世界石油儲量日益減少,國際原油價格一路飆升,,能源供應成為全球關注的焦點,。專家預測,國際油價每桶上漲10美元,,全球經(jīng)濟增長率就會下降0.5到1個百分點,。因此,國內(nèi)外一些企業(yè)就開始轉(zhuǎn)向研究開發(fā)經(jīng)濟環(huán)保的可再生燃料資源,,于是生物柴油開始走向前臺,,愈來愈受到世界各國的高度重視。
隨著世界汽車車型柴油化趨勢的加快,,預計到2008年,,歐洲每2輛新車中就有1輛是柴油車,中國柴油汽車(輕型載貨汽車,、輕型客車)生產(chǎn)比例已由1990年的15%上升到目前的56%,。這意味著未來20年內(nèi)對柴油的需求量將不斷增長。而世界范圍內(nèi)柴油的供應量嚴重不足,,這給生物柴油留下廣闊的發(fā)展空間。
機遇
中國是石油資源短缺的國家,,2004年原油進口量首次突破億噸,,2000-2006年原油進口年均增長率為14%。近年來,,隨著中國原油加工能力和原油加工量的不斷增加,,中國柴油產(chǎn)量也快速增長。1997-2000年,,中國柴油產(chǎn)量的年均增速高達13.5%,,大于柴油需求9.6%的年均增長率。2001-2004年,,中國工業(yè)生產(chǎn)整體增長快速,,供電局面緊張,發(fā)電用油增加,;農(nóng)業(yè)機械發(fā)展形勢趨好,,農(nóng)業(yè)用油增長;相關行業(yè)整體對柴油的需求增速達到年均11.6%,,大于10.4%的年均生產(chǎn)增速,,導致柴油進口量逐年回升。2005年,,國內(nèi)宏觀經(jīng)濟形勢良好,,GDP增長達到9.9%,宏觀調(diào)控更加注意政策的方向性和結(jié)構(gòu)的調(diào)整,;隨著用油行業(yè)消費的理性化和供需矛盾的緩解,,柴油需求增長趨緩,;國內(nèi)市場柴油價格與國際市場價格倒掛,導致對進口柴油的需求大幅減少,,2005年的柴油進口量比2004年同比下降了80.5%,。
生物柴油的原料主要分為兩類,一種是含油脂農(nóng)作物,,包括亞麻,、大豆、橡膠籽,、蓖麻,、棉籽、油菜,、麻風樹,、小油桐等;另一種就是餐廚廢油,,包括地溝油,、植物油泥等。
生物柴油原料的選用根據(jù)各國的實際情況而有所區(qū)別,。據(jù)了解,,歐洲在不適合種植糧食的土地上種植富油脂的農(nóng)作物,用于生產(chǎn)生物柴油的原料主要為菜籽油,;美國選用了大豆和玉米,;日本采用的是工業(yè)廢油和廢煎炸油;東南亞一些地區(qū)則是棕櫚油,。而目前中國食用油短缺,,實際情況不允許使用大豆、菜籽油作為工業(yè)原料,,只能鼓勵通過種植小油桐等能源作物和回收廢油來解決原料來源,。利用酸化油、地溝油等廉價原料生產(chǎn)生物柴油是成本最少,、變廢為寶的好辦法,,而且煉出的柴油質(zhì)量仍可達到國際上最為苛刻的生物柴油標準。專家建議,,應在利用現(xiàn)有原料進行生產(chǎn)的同時,,積極和植物、農(nóng)業(yè)和林業(yè)科研部門聯(lián)合研究油料作物的育苗,、優(yōu)選,、種植和合理套種。同時,基因工程會是未來生物能源利用的一個重要研究方向,。
壁壘及前景
中國從2001年起開始出現(xiàn)生產(chǎn)生物柴油的企業(yè),,最近兩年發(fā)展較為迅速,到2006年底,,全國實際生產(chǎn)能力近25萬噸,。近兩年相繼在河南、河北,、江蘇,、內(nèi)蒙等地新建、擴建了許多生物柴油項目,,規(guī)模大多都在10萬噸以上,。
中國開展生物柴油的研究開發(fā)工作較早,1981年已有用菜籽油,、棉籽油等植物油生產(chǎn)生物柴油的試驗研究,。但是,由于目前中國所生產(chǎn)的生物柴油沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標準,,一般僅可用于農(nóng)用或發(fā)電機械,,離直接用于汽車和船舶并保證不會對其帶來機械損害還有一定的差距,特別是用于柴油轎車,,中國生物柴油生產(chǎn)技術僅處于初級階段,。
目前生物柴油主要是用化學法生產(chǎn),即用動物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者堿性催化劑和高溫下進行轉(zhuǎn)酯化反應,,生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯,,再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油,。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用,,生產(chǎn)設備與一般制油設備相同,生產(chǎn)過程中可產(chǎn)生10%左右的副產(chǎn)品甘油,。但化學法合成生物柴油有工藝復雜,、能耗高、色澤深,、成本高,、生產(chǎn)過程有廢堿液排放等缺點。
還有一種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(zhuǎn)酯化反應,,制備相應的脂肪酸甲酯及乙酯。生物酶法合成生物柴油具有條件溫和,、醇用量小,、無污染排放等優(yōu)點。但目前主要問題有:對甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率低,一般僅為40%-60%,;而且短鏈醇對酶有一定毒性,,酶的使用壽命短;副產(chǎn)物甘油和水難于回收,。
雖然有以上一些技術壁壘的存在,,但生物柴油的優(yōu)越性是顯而易見的:第一,原料易得且價廉,。用油菜籽和甲醇為生產(chǎn)原料,,從根本上擺脫對石油制取燃油的依賴。第二,,有利于土壤優(yōu)化,。種植油菜可與其他作物輪種,改善土壤狀況,,調(diào)整平衡土壤養(yǎng)分,,挖掘土壤增產(chǎn)潛力。第三,,副產(chǎn)品具有價值,。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的甘油、油酸,、卵磷脂等一些副產(chǎn)品市場前景較好,。第四,環(huán)保效益顯著,。生物渣燃燒時不排放二氧化硫,,排出的有害氣體比石油柴油減少70%左右,且可獲得充分降解,。此外,,生物柴油由于競爭力不斷提高、政府的扶持和世界范圍內(nèi)汽車車型柴油化的趨勢加快而前景更加廣闊,。
目前,,國際油價的上漲將有效促進中國完善能源戰(zhàn)略儲備體系,并推動生物柴油產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,。專家預言到2015年,,中國在生物柴油的使用規(guī)模上,將超過現(xiàn)有發(fā)達國家用量,。從2006年的25萬噸,,到2015年的600萬噸以上,國內(nèi)市場潛力不言而喻,。