上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称:生物技术与人类课程号: BI913 班级号:F1312006 姓名: 郭慧 学号:5131209131 专业: 会计学 课程小论文 题目编号 8.新能源的希望-生物柴油 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗? 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 新能源的希望生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目(限在粮食或视频、能源或人类健康领域)
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称: 生物技术与人类 课程号: BI913 班级号: F1312006 姓名: 郭慧 学号: 5131209131 专业: 会计学 课程小论文 题目编号 8.新能源的希望-生物柴油 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗? 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目(限在粮食或视频、能源或人类健康领域)
新能源的希望-生物柴油 郭慧 (上海交通大学安泰经济与管理学院,上海200240) 摘要:石油资源的日益减少和价格的剧烈波动是困扰21世纪人类社会发展的一 个现实问题,生物柴油是解决全球能源危机最有潜力的一种柴油替代品。本文通 过对国内外生物柴油发展现状的介绍,以及对我国发展生物柴油的原料来源途径, 包括木本油料植物、转基因油料作物、废弃油脂、微生物油脂和微藻油脂等的探 讨,进一步分析了生物柴油对环境对节约资源方面的优势,概括了生物柴油副产 物的高值化利用策略,指出了我国生物柴油产业发展方向与前景。 关键词:生物柴油,原料,新能源,环境 The Hope of New Energy-Biodiesel Hui Guo (Antai College of Economics and Management,Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240,China) Abstract:The reduction of oil resources and the sharp fluctuation of prices are real problems in the development of human society in twenty-first Century.Biodiesel is one of the most promising alternatives to the global energy crisis.Biodiesel is renewable and environmentally friendly;however,there are still many challenges for its commercial production as an alternative of petroleum-based transportation fuels, particularly in China with very limited resources for its biofuels development.In this article,the update progress of biodiesel R D and production is reviewed,with a focus on its feedstock supply,manufacturing processes,quality control and byproduct utilization.It is concluded advantages of biodiesel in saving resources and the development direction in China. Key words:biodiesel,feedstock,new energy,environment
新能源的希望-生物柴油 郭慧 (上海交通大学安泰经济与管理学院,上海 200240) 摘要:石油资源的日益减少和价格的剧烈波动是困扰 21 世纪人类社会发展的一 个现实问题,生物柴油是解决全球能源危机最有潜力的一种柴油替代品。本文通 过对国内外生物柴油发展现状的介绍,以及对我国发展生物柴油的原料来源途径, 包括木本油料植物、转基因油料作物、废弃油脂、微生物油脂和微藻油脂等的探 讨,进一步分析了生物柴油对环境对节约资源方面的优势,概括了生物柴油副产 物的高值化利用策略,指出了我国生物柴油产业发展方向与前景。 关键词:生物柴油,原料,新能源,环境 The Hope of New Energy-Biodiesel Hui Guo (Antai College of Economics and Management, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: The reduction of oil resources and the sharp fluctuation of prices are real problems in the development of human society in twenty-first Century. Biodiesel is one of the most promising alternatives to the global energy crisis. Biodiesel is renewable and environmentally friendly; however, there are still many challenges for its commercial production as an alternative of petroleum-based transportation fuels, particularly in China with very limited resources for its biofuels development. In this article, the update progress of biodiesel R & D and production is reviewed, with a focus on its feedstock supply, manufacturing processes, quality control and byproduct utilization. It is concluded advantages of biodiesel in saving resources and the development direction in China. Key words: biodiesel, feedstock, new energy, environment
一、生物柴油国内外概况 近年来,世界各国出于加强能源安全、减少温室气体排放和促进农业发展等 多方面的考虑,积极促进和扶持生物液体燃料发展。生物柴油是生物液体燃料的 重要组成部分,发展速度十分迅速,大大超过了燃料乙醇的增长速度,其发展可 能产生的经济与环境等方面的影响也逐渐凸显。 生物柴油是指短链一元烷醇的脂肪酸酯。由于甲醇价格便宜、易回收、易纯 化,大多数生物柴油标准定义生物柴油为来源于动植物油脂的脂肪酸甲酯。生物 柴油的动力、效率、托力和爬坡能力与普通柴油相当,其他性能二者也相近,如 十六烷值、粘度、燃烧热、倾点等。生物柴油具有环境友好的特点,体现在生产、 燃烧过程的各个层面。生物柴油的生产可减少石化能源的开采和消耗,燃烧排放 的C02远低于植物生长过程吸收的C02,可缓解因C02积累造成的全球气候变暖: 生物柴油含硫量低,可使二氧化硫和硫化物的排放减少约30%,且不含造成环 境污染的芳香烃,其废气排放可满足欧洲Ⅲ号排放标准。 (一)国外概况 2000-2011年全球生物柴油产量图 产量万吨) 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 20002001 2002 200320042005200620072008200920102011 年份 数据来源:公开资料 图1世界生物柴油产量增长趋势 Fig.I Growth of global biodiesel 图1为世界生物柴油产量增长趋势。从图1可以看出,在2004年之前,世
一、 生物柴油国内外概况 近年来,世界各国出于加强能源安全、减少温室气体排放和促进农业发展等 多方面的考虑,积极促进和扶持生物液体燃料发展。生物柴油是生物液体燃料的 重要组成部分,发展速度十分迅速,大大超过了燃料乙醇的增长速度,其发展可 能产生的经济与环境等方面的影响也逐渐凸显。 生物柴油是指短链一元烷醇的脂肪酸酯。由于甲醇价格便宜、易回收、易纯 化,大多数生物柴油标准定义生物柴油为来源于动植物油脂的脂肪酸甲酯。生物 柴油的动力、效率、托力和爬坡能力与普通柴油相当,其他性能二者也相近,如 十六烷值、粘度、燃烧热、倾点等。生物柴油具有环境友好的特点,体现在生产、 燃烧过程的各个层面。生物柴油的生产可减少石化能源的开采和消耗,燃烧排放 的 CO2 远低于植物生长过程吸收的 CO2,可缓解因 CO2 积累造成的全球气候变暖; 生物柴油含硫量低,可使二氧化硫和硫化物的排放减少约 30%,且不含造成环 境污染的芳香烃,其废气排放可满足欧洲Ⅲ号排放标准 [1]。 (一)国外概况 图 1 世界生物柴油产量增长趋势 Fig.1 Growth of global biodiesel 图 1 为世界生物柴油产量增长趋势。从图 1 可以看出,在 2004 年之前,世
界生物柴油年均绝对增长速度相对较慢:近年来,由于国际石油价格持续攀升, 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。2011年全球生物柴油产量已突破2000万 吨。 1、欧盟 欧盟是全世界生物柴油发展最早的地区,2002年共生产生物柴油106万 吨,2003年为143万吨,2004年为193万吨,2005年则进一步提高到318万吨,预 计2006年的生产能力为607万吨。其中,德国、法国和意大利是欧盟最主要的生 物柴油生产国,仅德国在2005年的生物柴油产量就达到167万吨,超过欧盟总产 量的一半。 欧盟对生物能源原料种植、生产加工、市场销售与使用等各个环节给予了一 系列的政策支持与优惠。根据DirectiveEC2003/96文件规定,欧盟委员会允 许成员国对生物柴油生产实行税收减免政策。据估计,2006年欧盟对生物液体 燃料的税收减免额度达30亿欧元,平均税收减免幅度为0.5欧元/L。同时,欧 盟对以休耕地种植能源作物给予补贴。 2、美国 美国是世界上最大的燃料乙醇生产国,生物柴油规模相对较小。近年来,美 国开始重视生物柴油发展。1999年,美国政府颁布了开发生物质能源的法令, 生物柴油是其中重点发展领域之一。为鼓励生物柴油发展,自2004年开始,美 国政府对生物柴油产业也给予了玉米乙醇产业所享受的同等优惠政策。例如,对 以废油和大豆为原料生产的生物柴油,政府将分别提供每3.785L0.5美元和1 美元的税收减免。 在美国政府的推动下,产量迅速增长和广泛推广应用,同时形成了生物柴油 产业集群。包括:协会,生产厂,化学品供应商,工程建设,咨询服务公司,教 育培训,设备仪表服务,财务、会计、保险,运输等。 3、印度 印度的能源供需形势十分严峻。印度国内石油产量约为3700万吨,而需求将 近1.2亿吨,而且以每年6%的比率增加。据预测,到2025年印度的石油需求量 将达到3亿吨,对外依赖率可能达到85%-90%。另一方面,印度在发展生物柴油
界生物柴油年均绝对增长速度相对较慢;近年来,由于国际石油价格持续攀升, 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。2011 年全球生物柴油产量已突破 2000 万 吨。 1、欧盟 欧盟是全世界生物柴油发展最早的地区,2002 年共生产生物柴油 106 万 吨,2003 年为 143 万吨,2004 年为 193 万吨,2005 年则进一步提高到 318 万吨,预 计 2006 年的生产能力为 607 万吨。其中,德国、法国和意大利是欧盟最主要的生 物柴油生产国,仅德国在 2005 年的生物柴油产量就达到 167 万吨,超过欧盟总产 量的一半。 欧盟对生物能源原料种植、生产加工、市场销售与使用等各个环节给予了一 系列的政策支持与优惠[2]。根据 DirectiveEC2003/96 文件规定,欧盟委员会允 许成员国对生物柴油生产实行税收减免政策。据估计,2006 年欧盟对生物液体 燃料的税收减免额度达 30 亿欧元,平均税收减免幅度为 0.5 欧元/L。同时,欧 盟对以休耕地种植能源作物给予补贴。 2、美国 美国是世界上最大的燃料乙醇生产国,生物柴油规模相对较小。近年来,美 国开始重视生物柴油发展 [3]。1999 年,美国政府颁布了开发生物质能源的法令, 生物柴油是其中重点发展领域之一。为鼓励生物柴油发展,自 2004 年开始,美 国政府对生物柴油产业也给予了玉米乙醇产业所享受的同等优惠政策。例如,对 以废油和大豆为原料生产的生物柴油,政府将分别提供每 3.785L0.5 美元和 1 美元的税收减免。 在美国政府的推动下,产量迅速增长和广泛推广应用,同时形成了生物柴油 产业集群。包括:协会,生产厂,化学品供应商,工程建设,咨询服务公司,教 育培训,设备仪表服务,财务、会计、保险,运输等。 3、印度 印度的能源供需形势十分严峻。印度国内石油产量约为 3700 万吨,而需求将 近 1.2 亿吨,而且以每年 6%的比率增加。据预测,到 2025 年印度的石油需求量 将达到 3 亿吨,对外依赖率可能达到 85%-90%。另一方面 ,印度在发展生物柴油
方面又受到人口众多、食用油脂短缺的限制。 为了促进生物燃料的发展,印度政府建立了一个生物燃料发展委员会,并在 2003年4月向国家计划委员会提出一个报告。该报告建议了生物柴油目标:第 一阶段,在2003一2007年间,建立麻疯树和水黄皮树种植基地:第二阶段,在 2007-2012年,实现大规模种植麻疯树,并把种植范围扩大到全国,从而能够生 产出足够多的植物油来生产生物柴油。印度铁路部门和印度石油总公司合作开发 生物柴油,生产的生物柴油已经进行了台架试验,并在公共汽车上进行了生物柴 油的使用试验。 (二)国内概况 120 112.901100.0% 90.0% 100 80.0% 65.1% 80 70.0% 68.37 60.0% 57.6% 60 4 2% 50.0% 36.4% 37.5038.7043.39 40.0% 40 29.6133.28 30.0% 7 20 15.81 20.0% 8.27 11.28 2 21 10.0% 0.0% 2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年 一市场规模:亿元★一年度同比增长 图2我国生物柴油增长趋势 Fig.2 Growth of biodiesel in China 从图2中可以看出,我国生物柴油市场规模一直呈现上升趋势,尤其是2014 年其规模以突破100亿元,但自2009年至2012年来增长速度有所放缓。我国作 为世界第二大石油消费国,对外依存度接近50%。2010年柴油需求量约1亿t, 2015年将达到1.3亿t。另一方面,我国大气污染趋于恶化,2005年二氧化硫 排放量达2549万t,居世界首位,较2000年增加27%。节能减排、保障能源和 环境安全是我国长期面对的难题,发展环保、可再生的生物燃料成为国家的战略 需求。我国在“九五”期间就制定了可再生能源中长期发展规划,2005年又出 台了《可再生能源法》。国家规划2020年生物燃料年替代石油1000万t,占交 通燃料的15%左右
方面又受到人口众多、食用油脂短缺的限制。 为了促进生物燃料的发展,印度政府建立了一个生物燃料发展委员会,并在 2003 年 4 月向国家计划委员会提出一个报告。该报告建议了生物柴油目标:第 一阶段,在 2003—2007 年间,建立麻疯树和水黄皮树种植基地;第二阶段, 在 2007-2012 年,实现大规模种植麻疯树,并把种植范围扩大到全国,从而能够生 产出足够多的植物油来生产生物柴油。印度铁路部门和印度石油总公司合作开发 生物柴油,生产的生物柴油已经进行了台架试验,并在公共汽车上进行了生物柴 油的使用试验。 (二)国内概况 图 2 我国生物柴油增长趋势 Fig.2 Growth of biodiesel in China 从图 2 中可以看出,我国生物柴油市场规模一直呈现上升趋势,尤其是 2014 年其规模以突破 100 亿元,但自 2009 年至 2012 年来增长速度有所放缓。我国作 为世界第二大石油消费国,对外依存度接近 50%。2010 年柴油需求量约 1 亿 t, 2015 年将达到 1.3 亿 t。另一方面,我国大气污染趋于恶化,2005 年二氧化硫 排放量达 2549 万 t,居世界首位,较 2000 年增加 27%。节能减排、保障能源和 环境安全是我国长期面对的难题,发展环保、可再生的生物燃料成为国家的战略 需求。我国在“九五”期间就制定了可再生能源中长期发展规划,2005 年又出 台了《可再生能源法》。国家规划 2020 年生物燃料年替代石油 1000 万 t,占交 通燃料的 15%左右
中国是世界第三大生物液体燃料生产国,目前以玉米燃料乙醇为主。2007 年中国政府出于粮食安全的考虑,紧急出台政策限制玉米燃料乙醇生产,林业生 物柴油成了未来生物液体燃料发展的重点方向之一。为了促进生物柴油产业发 展,中国政府专门制定了生物柴油产业发展优惠政策。2006年政府颁布了《关 于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,明确规定对生物能源 与生物化工行业实施建立风险基金制度、实施弹性亏损补贴:原料基地补助:对 具有重大意义的技术产业化企业的示范补助:及税收扶持4大财税优惠政策。 二、生物柴油的原料 油脂原料是生物柴油价格的主要决定因素,占总成本的70%以上。世界各 国根据本国国情选择合适的油脂原料,如美国主要利用高产转基因大豆为原料, 欧洲各国以菜籽油为原料,东南亚地区利用棕榈油生产生物柴油,日本则以餐饮 废油为主要原料。我国积极开发多样化的非粮油原料供应途径,为包括生物柴油 在内的生物能源产品生产积蓄来源充足的廉价原料。 (一)木本油料植物 我国有着丰富的木本油料资源,已建立起规模化的良种供应基地的油料植物 有10种左右。目前可开发作为能源树种的有麻疯树、黄连木、文冠果、光皮 树、乌柏和油桐等。初步统计,上述6个树种现有相对成片面积超过135万hm2, 果实产量在100万t以上,如能收集其中50%进行加工利用,可获得20余万t 生物柴油。国家林业部门将林业生物柴油列为重点发展项目,提出到2020年定 向培育能源林1333万hm2,满足年产600万生物柴油和1500万kW发电量的原 料供应。 (二)转基因油料作物 通过转基因技术可以使传统油料作物(如油菜、棉花、大豆等)的产量和出油 率得到极大提高,例如中国农业科学院油料作物研究所培育成功的“中油-0361” 高蓄能油菜新品系种籽含油率高达54.72%m,较长江中下游大面积推广的一般 油菜品种提高25%以上,亩产达到180kg。我国长江流域和黄淮地区有2670万 hm2冬闲耕地,如用来种植能源油菜,按当前平均菜籽产量1.6t/hm2,含油率
中国是世界第三大生物液体燃料生产国,目前以玉米燃料乙醇为主。2007 年中国政府出于粮食安全的考虑,紧急出台政策限制玉米燃料乙醇生产,林业生 物柴油成了未来生物液体燃料发展的重点方向之一[4]。为了促进生物柴油产业发 展,中国政府专门制定了生物柴油产业发展优惠政策。2006 年政府颁布了《关 于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,明确规定对生物能源 与生物化工行业实施建立风险基金制度、实施弹性亏损补贴;原料基地补助;对 具有重大意义的技术产业化企业的示范补助;及税收扶持 4 大财税优惠政策。 二、生物柴油的原料 油脂原料是生物柴油价格的主要决定因素,占总成本的 70%以上[5]。世界各 国根据本国国情选择合适的油脂原料,如美国主要利用高产转基因大豆为原料, 欧洲各国以菜籽油为原料,东南亚地区利用棕榈油生产生物柴油,日本则以餐饮 废油为主要原料。我国积极开发多样化的非粮油原料供应途径,为包括生物柴油 在内的生物能源产品生产积蓄来源充足的廉价原料。 (一)木本油料植物 我国有着丰富的木本油料资源,已建立起规模化的良种供应基地的油料植物 有 10 种左右 [6]。目前可开发作为能源树种的有麻疯树、黄连木、文冠果、光皮 树、乌桕和油桐等。初步统计,上述 6 个树种现有相对成片面积超过 135 万 hm2, 果实产量在 100 万 t 以上,如能收集其中 50%进行加工利用,可获得 20 余万 t 生物柴油。国家林业部门将林业生物柴油列为重点发展项目,提出到 2020 年定 向培育能源林 1333 万 hm2,满足年产 600 万 生物柴油和 1500 万 kW 发电量的原 料供应。 (二)转基因油料作物 通过转基因技术可以使传统油料作物(如油菜、棉花、大豆等)的产量和出油 率得到极大提高,例如中国农业科学院油料作物研究所培育成功的“中油-0361” 高蓄能油菜新品系种籽含油率高达 54.72%[7],较长江中下游大面积推广的一般 油菜品种提高 25%以上,亩产达到 180kg。我国长江流域和黄淮地区有 2670 万 hm2 冬闲耕地,如用来种植能源油菜,按当前平均菜籽产量 1.6t/hm2,含油率
40%计,每年可为1700万t生物柴油提供原料。如果种植高产和含油量高的转 基因油菜,则可提供的生物柴油原料达3900万t。 (三)废弃油脂 废弃油脂是目前我国生物柴油生产的主要原料,包括餐饮废油、地沟油、煎 炸废油等。但废弃油脂资、源总量有限、供应不稳定,原料组成及性能变化较大, 只能是生物柴油产业发展的有限资源。杜绝废油脂重回餐桌是开发生物柴油资源 的基本前提。 (四)微生物油脂 微生物油脂又称单细胞油脂,是由酵母、霉菌、细菌等微生物在一定的条件 下产生的,其脂肪酸组成与一般植物油相近,以C16和C18系脂肪酸如油酸、棕 榈酸、亚油酸和硬脂酸为主。常见的产油酵母有浅白色隐球酵母Cryptococcus albidus、弯隐球酵母Cryptococcus albidun、斯达氏油脂酵母Lipomyces、茁 芽丝孢酵母Trichospiron pullulans、产油油脂酵母Lipomy slipofer、胶粘红 酵母Rhodotorulaglutinis等。一些产油酵母菌能高效利用木质纤维素水解得到 的各种碳水化合物,包括五碳糖和六碳糖,胞内产生的油脂可达到细胞干重的 70%以上⑧。 (五)微藻油脂 藻类光合作用转化效率可达10%以上,含油量可达50%以上。美国的研究 人员从海洋和湖泊中分离得到3000株微藻,并从中筛选出300多株生长速度快、 脂质含量较高的微藻。在各种藻类中,金藻纲、黄藻纲、硅藻纲、绿藻纲、隐藻 纲和甲藻纲中的藻类都能产生大量不饱和脂肪酸。小球藻为绿藻门小球藻属 Chlorella单细胞绿藻,生态分布广、易于培养、生长速度快、应用价值高。小 球藻细胞除了可在自养条件下利用光能和二氧化碳进行正常的生长外,还可以在 异养条件下利用有机碳源进行生长繁殖,可以获得含油量高达细胞干重55%的 异养藻细胞。 三、生物柴油的优点及发展前景 (一)生物柴油的优点
40%计,每年可为 1700 万 t 生物柴油提供原料。如果种植高产和含油量高的转 基因油菜,则可提供的生物柴油原料达 3900 万 t。 (三)废弃油脂 废弃油脂是目前我国生物柴油生产的主要原料,包括餐饮废油、地沟油、煎 炸废油等。但废弃油脂资、源总量有限、供应不稳定,原料组成及性能变化较大, 只能是生物柴油产业发展的有限资源。杜绝废油脂重回餐桌是开发生物柴油资源 的基本前提。 (四)微生物油脂 微生物油脂又称单细胞油脂,是由酵母、霉菌、细菌等微生物在一定的条件 下产生的,其脂肪酸组成与一般植物油相近,以 C16 和 C18 系脂肪酸如油酸、棕 榈酸、亚油酸和硬脂酸为主。常见的产油酵母有浅白色隐球酵母 Cryptococcus albidus、弯隐球酵母 Cryptococcus albidun、斯达氏油脂酵母 Lipomyces、茁 芽丝孢酵母 Trichospiron pullulans、产油油脂酵母 Lipomy slipofer、胶粘红 酵母 Rhodotorulaglutinis 等。一些产油酵母菌能高效利用木质纤维素水解得到 的各种碳水化合物,包括五碳糖和六碳糖,胞内产生的油脂可达到细胞干重的 70%以上 [8]。 (五)微藻油脂 藻类光合作用转化效率可达 10%以上,含油量可达 50%以上。美国的研究 人员从海洋和湖泊中分离得到 3000 株微藻,并从中筛选出 300 多株生长速度快、 脂质含量较高的微藻。在各种藻类中,金藻纲、黄藻纲、硅藻纲、绿藻纲、隐藻 纲和甲藻纲中的藻类都能产生大量不饱和脂肪酸。小球藻为绿藻门小球藻属 Chlorella 单细胞绿藻,生态分布广、易于培养、生长速度快、应用价值高。小 球藻细胞除了可在自养条件下利用光能和二氧化碳进行正常的生长外,还可以在 异养条件下利用有机碳源进行生长繁殖,可以获得含油量高达细胞干重 55%的 异养藻细胞[9]。 三、生物柴油的优点及发展前景 (一)生物柴油的优点
生物柴油作为一种新型的能源首先受到了人们的广泛关注。以动、植物油脂 作为原料生产的生物柴油与常规柴油相比,它是可再生、易降解、燃烧后污染物 排放低、温室气体排放低等特点。 项目 生物柴油 石化柴油 夏季产品冷凝点/℃ -10 0 冬季产品冷凝点/℃ -20 -20 20℃密度/g·m1-1 0.88 0.83 40℃运动粘度/m2·s-1 46 24 闪点/℃ >100 60 十六烷值 56 ≥19 热值/叮·L-1 32 35 燃烧1g燃料按化学计算所需的最小空气消耗量kg 12.5 14.5 硫的质量分数/% <0.001 <0.200 氧的质量分数/% 10 0 水危害等级 1 2 燃烧功率(石化柴油为100%计)/% 101 100 三星期后的生物分解率/% 98 70 图3生物柴油与化石柴油的比较 Fig.3 Differences between biodiesel and fossil diesel 从表中可以看出生物柴油具有以下优点: 1、具有优良的环保性能。由于生物柴油中含硫量低,使二氧化硫和硫化物的排 放量远低于石化柴油,可减少约30%(有催化剂时为70%)的排放量: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: 生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因此废气对人体损害低于石化 柴油;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与普通石化 柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);除此之外,生物柴油的生物降解性 高。 2、具有较好的安全性能。生物柴油的闪高,因此它不属于危险品,使用时更安 全,利于储存与运输。 3、具有较好的燃料性能。生物柴油的十六烷值高,燃烧均匀,热功率高,可以
生物柴油作为一种新型的能源首先受到了人们的广泛关注。以动、植物油脂 作为原料生产的生物柴油与常规柴油相比,它是可再生、易降解、燃烧后污染物 排放低、温室气体排放低等特点。 图 3 生物柴油与化石柴油的比较 Fig.3 Differences between biodiesel and fossil diesel 从表中可以看出生物柴油具有以下优点: 1、具有优良的环保性能。由于生物柴油中含硫量低,使二氧化硫和硫化物的排 放量远低于石化柴油,可减少约 30%(有催化剂时为 70%)的排放量;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; 生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因此废气对人体损害低于石化 柴油;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与普通石化 柴油相比减少约 10%(有催化剂时为 95%);除此之外,生物柴油的生物降解性 高。 2、具有较好的安全性能。生物柴油的闪高,因此它不属于危险品,使用时更安 全,利于储存与运输。 3、具有较好的燃料性能。生物柴油的十六烷值高,燃烧均匀,热功率高,可以
降低燃料消耗,点火性能佳,抗爆性优于普通石化柴油,;同时,燃烧残留物呈 微酸性,使催化剂和发动机机油的使用寿命延长:此外,生物柴油以一定比例与 石化柴油调和使用,可以提高动力性、降低油耗、降低尾气污染,故其燃烧性能 好于普通石化柴油。 4、具有较好的可再生性。生物柴油与石油、煤等矿物能源不同,它来源于植物 体内对太阳的光合作用所储存的化学能,通过农业技术的发展,它的储量可再生, 供应量永远不会减少和枯竭。 5、具有较好的气候适应性。由于不含有蜡,低温流动性好,使用区域广泛。 (二)生物柴油的发展前景 从我国地少人多的国情出发,大力发展非粮油料植物或微生物是解决生物柴 油生产原料的重要途径。同时,充分利用生物质原料进行生物炼制,实现生物柴 油生产过程中资源的最大化利用,是实现生物柴油产业化的必然选择。当然,开 发高效、环保、价廉的催化剂和绿色的生产工艺也是生物柴油产业化面临的技术 挑战。 几天前的北京雾霾报表警醒了我们,在大气环境严重遭到破坏的今天,新能 源的开发是大势所趋。化石能源的过度使用已经让我国的生态环境遭到了严重的 破坏,如果我们不及时采取行动,最后将危及人类的生存。生物柴油作为一项新 能源,其可再生性和环保性告诉我们,其开发运用需要被重视起来。相信在我国 科学家们共同努力之下,未来将是一个充满新能源的国度。 【参考文献】 [1]Ma FR,Hanna MA.Biodiesel production:a review.Bioresour Technol,1999,70:1-15 [2]Kutas G,Lindberg C,Steenblik R.Biofuels-At What Cost?Government support for ethanol and biodiesel in the European Union[R].One of a Series of Reports Addressing Subsidies for Biofuels in Selected OECD Countries,2007 [3)张希良,岳立,柴麒敏,等.国外生物质能开发利用政策).农业工程学报,2006,22(增 刊1):4-7
降低燃料消耗,点火性能佳,抗爆性优于普通石化柴油,;同时,燃烧残留物呈 微酸性,使催化剂和发动机机油的使用寿命延长;此外,生物柴油以一定比例与 石化柴油调和使用,可以提高动力性、降低油耗、降低尾气污染,故其燃烧性能 好于普通石化柴油。 4、具有较好的可再生性。生物柴油与石油、煤等矿物能源不同,它来源于植物 体内对太阳的光合作用所储存的化学能,通过农业技术的发展,它的储量可再生, 供应量永远不会减少和枯竭。 5、具有较好的气候适应性。由于不含有蜡,低温流动性好,使用区域广泛。 (二)生物柴油的发展前景 从我国地少人多的国情出发,大力发展非粮油料植物或微生物是解决生物柴 油生产原料的重要途径。同时,充分利用生物质原料进行生物炼制,实现生物柴 油生产过程中资源的最大化利用,是实现生物柴油产业化的必然选择。当然,开 发高效、环保、价廉的催化剂和绿色的生产工艺也是生物柴油产业化面临的技术 挑战。 几天前的北京雾霾报表警醒了我们,在大气环境严重遭到破坏的今天,新能 源的开发是大势所趋。化石能源的过度使用已经让我国的生态环境遭到了严重的 破坏,如果我们不及时采取行动,最后将危及人类的生存。生物柴油作为一项新 能源,其可再生性和环保性告诉我们,其开发运用需要被重视起来。相信在我国 科学家们共同努力之下,未来将是一个充满新能源的国度。 【参考文献】 [1] Ma FR, Hanna MA. Biodiesel production: a review. Bioresour Technol, 1999, 70: 1−15. [2] Kutas G, Lindberg C, Steenblik R. Biofuels - At What Cost? Government support for ethanol and biodiesel in the European Union[R]. One of a Series of Reports Addressing Subsidies for Biofuels in Selected OECD Countries,2007. [3] 张希良,岳立,柴麒敏,等.国外生物质能开发利用政策[J].农业工程学报,2006,22(增 刊 1):4 -7.
[4]王久臣,戴林,田宜水,等.中国生物质能产业发展现状及趋势分析).农业工程学报, 2007,23(9):276-282 [5]Gerpen JV.Business management for biodiesel producers.NREL Technical Report,2004, NREL/SR-510-36342 [6)]王涛.中国主要生物质燃料油木本能源植物资源概况与展望.科技导报,2005,23(⑤): 12-14 [7刀陈英明,陆继东,肖波,等.生物柴油原料资源利用与开发.能源工程,2007,(1)33-37 [8]蒲海燕.微生物功能性油脂研究概况.粮食与油脂,2003,(11):12-14 [9]徐瀚,缪晓玲,吴庆余.利用淀粉水解液发酵生产工程小球藻制备生物柴油2005年中 国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集,2005:269-276
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