经开始种植各种类型的油料树木。
业界曾经出现关于先有原料再建工厂还是先建工厂再发展原料的争论。笔者认为，应该在充分调查现有资源的基础上，先建立比资源量适当稍大的生物柴油工厂，促进当地的废弃油脂收集产业的发展，逐渐形成专业化市场。同时，根据当地情况，适度种植油料树木。以正和生物柴油公司为例。该公司主要以酸化油与黄连木种子为原料生产生物柴油，建厂之初，当地只有少量的酸化油供应，并有多年生失去管理的野生黄连木自然林。随着正和生物柴油公司的发展，在当地形成了酸化油交易市场，吸引了山东、天津、河南的酸化油向当地流动。同时，由于黄连木种子具有了经济价值，在当地农民开始重视黄连木树林的管理，逐渐形成了黄连木种植、榨油的产业链。我们从该案例可以看出，在发展生物柴油产业时，要将生物柴油工厂作为原料的消费端，依靠扩大消费来带动生产端及其相关产业的发展。我国生物柴油的发展有广大的原料市场，只是由于没有做好组织和协调工作，难以实现资源的统筹管理。我国石油供需缺口较大，可以预期生物柴油销售前景应该不错，这种来自消费需求的拉动将在较长时期内成为生物柴油发展的强劲动力。
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