應對能源危機是本世紀人類面臨的巨大挑戰。據國際機構最新估算，世界上石油穩定供給不會超過20年，枯竭期僅為50年。中國是世界上石油資源相對貧乏的國家，因此對生物能源及新材料的研究尤為重要。
我國“十一”五規劃中確認了生物汽、柴油代替車用石油燃料的重要性。而生物質能替代車用油品發展的難點在于，中國耕地面積有限，原料來源受限；目前國內相關企業的綜合開發和利用水平較低，實現盈利仍然需要國家補貼。
典型的“綠色能源”
生物柴油是清潔的可再生能源，是優質的石油柴油代用品。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、餐飲廢油等為原料制成。
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；由于生物柴油含氧量高，燃燒時排煙少，一氧化碳的排放與普通柴油相比約可減少10%(有催化劑時為95%)；生物柴油的生物降解性高，因此具有優良的環保特性。主要表現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，可減少約3 0%(有催化劑時為70%)；生物柴油中不含對環境造成污染的芳香族烷烴，因而廢氣對人體損害低于普通柴油。
生物柴油具有較好的安全性能。由于閃點高，生物柴油不屬于危險品。因此，在運輸、儲存、使用方面的安全性是顯而易見的。同時，生物柴油具有良好的燃料性能。由于十六烷值高，使其燃燒性好于普通柴油。生物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。最為顯著的優點在于作為可再生能源，與石油儲量不同，通過農業和生物科學家的努力，其供應量不會枯竭。
生物柴油從何而來
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催化劑和高溫作用下進行轉酯化反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯，再經洗滌干燥后生成。生產過程中還可產生10%左右的副產品甘油。
生物柴油產業化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。因此采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，日本采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。
由于化學法合成生物柴油有工藝復雜、成本高、生產過程有廢堿液排放等缺點，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。
“工程微藻”為生物柴油生產開辟了一條新的技術途徑。“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。利用“工程微藻”生產柴油其優越性在于：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趨勢。
國外迅速產業化
生物柴油于1988年誕生，由德國聶爾公司發明，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采取了一系列積極措施。為了便于推廣使用，美、德、意等國都制定了生物柴油技術標準，完善生物柴油的產業化條件。各國政府還實行積極鼓勵的政策，在生物柴油的價格上給予一定的補貼或者免稅優惠。
與常規柴油相比，生物柴油價格要貴1倍以上，為此歐盟發布了兩項新指令要求歐盟各國降低生物柴油稅率，并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。據統計資料顯示，美國有4家生物柴油生產廠，總能力為30萬噸／年；歐盟國家早在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；法國有7家生物柴油生產廠，總能力為40萬噸／年；意大利有9個生物柴油生產廠，總能力33萬噸／年；奧地利有3個生物柴油生產廠，總能力5.5萬噸／年；日本生物柴油生產能力也達到了4 0萬噸／年。
我國起步晚進展快
我國政府為解決替代能源和環保問題制定了一系列政策和措施。雖然我國生物柴油的研究與開發起步較晚，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。
早在上世紀80年代，原機械工業部和原中國石化總公司就撥出專款立項，對生物柴油進行系統研究。中國科學院還把生物柴油列入“八五”重點科研項目。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制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”。
近幾年，我國生物柴油技術已取得重大成果。由中科院海洋研究所與山東省花生研究所共同承擔的 “生物柴油生產關鍵技術及創新材料的研究”去年通過了相關單位組織的驗收。經過兩年的努力，建立了化學法和脂肪酶法生產生物柴油關鍵技術與工藝路線，生物柴油的采得率達到98%以上，各項指標優于國家現行的生物柴油標準GB/T20828-2007，達到德國生物柴油標準。該項研究還對海藻油脂的提取進行了研究，取得了大量的技術儲備。該項目技術已經完成了小試、中試試驗，取得一批具有自主知識產權的成果，并初步實現了產業化。其他如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。
產業化前景誘人
我國石油儲量有限，是一個石油凈進口國，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具有重大的現實意義。而生物柴油具有可再生、清潔和安全三大優勢,目前各方面的研究又都取得了階段性成果，可以預計在2至3年內，我國在該領域的研究將會達到實用水平。
發展生物柴油，我國有著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。目前我國生物柴油的開發利用還處于發展初期，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，才能走出符合中國國情的生物柴油發展之路。
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，這都為生物柴油提供了廣闊的發展空間。發展生物柴油產業還可以促進中國農村和經濟社會發展，有利于調整農業結構，增加農民收入。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。 |
