生物柴油的现状与发展前景 赵薇 信息安全工程学院 5100369046 摘要：本文简要介绍了生物柴油的历史及其主要特性，并概述了生物柴油的发展现状。 从不同方面介绍生物柴油的优势与限制，以及对我国经济建设的贡献和对环境的影响，并展 望了该产业在国内的发展前景。 关键词：生物柴油：现状：发展前景 The Present Situation and Development of Biodiesel Zhao Wei College of Information Security 5100369046 Key words:biodiesel;present situation;development 0引言 在快速发展的现代社会，人类对石油的依赖性越来越强，石油制约着世界各国的经济发 展，是国家的命脉。但能源日趋紧张，石油价格一路飙升，在加上环境污染的因素，使得各 国都不得不加快对新的可再生能源的探索。生物质能和太阳能及其它可再生能源成为主流， 其中生物柴油以其可再生性、环保性，夺得了各国的关注，无论在经济还是环境保护上都蕴 藏着巨大的潜能，有着无限的发展前景。 1生物柴油的发展历史 生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及 动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。 生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基 酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有 机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。1983 年美国科学家Graham Quick首次将酯交换法制备的亚麻油甲酯用于发动机，并提出了生物
生物柴油的现状与发展前景 赵薇 信息安全工程学院 5100369046 摘要：本文简要介绍了生物柴油的历史及其主要特性，并概述了生物柴油的发展现状。 从不同方面介绍生物柴油的优势与限制，以及对我国经济建设的贡献和对环境的影响，并展 望了该产业在国内的发展前景。 关键词：生物柴油；现状；发展前景 The Present Situation and Development of Biodiesel Zhao Wei College of Information Security 5100369046 Key words:biodiesel;present situation;development 0 引言 在快速发展的现代社会，人类对石油的依赖性越来越强，石油制约着世界各国的经济发 展，是国家的命脉。但能源日趋紧张，石油价格一路飙升，在加上环境污染的因素，使得各 国都不得不加快对新的可再生能源的探索。生物质能和太阳能及其它可再生能源成为主流， 其中生物柴油以其可再生性、环保性，夺得了各国的关注，无论在经济还是环境保护上都蕴 藏着巨大的潜能，有着无限的发展前景。 1 生物柴油的发展历史 生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及 动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。 生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基 酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有 机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。1983 年美国科学家 Graham Quick 首次将酯交换法制备的亚麻油甲酯用于发动机，并提出了生物
柴油的定义凹。1988年，生物柴油诞生于德国聂尔公司，其发明了以莱籽油为原料提炼而 成的洁净燃油巴。 2 生物柴油的主要特性 生物柴油是一种生物质能，其中含77%的碳、12%的氢、11%的氧以及微量的硫和氮。生 物柴油作为动、植物油的酯交换产物，按化学成分分析，一般由14-18个碳原子的高级脂 肪酸单酯组成，与石化柴油非常相似。它基本不含硫和芳烃，十六烷值高达52.9，可被 生物降解、无毒、对环境无害，可以达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求。 在生产生物柴油的过程中，每消耗一个单位的矿物能量就能获得3.2个单位的能量，在所有 的替代能源中它的单位热值最高周。与使用石化柴油相比，它的开口闪点高，储存、使用、 运输都非常安全，具有许多无可比拟的性能。 (1)具有优良的环保特性。主要表现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，可减少约30%（有催化剂时为70%）：生物柴油中不含对环境会 造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比， 使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率：由于生物柴油含氧量高， 使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）：生 物柴油的生物降解性高。 (2)具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 (3)具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿 命长。 (4)具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运 输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。 (5)具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈 微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 (6)具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物 科学家的努力，可供应量不会枯竭
柴油的定义 [1]。1988 年，生物柴油诞生于德国聂尔公司，其发明了以菜籽油为原料提炼而 成的洁净燃油 [2]。 2 生物柴油的主要特性 生物柴油是一种生物质能，其中含 77%的碳、12%的氢、11%的氧以及微量的硫和氮。生 物柴油作为动、植物油的酯交换产物，按化学成分分析，一般由 14--18 个碳原子的高级脂 肪酸单酯组成，与石化柴油非常相似 [3]。它基本不含硫和芳烃，十六烷值高达 52.9，可被 生物降解、无毒、对环境无害，可以达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求。 在生产生物柴油的过程中，每消耗一个单位的矿物能量就能获得 3.2 个单位的能量，在所有 的替代能源中它的单位热值最高 [4]。与使用石化柴油相比，它的开口闪点高，储存、使用、 运输都非常安全，具有许多无可比拟的性能。 （1）具有优良的环保特性。主要表现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，可减少约 30%(有催化剂时为 70%)；生物柴油中不含对环境会 造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比， 使用生物柴油可降低 90%的空气毒性，降低 94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高， 使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约 10%(有催化剂时为 95%)；生 物柴油的生物降解性高。 （2）具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 （3）具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿 命长。 （4）具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运 输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。 （5）具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈 微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 （6）具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物 科学家的努力，可供应量不会枯竭
(7)无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备 及人员的特殊技术训练。 (8)生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性， 并降低尾气污染。 由此可见，生物柴油的的各项优势性能是不仅适应了这个社会经济发展的现时需要，对 于人类可持续发展也有重要贡献。其燃烧时所排出的二氧化碳远低于植物生长时吸收的二氧 化碳，也有助于减缓温室效应，是真正的绿色柴油。 3生物柴油的发展现状 随着油价的不断攀升，生物柴油得到了越来越多国家的重视，各国纷纷出台各种鼓励生 物柴油发展的政策措施，加之生物柴油生产技术不断提高，生物柴油产业发展步伐明显加快。 生物柴油产量从2004年的21.96亿L猛增到2007年的98.41亿L,年均增长量达25.48亿 L同。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能 利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产地。美国、意大利、法国已相继建成 生物柴油生产装置数十座。 发展生物柴油，原料是关键。可供生产生物柴油的原料多种多样，各国都选择了有自身 优势的原料来生产。美国用的是转基因大豆油，欧洲以油菜来发展，一些东南亚国家则是用 其盛产的棕榈油。其中，棕榈油、麻疯果油、微藻等生物柴油原料正在慢慢地兴起。 我国早在十多年前就开始了生物柴油的研究和推广工作，然而原料的不足是制约生物柴 油发展的重要因素。我国虽然是全球最大的油菜籽、棉籽和花生生产国，以及全球第四大大 豆生产国，但油料生产尚不能满足人们日常的食用需求同。据统计，004年我国人均植物 油消耗量17.6kg,则13亿人口食用植物油总需求为2300万t,而国内油脂生产量仅1400 万t。为此，2004年全年进口食用油脂676万t,其中进口大豆油252万t,菜籽油35.3 万t,棕榈油239万t,进口大豆2023万t,油菜籽47万t刃。由此可见，要想我国在生物 柴油的产业中有所发展，解决生物柴油的原料问题是我们首要也是必须考虑的。只有解决好 原料的后备问题，生物柴油在我国才有稳定的发展方向。 我国生物柴油生产技术主要是以常规酸碱和改性酸碱、固体分子筛等为催化剂的实用工 业技术以及脂酶为催化剂和超临界无催化剂的技术储备体系。目前我国生物柴油基本以质量
（7）无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备 及人员的特殊技术训练。 （8）生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性， 并降低尾气污染。 由此可见，生物柴油的的各项优势性能是不仅适应了这个社会经济发展的现时需要，对 于人类可持续发展也有重要贡献。其燃烧时所排出的二氧化碳远低于植物生长时吸收的二氧 化碳，也有助于减缓温室效应，是真正的绿色柴油。 3 生物柴油的发展现状 随着油价的不断攀升，生物柴油得到了越来越多国家的重视，各国纷纷出台各种鼓励生 物柴油发展的政策措施，加之生物柴油生产技术不断提高，生物柴油产业发展步伐明显加快。 生物柴油产量从 2004 年的 21.96 亿 L 猛增到 2007 年的 98.41 亿 L，年均增长量达 25.48 亿 L [5]。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能 利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产地。美国、意大利、法国已相继建成 生物柴油生产装置数十座。 发展生物柴油，原料是关键。可供生产生物柴油的原料多种多样，各国都选择了有自身 优势的原料来生产。美国用的是转基因大豆油，欧洲以油菜来发展，一些东南亚国家则是用 其盛产的棕榈油。其中，棕榈油、麻疯果油、微藻等生物柴油原料正在慢慢地兴起。 我国早在十多年前就开始了生物柴油的研究和推广工作，然而原料的不足是制约生物柴 油发展的重要因素。我国虽然是全球最大的油菜籽、棉籽和花生生产国，以及全球第四大大 豆生产国，但油料生产尚不能满足人们日常的食用需求 [6]。据统计，2004 年我国人均植物 油消耗量 17.6kg，则 13 亿人口食用植物油总需求为 2300 万 t，而国内油脂生产量仅 1400 万 t。为此，2004 年全年进口食用油脂 676 万 t，其中进口大豆油 252 万 t，菜籽油 35.3 万 t，棕榈油 239 万 t，进口大豆 2023 万 t，油菜籽 47 万 t [7]。由此可见，要想我国在生物 柴油的产业中有所发展，解决生物柴油的原料问题是我们首要也是必须考虑的。只有解决好 原料的后备问题，生物柴油在我国才有稳定的发展方向。 我国生物柴油生产技术主要是以常规酸碱和改性酸碱、固体分子筛等为催化剂的实用工 业技术以及脂酶为催化剂和超临界无催化剂的技术储备体系。目前我国生物柴油基本以质量
较差的废气油脂为主，利用酸碱催化剂。由于工艺路线短，因此很少进行甘油处理，一般只 是将甘油作为燃料油出售。在工艺中由于采用减压蒸馏技术，保证了不同的原料可以生产同 一质量的生物柴油。由于我国还没有生物柴油的统一标准，不同产家生产的产品质量略有不 同，但基本可以达到国家对生物柴油的相关质量要求⑧。 与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究 阶段，未能形成生物柴油的产业化：政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓 励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此，我 国进入了WT0之后，在如何面对经济高速发展和环境保护的双重压力这种背景下， 加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。 4生物柴油的发展前景 发展燃料乙醇、生物柴油以及生物化工产品是符合国家替代能源战略的。国家对 生物柴油的发展规划是：“十一·五”工业示范，“十二·五”工业推广，“十三·五” 大发展10。 发展生物柴油，我国有十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热 资源分布各异，能源植物资源种类丰富多样。目前我国生物柴油的开发利用还处于发 展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用， 只有向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化，才能走符合中国国情 的生物柴油发展之路。 随着改革开放的不断深入，在全球经济一体化的进程中，在中国加入WT0的大好 形势下，中国的经济水平将进一步提高，对能源的需求会有增无减，只要把关于生物 柴油的研究成果转化为生产力，形成产业化，则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设 备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。现代社会交通日趋发展，现代柴油机促使 汽车车型柴油化，使得对生物柴油的需求更是迫切。发展生物柴油产业，建立生物原 料基地，种植特色高产油料作物，不仅能增加农民收入，并带动农村及周边地区的经 济发展，还能对国家经济和社会发展做出重要贡献，一举两得。再加之其可再生和清 洁的特性，对环境保护有利无弊，更加符合当前社会的发展需求，相信不久的将来生 物柴油会融入社会并成为不可或缺的重要产业
较差的废气油脂为主，利用酸碱催化剂。由于工艺路线短，因此很少进行甘油处理，一般只 是将甘油作为燃料油出售。在工艺中由于采用减压蒸馏技术，保证了不同的原料可以生产同 一质量的生物柴油。由于我国还没有生物柴油的统一标准，不同产家生产的产品质量略有不 同，但基本可以达到国家对生物柴油的相关质量要求 [8]。 与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究 阶段，未能形成生物柴油的产业化：政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓 励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略 [9]。因此，我 国进入了 WTO 之后，在如何面对经济高速发展和环境保护的双重压力这种背景下， 加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。 4 生物柴油的发展前景 发展燃料乙醇、生物柴油以及生物化工产品是符合国家替代能源战略的。国家对 生物柴油的发展规划是：“十一·五”工业示范，“十二·五”工业推广，“十三·五” 大发展 [10]。 发展生物柴油，我国有十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热 资源分布各异，能源植物资源种类丰富多样。目前我国生物柴油的开发利用还处于发 展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用， 只有向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化，才能走符合中国国情 的生物柴油发展之路。 随着改革开放的不断深入，在全球经济一体化的进程中，在中国加入 WTO 的大好 形势下，中国的经济水平将进一步提高，对能源的需求会有增无减，只要把关于生物 柴油的研究成果转化为生产力，形成产业化，则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设 备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。现代社会交通日趋发展，现代柴油机促使 汽车车型柴油化，使得对生物柴油的需求更是迫切。发展生物柴油产业，建立生物原 料基地，种植特色高产油料作物，不仅能增加农民收入，并带动农村及周边地区的经 济发展，还能对国家经济和社会发展做出重要贡献，一举两得。再加之其可再生和清 洁的特性，对环境保护有利无弊，更加符合当前社会的发展需求，相信不久的将来生 物柴油会融入社会并成为不可或缺的重要产业
参考文献 [1]张无敌，尹芳，李建昌，刘士清，官会林，王赫麟，毛羽.生物柴油的开发利用现状分析[丁刀. 中国建设动态.阳光能源，2006(02)：59 [2]高荫榆，陈文伟，阮榕生，林向阳，陈才水.生物柴油研究进展[].可再生能源， 2004(03):6-7 [3]张无敌，尹芳，李建昌，刘士清，官会林，王赫麟，毛羽.生物柴油的开发利用现状分析[J刀. 中国建设动态.阳光能源，2006(02)：60 [4]冀星，郗小林，孔林河，等.生物柴油技术进展与产业前景[J].中国工程科学，2002 (09):86 [5]吴伟光，仇焕广，徐志刚.生物柴油发展现状、影响与展望[J],农业工程学报，2009(3)： 298 [6]聂晓燕，李鸿洲，张应鹏.我国生物柴油发展现状及发展前景[J刀.甘肃科技，2007(07)： 124 [7]冀星，王璇.中国生物柴油产业发展建议[J].国际化工信息，2006(4)：18-21 [8]曾少军，李华林.中国生物柴油发展的现状、问题及对策分析[J].化工进展，2008,27(10)： 1487 [9]宋玉春.我国生物柴油及产业化前景分析[J].中国石油和化工产业分析，2004(16)： 17)19 [10]Min Enze Yao Zhilong.The Development of Biodiesel Industry in Recent Years Peculiarity,Predicament and Countermeasures [J] PROGRESS IN CHEMISTRY,2007,19(7):1058
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