图 上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 《生物技术与人类》 课程论文 向升5130109172 日期：2014/5/15 1
1 《生物技术与人类》 课程论文 向升 5130109172 日期：2014/5/15
上文通大睾 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 新能源的希望一一生物柴油 摘要： 由于化石能源的不可再生性以及其对大气的污染，各国科学家正致力于研究 新能源的开发，出于对环境可持续发展的考虑，各国政府也给予相应政策支持。 本文主要对生物柴油做一个简介，并介绍其发展状况及展望。 关键词：生物柴油环保可再生发展现状 正文： 能源危机及化石燃料所带来的环境污染问题如今己成为迫在眉睫的问题，寻 找一种可再生和环境友好的替代能源已成为迫切需要。人们正在致力于寻找可替 代化石能源的清洁能源。生物柴油作为可再生清洁能源，因其可操作性和良好的 发展前景，目前己在欧美一些地区推行使用。 6 SOYBEAN POWERED This Bus Runs On So 5 使用生物柴油的巴士 1、生物柴油简介 生物柴油（又称为生质柴油），使用未加工过的或者使用过的植物油以及动 物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。它可以像 2
2 新能源的希望——生物柴油 摘要： 由于化石能源的不可再生性以及其对大气的污染，各国科学家正致力于研究 新能源的开发，出于对环境可持续发展的考虑，各国政府也给予相应政策支持。 本文主要对生物柴油做一个简介，并介绍其发展状况及展望。 关键词：生物柴油 环保 可再生 发展现状 正文： 能源危机及化石燃料所带来的环境污染问题如今已成为迫在眉睫的问题，寻 找一种可再生和环境友好的替代能源已成为迫切需要。人们正在致力于寻找可替 代化石能源的清洁能源。生物柴油作为可再生清洁能源，因其可操作性和良好的 发 展 前 景 ， 目 前 已 在 欧 美 一 些 地 区 推 行 使 用 。 使用生物柴油的巴士 1、生物柴油简介 生物柴油（又称为生质柴油），使用未加工过的或者使用过的植物油以及动 物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。它可以像
上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 柴油一样使用。 生物柴油最普遍的制备方法时酯交换反应。有植物油和脂肪中占主要成分的 甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的 物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。 2、生物柴油的原料 生物柴油的原料包括植物原料、动物原料和微生物原料。植物原料主要是植 物的种子或果实，如棕榈果、大豆、油菜籽、玉米、花生、马枫树果和棉籽等。 生产生物柴油的原料往往根据各地区可以得到的原料种类不同而不同。除此之外 也考虑实际产油效率和技术的不同。如，在美国主要以大豆、玉米和动物脂肪为 原料，中国则主要为大豆、棉籽和地沟油等。 各种原料的产油效率也是人们关心的重要问题，因为这直接关系到原料的选 择、成本以及可行性等因素。一些常用原料的产油效率参考如下： 麻：每公顷9354升 乌桕：每公顷4705-9073升 棕榈油：每公顷4752升 椰子：每公顷2151升 油菜籽：每公顷954升 大豆：每公顷554-922升 花生：每公顷842升 向日葵：每公顷767升 3、生物柴油的应用 生物柴油一般不是直接作为燃料使用：而是与普通柴油混合使用。一个公认 的经验值是调和20%生物柴油。由于对环保的重视以及生产技术条件上已较为成 熟，目前生物柴油在欧洲部分国家以得到广泛应用。下面介绍欧洲一些国家大规 模生产厂家数量情况。 德国是较早研究和利用生物柴油的国家，早在二十世纪八十年代末九十年代 出就已研究生物柴油的工业化生产，研究意识德国掌握成本较为低廉的生产方 式。目前德国已有三十多家生物柴油生产厂，根据德国法规规定，自2004年起
3 柴油一样使用。 生物柴油最普遍的制备方法时酯交换反应。有植物油和脂肪中占主要成分的 甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的 物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。 2、生物柴油的原料 生物柴油的原料包括植物原料、动物原料和微生物原料。植物原料主要是植 物的种子或果实，如棕榈果、大豆、油菜籽、玉米、花生、马枫树果和棉籽等。 生产生物柴油的原料往往根据各地区可以得到的原料种类不同而不同。除此之外 也考虑实际产油效率和技术的不同。如，在美国主要以大豆、玉米和动物脂肪为 原料，中国则主要为大豆、棉籽和地沟油等。 各种原料的产油效率也是人们关心的重要问题，因为这直接关系到原料的选 择、成本以及可行性等因素。一些常用原料的产油效率参考如下： 麻：每公顷9354升 乌桕：每公顷4705-9073升 棕榈油：每公顷4752升 椰子：每公顷2151升 油菜籽：每公顷954升 大豆：每公顷554-922升 花生：每公顷842升 向日葵：每公顷767升 3、生物柴油的应用 生物柴油一般不是直接作为燃料使用；而是与普通柴油混合使用。一个公认 的经验值是调和 20%生物柴油。由于对环保的重视以及生产技术条件上已较为成 熟，目前生物柴油在欧洲部分国家以得到广泛应用。下面介绍欧洲一些国家大规 模生产厂家数量情况。 德国是较早研究和利用生物柴油的国家，早在二十世纪八十年代末九十年代 出就已研究生物柴油的工业化生产，研究意识德国掌握成本较为低廉的生产方 式。目前德国已有三十多家生物柴油生产厂，根据德国法规规定，自 2004 年起
上降充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 无须标明便可在石化柴油中最多加入5%的生物柴油。当前德国几乎所有的加油 站中的柴油都添加有生物产油。生物柴油在德国得到了广泛的应用，仅在2004 年德国生物柴油的使用量就已达到石化柴油的6%。 意大利也已有十个以上的生物柴油生产厂，为鼓励起推广，对生物柴油的税 率为零，生物柴油已得到了普及。 西班牙也建成了十家左右的生物柴油生产厂，也是生物柴油普及率较大的国 家。 此外，在其他欧洲国家，拥有生物柴油生产厂的数量为：法国7家、葡萄牙 6家、奥地利3家、芬兰1家。 欧洲国家对生物柴油项目大多采取政策鼓励和税收支持的态度，这主要归因 于欧洲普遍存在的环保理念和对化石能源存量的担忧。 除欧洲之外，美国的生物柴油产业也获得了飞速发展，目前也已经商业化普 及。中国的生物柴油生产厂大多为小规模的民营企业，生产效率较低，企业亏损 较为常见，生物柴油在中国的普及，仍需政府以及科研人员的大力支持。 BIODIESEL 早期在欧洲使用生物柴油的奔驰轿车 4、生物柴油的优点 生质柴油具有环保优势，其可降低引擎废气排放。生物柴油几乎没有含硫化 物，排放的废气自然也没有疏化物。研究显示如果用20%生质柴油的比例混合的 话，柴油引擎N0x排放会增加2%，但微粒排放会降低12%，碳氢化合物排放会降 低20%，一氧化碳的排放会降低12%。如果生质柴油的来源是回锅油，可以减少 餐厅换油成本，减少油炸用油的健康风险。 4
4 无须标明便可在石化柴油中最多加入 5%的生物柴油。当前德国几乎所有的加油 站中的柴油都添加有生物产油。生物柴油在德国得到了广泛的应用，仅在 2004 年德国生物柴油的使用量就已达到石化柴油的 6%。 意大利也已有十个以上的生物柴油生产厂，为鼓励起推广，对生物柴油的税 率为零，生物柴油已得到了普及。 西班牙也建成了十家左右的生物柴油生产厂，也是生物柴油普及率较大的国 家。 此外，在其他欧洲国家，拥有生物柴油生产厂的数量为：法国 7 家、葡萄牙 6 家、奥地利 3 家、芬兰 1 家。 欧洲国家对生物柴油项目大多采取政策鼓励和税收支持的态度，这主要归因 于欧洲普遍存在的环保理念和对化石能源存量的担忧。 除欧洲之外，美国的生物柴油产业也获得了飞速发展，目前也已经商业化普 及。中国的生物柴油生产厂大多为小规模的民营企业，生产效率较低，企业亏损 较为常见，生物柴油在中国的普及，仍需政府以及科研人员的大力支持。 早期在欧洲使用生物柴油的奔驰轿车 4、生物柴油的优点 生质柴油具有环保优势，其可降低引擎废气排放。生物柴油几乎没有含硫化 物，排放的废气自然也没有硫化物。研究显示如果用 20%生质柴油的比例混合的 话，柴油引擎 NOx 排放会增加 2%，但微粒排放会降低 12%，碳氢化合物排放会降 低 20%，一氧化碳的排放会降低 12%。如果生质柴油的来源是回锅油，可以减少 餐厅换油成本，减少油炸用油的健康风险
上降充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 此外，研究发现，生物柴油的润滑性能很高。调和5%以内可以显著提高润 滑性能，高于5%润滑性能不再继续升高。因此，适量添加生物柴油有利于润滑 引擎。 一般认为，减少一氧化碳等废气的排放是生物柴油的主要优点。 5、生物柴油的缺点 众所周知，在较低的温度环境下油脂会凝结成白色粘稠状，凝结的温度通常 称为“云点”。石化柴油的云点大约在零下15摄氏度，而纯生物柴油在零度就开 始凝结，低温时容易阻塞油路。因此生物柴油的配比度不能太高，或者还需要研 究合适的降低云点的添加剂。 在湿热的环境中，储存生物柴油还要考虑微生物和细菌的滋生。 6、所存在的争议 生物柴油的大量使用，有一个令人容易思考到问题。人们担心这会引导农民 减少粮食作物的生产而增加作为生物柴油原料的经济作物的生产，从而导致粮价 的上涨。若开垦荒地，所制造的二氧化碳量是否会大于生物柴油的使用所带来的 收益。也就是人们担心这在环保上是不值得的。 7、未来的展望 目前对生物柴油发展的影响研究还比较少，但不可否认的是是生物柴油的发 展必将与农业生产有紧密的联系，能源部门与农业部门将会有更加密切的交流。 正如上一小点所提到的，生物柴油的发展必将对农业生产结构、农产品价格、粮 食安全、农民收入及贫困以及环境等方面产生深远的影响。 在中国，生物柴油的生产技术可以说是过关的，但国家的相关政策即标准尚 未完善，这也是制约生物柴油在中国发展的一个重要原因。但新世纪以来我国已 经更加关注新能源的发展和环境问题。可以说生物产油在中国的发展空间广阔， 但我们还需注意一些问题： 1、加强对生物柴油加工技术、原料生产和收集技术、副产品的综合利用、 可能产生的环境、生态及经济影响等方面的研究，为中国生物柴油的的健康发展 提供技术基础： 2、中国政府还须提供大力的政策支持，比如，欧美国家大都在税收上给予 生物产油生产项目以优惠。还要制定与国际接轨的生物柴油标准，比如生物柴油
5 此外，研究发现，生物柴油的润滑性能很高。调和 5%以内可以显著提高润 滑性能，高于 5%润滑性能不再继续升高。因此，适量添加生物柴油有利于润滑 引擎。 一般认为，减少一氧化碳等废气的排放是生物柴油的主要优点。 5、生物柴油的缺点 众所周知，在较低的温度环境下油脂会凝结成白色粘稠状，凝结的温度通常 称为“云点”。石化柴油的云点大约在零下 15 摄氏度，而纯生物柴油在零度就开 始凝结，低温时容易阻塞油路。因此生物柴油的配比度不能太高，或者还需要研 究合适的降低云点的添加剂。 在湿热的环境中，储存生物柴油还要考虑微生物和细菌的滋生。 6、所存在的争议 生物柴油的大量使用，有一个令人容易思考到问题。人们担心这会引导农民 减少粮食作物的生产而增加作为生物柴油原料的经济作物的生产，从而导致粮价 的上涨。若开垦荒地，所制造的二氧化碳量是否会大于生物柴油的使用所带来的 收益。也就是人们担心这在环保上是不值得的。 7、未来的展望 目前对生物柴油发展的影响研究还比较少，但不可否认的是是生物柴油的发 展必将与农业生产有紧密的联系，能源部门与农业部门将会有更加密切的交流。 正如上一小点所提到的，生物柴油的发展必将对农业生产结构、农产品价格、粮 食安全、农民收入及贫困以及环境等方面产生深远的影响。 在中国，生物柴油的生产技术可以说是过关的，但国家的相关政策即标准尚 未完善，这也是制约生物柴油在中国发展的一个重要原因。但新世纪以来我国已 经更加关注新能源的发展和环境问题。可以说生物产油在中国的发展空间广阔， 但我们还需注意一些问题： 1、加强对生物柴油加工技术、原料生产和收集技术、副产品的综合利用、 可能产生的环境、生态及经济影响等方面的研究，为中国生物柴油的的健康发展 提供技术基础； 2、中国政府还须提供大力的政策支持，比如，欧美国家大都在税收上给予 生物产油生产项目以优惠。还要制定与国际接轨的生物柴油标准，比如生物柴油
上浒充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 配比标准等，这是产业规范的必要条件。 【参考文献】 1、《柴油机燃用生物柴油排放特性研究》袁银南江清阳孙平王忠 2、 《生物柴油的生产和应用》忻耀年B.Sondermann B.Emersleben 3、《生物柴油发展现状、影响与展望》吴伟光仇焕广徐志刚 4、《生物柴油简介》陈明华 5、《生物柴油在德国和欧洲的发展现状》忻耀年 6
6 配比标准等，这是产业规范的必要条件。 【参考文献】 1、《柴油机燃用生物柴油排放特性研究》袁银南 江清阳 孙平 王忠 2、《生物柴油的生产和应用》忻耀年 B.Sondermann B.Emersleben 3、《生物柴油发展现状、影响与展望》吴伟光 仇焕广 徐志刚 4、《生物柴油简介》陈明华 5、《生物柴油在德国和欧洲的发展现状》忻耀年