生物柴油技术及其产业化发展现状

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远远低于成品植物油，可以大大降低生物柴油的生产　成本。　另外，我国种植有丰富的油料树木，例如油棕榈、　麻风树、橡胶树、黄连木、油桐、乌桕等，这些树木的　产油率都相当可观，而且，这些作物生产出的生物柴　油性能指标良好，在油料市场具有较强竞争力。例如，　油棕榈是同等种植面积太阳能固化能力最高的作物，　东南亚已经大面积推广。我国的热带地区，具有满足　油棕榈生长的气候条件，应该大力推广这种高价值经　济作物的种植。　２生物柴油的特性及标准的制定　生物柴油在特性上，相对于传统柴油有许多优点：　（１）生物柴油的十六烷值一般高于５０，因而生物　柴油比矿物柴油具有更好的发火性，更短的着火滞后　期，有利于降低柴油机燃烧过程中的压力升高率，可　以减少柴油机的振动和噪声。　（２）生物柴油含氧量可达１１％，高于矿物柴油。　因为生物柴油的着火滞后期较矿物柴油短，所以生物　柴油在发动机气缸内燃烧时裂解聚合为碳粒的概率比　矿物柴油小，因此，发动机燃用生物柴油的碳烟排放　要比燃用矿物柴油时低。　（３）由于生物柴油具有较高的含氧量，因而有利　于完全燃烧，所以柴油机燃用生物柴油时的ＣＯ和Ｈ　Ｃ　排放要比燃用纯矿物柴油时低。　（４）生物柴油作为一种可再生燃料，相对于化石　燃料，除了它的可再生性以外，还有一个显著的优点，　那就是它的二氧化碳闭合循环特性。也就是说，燃料　燃烧产生的所有二氧化碳，在燃料的生产过程（即植　物生长的过程）中将被光合作用重新吸收，生成碳水　化合物。大气的二氧化碳密度将保持不变，这种特性　是传统矿物燃料不具备的。另外，生物柴油具有很好　的可分解性，在生态敏感地带，比如水体保护区，这个　优点是尤其值得注意的。　（５）生物柴油的闪点在１３０￣Ｃ以上（正在制定中　的国家标准规定），而普通柴油的闪点一般不超过７０℃　（国标规定的０＃柴油闪点为４５～５５℃）。所以，生物　柴油在运输、储存和使用过程中比矿物柴油具有更高　的安全性。　鉴于这些优点，一方面，生物柴油的使用可以缓　解目前能源短缺对经济发展的压力，降低我国对石油　进Ｉ；１的依赖程度。另一方面，可以减轻环境污染，降低　温室效应。　生物柴油也有自身的缺陷：生物柴油的低温流动　性较差，传统的柴油降凝剂对生物柴油的降凝效果不　是很明显，而目前开发出的混合低温添加剂对降低冷　凝点效果显著，但是对降低结晶温度，效果并不好，还　有待研究。　目前世界上许多国家都颁布了生物柴油的相关法　规和标准，例如德国、美国、法国、奥地利等，其中以　德国的２００５年１月１日开始实施的ＤＩＮ　ＥＮ　１４２１４标　准最为苛刻，影响最大。我国的生物柴油相关标准也　已经进入颁布实施的法律程序，由中国石油化工科学　研究所负责起草的《柴油机燃料调和用生物柴油　（ＢＤ１００）国家标准　，目前已经通过石化专业技术标　准委员会评审，进入相关报批程序，２００６年内将由国　家标准化委员会颁布实施。表１为德国ＤＩＮ　ＥＮ　１４２１４　标准。　表１　德国ＤＩＮ　ＥＮ　１　４２１　４生物柴油标准　２００７．Ｎｏ．５・月干Ｉｊ　维普资讯 http://www.cqvip.com

３生物柴油发动机动力性，经济性及排放性能试验　在生物柴油应用于发动机的性能试验方面，国内　外一些学者和机构进行过一些相关工作。德国联邦农　求。所以我们有必要对生物柴油产业化的方向进行探　讨，拓宽生物柴油的发展道路。　（１）在原料方面，我国应该鼓励多种经济油料作　业研究院生物技术研究所将生物柴油、０号柴油以及两　种柴油组成的混合燃料应用于奔驰的一台（型号为　物的大面积种植，丰富我国生物柴油原料的供应结构，　形成完善的供应体系。在德国，生物柴油的原料以油　菜籽为主，菜籽油生产生物柴油的技术已经相当成熟，　产业模式可以借鉴。在我国海南及云南的部分地区可　以大力推广油棕榈的种植。棕榈油的成本较其它成品　ＯＭ９０４ＬＡ）排量４．３升的四缸增压中冷柴油机，并在　十三工况下进行性能对比试验，得出几点结论，全面　地说明了生物柴油对发动机性能的影响，并且由于生　物柴油目前在世界范围内主要应用于大排量卡车发动　机，实验结论具有很好的代表性。　３．１对排放性能的影响　３．１．１对Ｃ０，Ｈｃ及碳烟排放的影响　燃烧混合燃料时，ＣＯ、ＨＣ及碳烟排放浓度比０　号柴油低，而且随混合燃料中生物柴油质量分数的增　加，排放逐渐减小。完全使用生物柴油时，ＣＯ、ＨＣ、　碳烟排放将比０号柴油分别降低４０％、５０％、４０％。这　主要是由于生物柴油是富氧燃料，所以燃烧更加完全，　不易生成这些不完全燃烧产物。另外，由于生物柴油　芳香烃含量很少，十六烷值较高，滞燃期短，所以ＩｔＣ　排放较低。　３．１．２对Ｎ０ｘ排放的影响　完全使用生物柴油时的ＮＯ￣排放要比０号柴油高　１０％。因生物柴油含有较高的氧，反应中更多的氧气在　燃烧反应区，反应温度较高，所以ＮＯｘ含量略高。　３．２对动力性的影响　通过试验证明，生物柴油的使用对发动机动力性　影响甚微，１００％使用生物柴油时，功率下降２．５％。使　用生物柴油对油耗影响较大，油耗的增加与掺用生物　柴油的比例基本成正比，１００％使用生物柴油时，油耗　率增加１２％。　所以，通过在传统柴油中掺入合适比例的生物柴　油（５％～２０％），即可以保持柴油机的性能，维持较低　的油耗，又可有效地降低ＣＯ、ＨＣ及碳烟排放，且不　引起ＮＯｘ排放的显著变化。　４中国车用生物柴油的产业化　中国目前的生物柴油尚未形成大规模的产业化，　按照“十一五规划”，我国到２０１０年，生物柴油年产量　预计将达到２００万吨，而我国目前的柴油年消耗量就有　１．１亿吨，届时，生物柴油的产量远远不能满足消费需　２００７．Ｎｏ．５・月手ｌｊ　油低，目前东南亚国家正在大力推广通过棕榈油生产　生物柴油的技术，我国的部分热带地区也可以借鉴这　些国家的先进经验，优化我国的生物柴油原料供应，达　到降低成本的目的。另外，麻风树、油桐、乌桕等油料　作物需要较多的人力进行采摘，这在发达国家是导致　这些作物生产生物柴油成本过高的原因，而在我国，可　以利用人力成本上的优势，提高生物柴油成本竞争力，　而且这一举措将极大带动当地经济发展，有助于落后　地区的绿色脱贫。目前云南、海南、安徽等省份已经陆　续建成了以多种作物为原料的小规模生物柴油提炼厂，　我国应该加快审批立项，促进这些地区的生物柴油产　量提高。　基因技术的应用对生物柴油发展也可以起到极大　地促进作用，可以利用转基因技术大幅提高作物的产　量，用来生产生物柴油，这也将大大提高生物柴油的　市场竞争力，而且不会因为使用粮食作物而威胁我国　的粮食安全。　（２）在市场的规范上，应该加快相关标准及法规　的制定。目前，轿车柴油机技术越来越受到重视，这在　很大程度上带动了生物柴油的需求。国内制约柴油机　应用的一个重要因素就是柴油的品质问题，品质的不　统一给柴油机应用于轿车带来了很大的障碍。如果不　制定严格的标准来约束生物柴油的品质，鉴于生物柴　油原料的多样性，生物柴油也将遇到同样的障碍。因　此，统一的、严格的国家标准尤为重要。　５结论　生物柴油本身较传统燃料具有较为明显的优势，　尤其是从环保和国家产业及能源安全的角度考虑。虽　然生物柴油不能从根本上解决我国的能源短缺问题，　但是作为一种绿色能源，作为替代能源的一个发展方　向，生物柴油必将在未来能源市场上占有一席之地。■