生物柴油是一種潔凈的生物燃料,,已經(jīng)成為產(chǎn)量增長最快的替代燃油。發(fā)展生物柴油具有農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的經(jīng)濟意義,、能源安全的戰(zhàn)略意義和生態(tài)環(huán)境意義,。
生物柴油是指用植物油與甲醇制造的脂肪酸甲酯,是一種潔凈的生物燃料,。國際上對生物柴油的開發(fā)形勢看好,,目前,巴西正在大力推廣生物柴油,,以減少石油進口,。美國能源部也在集資發(fā)展生物質(zhì)能,要求到2010年,,美國生物質(zhì)能的使用量增加2倍,,生物柴油也列為生物質(zhì)能之一,。生物柴油取之大自然,,回之大自然,不僅可以使人類擺脫對石油的依賴,而且是一種可再生能源,。生物柴油正形成一個商機誘人的綠色產(chǎn)業(yè),。
生物柴油:最優(yōu)秀的環(huán)境衛(wèi)士
與普通汽油機相比,柴油機可以節(jié)油15%~30%,,同時它也具有良好的環(huán)保性能,,能夠滿足嚴格的排放法規(guī)的要求。就溫室氣體排放而言,,如果考慮到原油的加工,、燃料的運輸使用等所有環(huán)節(jié),柴油機的溫室氣體的排放可降低45%,。
美國俄亥俄州一個名叫奧柏林的高中生,,不久前成功地用氫氧化鈉和甲醇作為催化劑,將植物油分離成甘油和甲酯,。甲酯就是生物柴油,,可替代柴油驅(qū)動柴油車。奧柏林用自已生產(chǎn)的生物柴油作為燃料,,駕駛一輛1984年產(chǎn)的“大眾捷達”車行駛了5000多公里,,從而榮獲州科學博覽會的一等獎。一個高中生生產(chǎn)出廉價的燃油是一件新鮮事,,不過,,將植物油當作燃油的想法卻早已存在。事實上,,當魯?shù)婪?middot;弟斯爾在1900年巴黎世界博覽會上首次展出其發(fā)明的柴油發(fā)動機時,,就是使用花生油作燃油的。
在各種替代燃油中,,只有生物柴油能全面達到美國清潔空氣法所規(guī)定的健康影響檢測要求,。科學家研究了35%生物柴油和65%常規(guī)柴油的混合物,,他們發(fā)現(xiàn)與100%的石油柴油相比,,這種混合物排放的顆粒物減少了25%,一氧化碳下降了12%~14%,,碳氫化合物下降了10%,。生物柴油是通過植物油與甲醇或乙醇反應制成的,是一種粘性減小,、揮發(fā)性增大的燃油,。卡車發(fā)動機用這種生物柴油時,,與每單位常規(guī)柴油燃料的平均行駛里程基本相同,。研究人員發(fā)現(xiàn),,用這種生物柴油混合物時,一氧化碳排放減少可能是由于這種生物柴油燃料的含氧量較高所致,。更多的氧意味著燃燒得更完全,,更完全的燃燒也有助于減少碳氫化合物的排放。研究人員將顆粒物減少歸功于這種生物柴油的芳香族化合物和硫含量較低且含氧量較大,。
生物能源凸顯誘人商機由于對石油的過份依賴,,石油資源的過度開采導致了目前愈演愈烈的石油危機,石油價格一漲再漲,。如何減少對石油的依賴,,迫使科學家們努力尋找石油的替代物。生物柴油可降解,、無毒,、對環(huán)境無害并可以從再生資源中提取。生物柴油的好處還有:可用于任何柴油引擎,;在所有替代燃油中,,生物柴油的熱值最高;生物柴油的燃點比柴油高得多,,因此使用,、處理、運輸和儲藏都極其安全,。
美國自20世紀90年代初就開始將生物柴油投入商業(yè)應用,,生物柴油已經(jīng)成為美國產(chǎn)量增長最快的替代燃油。在美國,,生物柴油主要用于擁有集中加油站的巴士公司和卡車運輸公司,,聯(lián)邦政府是生物柴油的最大用戶。美國1992年通過的能源政策規(guī)定,,絕大多數(shù)的聯(lián)邦,、州和公共部門的汽車隊都必須有一定比例的車輛使用替代燃油。
據(jù)日本發(fā)表的一份官方報告表示,,日本將回收農(nóng)業(yè),、林業(yè)以及養(yǎng)殖業(yè)的廢料,作為生產(chǎn)能源的原料,。據(jù)悉,,這項生物能源利用計劃將從2010年正式啟動,目的就是生產(chǎn)潔凈的能源,,并將之用做汽車,、船舶和發(fā)電廠的燃料。生物能源的使用將有利于解決全球變暖的問題,,因為它可以取代礦物燃料,,減少大氣中二氧化碳的含量,。
韓國也積極試用生物柴油。每天有成千上萬的車輛云集漢城,,混濁的空氣讓人看不清周圍群山的景色,所以韓國環(huán)境部力薦使用清潔的生物柴油,。在不改變發(fā)動機及加油設施的情況下,,生物柴油可減少廢物的排放量,它的揮發(fā)性較低,,從而提高了使用安全性,,而且這種車的修理師無須另外培訓。韓國的生物柴油80%是柴油,,20%是從米糠,、回收食物油和豆油中提取的生物燃料。這種油目前還處在實驗期,,只在清潔車和垃圾運輸車中使用,。城市垃圾場的運輸車正在使用生物柴油,韓國每年因此能節(jié)省3萬桶柴油,。兩年實驗期后,,它可能作為一種官方油料,擴大使用范圍,。
我國生物柴油亟待產(chǎn)業(yè)化我國是一個石油凈進口國,,石油儲量又很有限,因此,,提高油品的產(chǎn)量對中國來說就更有現(xiàn)實意義,。
生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優(yōu)勢,,專家認為,,我國是油菜生產(chǎn)大國,應發(fā)展油菜制造生物柴油的綠色可再生能源產(chǎn)業(yè),。該技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,、能源安全和生態(tài)環(huán)境綜合治理有十分重大的戰(zhàn)略意義。目前歐盟許多國家都在大力發(fā)展利用油菜制造生物柴油產(chǎn)業(yè),,如德國今年又將建成幾個生物柴油廠,,年產(chǎn)量將提高到100萬噸。在德國1.7萬個加油站中,,有1400多個供應生物柴油,,還有數(shù)以千計的直接買主。目前汽車柴油化已成為汽車工業(yè)的一個發(fā)展方向,,據(jù)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,。這都為油菜制造生物柴油提供了廣闊的發(fā)展空間,。
我國生物柴油技術(shù)起步較晚,應加緊研究早日投入產(chǎn)業(yè)化,。加緊油菜轉(zhuǎn)化為生物柴油研究具有以下三方面意義:一是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的經(jīng)濟意義,。我國是油菜生產(chǎn)大國,可通過結(jié)構(gòu)調(diào)整,,同時將退耕還林和木本油料植物發(fā)展結(jié)合起來,,建立生物柴油原料基地,開發(fā)種植特色高產(chǎn)工業(yè)油菜,,發(fā)展成生物能源供應地,。通過對土地資源有效利用,初步估計每年將增加生物能源供應量成千萬噸,,按目前柴油價格2800~3400元/噸計算,,將形成一個300多億元產(chǎn)業(yè),并將建設大量工廠,,增加就業(yè)機會,。二是能源安全的戰(zhàn)略意義。自1993年我國成為石油凈進口國,,2000年以來每年進口石油已占我國石油消費量的1/3以上,。因此,利用國內(nèi)資源優(yōu)勢,,開發(fā)生物柴油具有重要意義,。三是生態(tài)環(huán)境意義。生物柴油燃燒時不排放二氧化硫,,生物柴油中不含對環(huán)境造成污染的芳香化合物,,因而廢氣對人體損害也低于柴油。由于生物柴油含氧高,,燃燒時排煙少,,排放的一氧化碳比普通柴油減少約10%。
巴西政府頒布法令,,重新啟動生物柴油計劃,,并由政府牽頭,11個部委以及大學和科研機構(gòu)組成工作組,,進行生物柴油替代礦物柴油的可行性技術(shù)報告的分析論證,。巴西早在上個世紀80年代就已經(jīng)進行過生物柴油的小型實驗性生產(chǎn)而且獲得成功。但是因為生產(chǎn)成本過高,,沒有擴大生產(chǎn)規(guī)模,。巴西礦產(chǎn)能源部石油,、天然氣和可再生能源局表示,重新啟動生物柴油計劃是基于以下三個原因:一,、多樣化開發(fā)可替代能源,;二、減少對進口石油的依賴,;三,、增加農(nóng)民收入和就業(yè)機會。
巴西是最早掌握生物柴油技術(shù)的國家,。在推出生物柴油計劃初期,年產(chǎn)量曾一度達到50萬噸,,后因市場需求不旺,,減少到年產(chǎn)10萬噸。巴西農(nóng)牧研究院再生能源計劃的負責人指出,,巴西有充足的生物柴油生產(chǎn)原料,,僅巴西東北部地區(qū)就有適合種植蓖麻的土地200萬公頃,在幾年之內(nèi),,蓖麻的年產(chǎn)量就可達到200萬噸,,生物柴油產(chǎn)量達到1.12億升,并創(chuàng)造10萬個新的就業(yè)機會,。巴西已經(jīng)具備成為世界上最大的生物柴油生產(chǎn)國的一切條件,。巴西第一個生物柴油冶煉廠已經(jīng)動工,預計日產(chǎn)柴油5600升,,日耗蓖麻10噸,,將在2005年1月投產(chǎn)。巴西礦能部預測,,如果在柴油中添加2%的生物柴油,,每年就可以少進口1.5億美元的石油。目前巴西每年柴油的消耗量為370億升,,其中74億升為進口,。實驗證明,可百分之百地采用生物柴油作為動力,,而且不必對發(fā)動機進行任何改動,。
目前,生物柴油技術(shù)和產(chǎn)品的運用已引起世界各國的關注,。一項研究數(shù)據(jù)顯示,,生物柴油燃燒后不會產(chǎn)生二氧化硫,而且一氧化碳等有害氣體的排放量比礦物柴油低1 1%至53%,,可減少因污染造成的溫室效應,。目前歐盟規(guī)定,,至2005年,在燃油中要求摻加2%的生物柴油,,到2010年提升至10%,。其中,德國是生物柴油利用最廣泛的國家,,每年消費生物柴油110萬噸,,占世界總消費量210 萬噸的一半多。德國政府鼓勵使用生物柴油,,對生物柴油的生產(chǎn)企業(yè)全額免除稅收,,使其價格低于普通柴油。除蓖麻以外,,大豆和油菜籽都可以作為生產(chǎn)生物柴油的原料,。
我們期待著生物柴油的廣泛運用,也期待著更多的環(huán)保能源被開發(fā)和使用,。