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生物柴油的現(xiàn)狀與發(fā)展前景
概述了清潔柴油標(biāo)準(zhǔn)的演變，介紹了生物柴油的主要特性、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用情況，從生物顫悠的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高、政府對(duì)生物柴油的扶持政策和汽車(chē)車(chē)型柴油化趨勢(shì)三個(gè)方面分析了生物柴油的發(fā)展前景，并對(duì)我國(guó)生產(chǎn)生物柴油的原料及發(fā)展進(jìn)行了討論。關(guān)鍵詞: 生物柴油 柴油 清潔 應(yīng)用 展望
柴油作為一種重要的石油連煉制產(chǎn)品，在各國(guó)燃料結(jié)構(gòu)中占有較高的份額，以成為重要的動(dòng)力燃料。隨著世界范圍內(nèi)車(chē)輛柴油化趨勢(shì)的加快，未來(lái)柴油的需求量會(huì)愈來(lái)愈大，而石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高，大大促進(jìn)了世界各國(guó)加快柴油替代燃料的開(kāi)發(fā)步伐，尤其是進(jìn)入了20世紀(jì)90年代，生物柴油以其優(yōu)越的環(huán)保性能受到了各國(guó)的重視。
1 環(huán)境保護(hù)推動(dòng)柴油標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高
目前世界每年新車(chē)產(chǎn)量大約5 000萬(wàn)輛，全世界汽車(chē)保有量大約7.5億輛（含摩托車(chē)）。隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，汽油和柴油的用量隨汽車(chē)保有量的增加而增加，同時(shí)也帶來(lái)了汽車(chē)尾氣污染等問(wèn)題。近20年來(lái)，雖然在改善油品燃燒過(guò)程、尾氣凈化等方面都取得了很大進(jìn)展，但仍然不能滿(mǎn)足要求。為了改善汽車(chē)的運(yùn)行性能和降低汽車(chē)尾氣中害物質(zhì)的排放量，美國(guó)、歐洲和日本汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)1998年6月4日提出了汽車(chē)燃料質(zhì)量國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)即"世界燃油規(guī)范"Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。柴油"世界燃油規(guī)范"Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)在目前基礎(chǔ)上，提出了芳烴含量的限制，對(duì)硫含量、十六烷值等提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)則在各項(xiàng)指標(biāo)上比Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)都有更嚴(yán)格的規(guī)定。
表1 柴油"世界燃油規(guī)范"Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)
十六烷值 ≥53 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.03 總芳烴含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤25 多環(huán)芳烴含量（體積分?jǐn)?shù)），% ≤5 95%餾車(chē)溫度/℃ ≤355
表2 柴油"世界燃油規(guī)范"Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)
十六烷值 ≥55 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.003 總芳烴含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤15 多環(huán)芳烴含量（體積分?jǐn)?shù)），% ≤2 95%餾車(chē)溫度/℃ ≤340
隨著我國(guó)汽車(chē)擁有量的急劇上升，大量的燃油被消耗，汽車(chē)尾氣中污染物的排放量越來(lái)越大，汽車(chē)尾氣已成為我國(guó)大氣污染重要的原因。為保護(hù)環(huán)境，改善大氣質(zhì)量，我國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局最近頒布了柴油機(jī)排放控制新標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3）。新標(biāo)準(zhǔn)采用了聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車(chē)排放法規(guī)體系，使我國(guó)對(duì)新柴油機(jī)車(chē)的排放要求達(dá)到歐洲20世紀(jì)90年代初期的水平。
表3 我國(guó)柴油機(jī)排放新控制標(biāo)準(zhǔn) g/kW.h
我國(guó)目前的車(chē)用無(wú)鉛汽油和柴油標(biāo)準(zhǔn)介于世界燃油規(guī)范Ⅰ類(lèi)油和Ⅱ類(lèi)油水平之間，要滿(mǎn)足汽車(chē)達(dá)到歐洲Ⅰ類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)都困難，更無(wú)法滿(mǎn)足入世及舉辦奧運(yùn)會(huì)的要求。為此，中國(guó)石化集團(tuán)公司要求在清潔油品生產(chǎn)方面作出更大努力，以滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2 生物柴油的主要特性
煉油企業(yè)為了向市場(chǎng)提供清潔油品使燃燒柴油尾氣排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，需要采取以下三種措施：一是要有性能優(yōu)異的深度加氫脫硫催化劑，以脫除難以加氫脫硫的4，6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物；二是要有抗硫的貴金屬芳烴飽和催化劑，能使芳烴加氫飽和在較低壓力下進(jìn)行，以節(jié)省投資；三是要有提高十六烷值的工藝。而生物柴油以其優(yōu)異的環(huán)保性能可很容易達(dá)到"世界燃油規(guī)范"的柴油Ⅱ、Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。
眾所周知，柴油分子是由15個(gè)左右的碳鏈組成的，研究發(fā)現(xiàn)植物油分子則一般又14～18個(gè)碳鏈組成，與柴油分子中碳數(shù)相近。因此生物柴油就是一種用油彩籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化學(xué)成分分析，生物柴油燃料是一種高脂酸甲烷，它是通過(guò)以不飽和油酸C18 為主要成分的甘油脂分解而獲得的[1]。與常規(guī)柴油相比，生物柴油下述具有無(wú)法比擬的性能。
（1） 具有優(yōu)良的環(huán)保特性。主要表現(xiàn)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30%（有催化劑時(shí)為70%）；生物柴油中不含對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的芳香族烷烴，因而廢氣對(duì)人體損害低于柴油。檢測(cè)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%的患礙率；由于生物柴油含氧量高，使其燃燒時(shí)排煙少，一氧化碳的排放與柴油相比減少約10%（有催化劑時(shí)為95%）；生物柴油的生物降解性高。
（2） 具有較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能。無(wú)添加劑冷濾點(diǎn)達(dá)-20℃。
（3） 具有較好的潤(rùn)滑性能。使噴油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和連桿的磨損率低，使用壽命長(zhǎng)。
（4） 具有較好的安全性能。由于閃點(diǎn)高，生物柴油不屬于危險(xiǎn)品。因此，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用方面的有是顯而易見(jiàn)的。
（5） 具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃燒性好于柴油，燃燒殘留物呈微酸性使催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命加長(zhǎng)。
（6） 具有可再聲性能。作為可再生能源，與石油儲(chǔ)量不同其通過(guò)農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力，可供應(yīng)量不會(huì)枯竭。
生物柴油的優(yōu)良性能使得采用生物柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放指標(biāo)不僅滿(mǎn)足目前的歐洲Ⅱ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，甚至滿(mǎn)足隨后即將在歐洲頒布實(shí)施的更加嚴(yán)格的歐洲Ⅲ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。而且由于生物柴油燃燒時(shí)排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于該植物生長(zhǎng)過(guò)程中所吸收的二氧化碳，從而改善由于二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖這一有害于人類(lèi)的重大環(huán)境問(wèn)題。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。
3 生物柴油的應(yīng)用現(xiàn)狀
在國(guó)際市場(chǎng)上，生物柴油根據(jù)等級(jí)和純度的不同，價(jià)格在250美元/t以上。目前在美國(guó)、歐洲、亞洲的一些國(guó)家和地區(qū)已開(kāi)始建立商品化生物柴油生產(chǎn)基地，并把生物柴油作為代用燃料廣泛使用。
生物柴油使用最多的是歐洲，份額已占到成品油市場(chǎng)的5%。目前在歐洲用于生產(chǎn)生物柴油的原料主要為菜籽油，目前的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)也主要是參照菜籽油的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)作出的，表4為現(xiàn)階段生物的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。1999年，歐盟共生產(chǎn)出3.90*105m3生物柴油。2000年初德國(guó)的總生物柴油生產(chǎn)量已達(dá)450 kt，并有逐年上升的趨勢(shì)。德國(guó)凱姆瑞亞.斯凱特公司自1991年起開(kāi)發(fā)研制了用植物油如菜籽油生產(chǎn)生物柴油的工藝和設(shè)備。目前利用該公司的工藝和設(shè)備已在德國(guó)和奧地利等歐洲國(guó)家建起了多個(gè)生物柴油生產(chǎn)工廠，最大產(chǎn)量達(dá)300 t/d。表5是德國(guó)凱姆瑞亞.斯凱特公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的生物柴油與普通柴油主要性能比較，可以看出，生物柴油在冷濾點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃燒功效、含硫量、含氧量、燃燒耗氧量、對(duì)水源的危害方面優(yōu)于普通柴油，而其他指標(biāo)與普通柴油相當(dāng)。
表4 現(xiàn)階段生物柴油的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（DINV51606）
名稱(chēng) 標(biāo)準(zhǔn)值 檢驗(yàn)方法
15℃時(shí)的密度/g. Ml-1 0.875～0.900 DIN EN ISO3675 40℃時(shí)的動(dòng)力粘度/mm2.s-1 3.5～5.0 DIN EN ISO3104 按Pensky-Martens法 ≥110 DIN EN ISO22719 在密閉杯中的閃點(diǎn)/℃ 冷濾點(diǎn)（CFPP）/℃ DIN EN 116 4月15日-9月30日 ≤0 10月1日-11月15日 ≤-10 11月16日-2月28日 ≤-20 3月1日-4月14日 ≤-10 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.01 DIN EN ISO14596 殘?zhí)浚ㄙ|(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.05 DIN EN ISO10370 十六烷值 ≥49 DIN51773 灰分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.03 DIN51575 水分/mg.kg-1 ≤300 DIN51777-1 總雜質(zhì)/ mg.kg-1 ≤20 DIN51419 對(duì)銅的腐蝕效能 1 DIN EN ISO2160 （在50℃時(shí)3 h腐蝕程度） 氧化穩(wěn)定性，誘導(dǎo)期/h 未給出 IP306 中和值（KOH）/mg.kg-1 ≤0.5 DIN51558-1 甲醇含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ≤0.3 碘值/g.（100g）-1 ≤115 DIN53241-1 磷含量/mg.kg-1 ≤10 DIN51440-1 堿含量（Na+K）/mg.kg-1 ≤5 依據(jù)DIN51797-3，增加鉀
表5 生物柴油和常規(guī)柴油的性能比較
特性 生物柴油 常規(guī)柴油
冷濾點(diǎn)（CFPP）/℃ 夏季產(chǎn)品 -10 0 冬季產(chǎn)品 -20 -20 20℃的密度/g.mL-1 0.88 0.83 40℃動(dòng)力粘度/mm2.s-1 4～6 2～4 閉口閃點(diǎn)/℃ ＞100 60 十六烷點(diǎn) ≥56 ≥49 熱值/MJ.L-1 32 35 燃燒功效（柴油=100%），% 104 100 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），% ＜0.001 ＜0.2 氧含量（體積分?jǐn)?shù)），% 10 0 燃燒1 kg燃料按化學(xué)計(jì)算法的最小空氣耗量/kg 12.5 14.5 水危害等級(jí) 1 2
在美國(guó)，生物柴油的產(chǎn)量由1999年的1 892.5m3猛增到2000年的18 925m3。目前已有純態(tài)形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料，在汽車(chē)上實(shí)際使用超過(guò)1.6*107km的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。純態(tài)形式的生物柴油又稱(chēng)為凈生物柴油，已經(jīng)被美國(guó)能源政策法正式列為一種汽車(chē)替代燃料。依據(jù)原料和生產(chǎn)商的不同，目前美國(guó)凈生物柴油的價(jià)格不及0.515～0.793美元/L；含80%生物柴油成分的混合生物柴油的市場(chǎng)價(jià)格，每升比傳統(tǒng)柴油要貴7.93～10.57美分。
日本1995年開(kāi)始研究生物柴油，在1999年建立了259L/d用煎炸油為原料生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)化實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可降低原料成本。目前日本生物柴油年產(chǎn)量可達(dá)400 kt。
4 生物柴油的生產(chǎn)方法
目前生物柴油主要是用化學(xué)法生產(chǎn)，即用動(dòng)物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者堿性催化劑和高溫（230～250℃）下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，在經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)使用，生產(chǎn)設(shè)備與一般制油設(shè)備相同，生產(chǎn)過(guò)程中可產(chǎn)生10%左右的副產(chǎn)品甘油。
目前生物柴油的主要問(wèn)題是成本高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，生物柴油制備成本的75%是原料成本。因此采用廉價(jià)原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實(shí)用化的關(guān)鍵。美國(guó)已開(kāi)始通過(guò)基因工程方法研究高油含量的植物。日本采用工業(yè)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(nóng)作物。
但化學(xué)法合成生物柴油有以下缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜、醇必須過(guò)量，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置，能耗高；色澤深，由于脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下容易變質(zhì)；酯化產(chǎn)物難于回收，成本高；生產(chǎn)過(guò)程有廢堿液排放。
為解決上述問(wèn)題，人們開(kāi)始研究用生物酶法合成生物柴油，即用動(dòng)物油脂和低碳醇通過(guò)脂肪酶進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，制備相應(yīng)的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和，醇用量小、無(wú)污染排放的優(yōu)點(diǎn)。但目前主要問(wèn)題有：對(duì)甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%～60%，由于目前脂肪酶對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對(duì)短鏈脂肪醇如甲醇或乙醇等轉(zhuǎn)化率低。而且短鏈醇對(duì)酶有一定毒性，酶的使用壽命短。副產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對(duì)產(chǎn)物形成抑制，而且甘油讀固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。
5 生物柴油的應(yīng)用前景分析
生產(chǎn)和推廣應(yīng)用生物柴油的優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的：（1）原料易得且價(jià)廉。用油菜籽和甲醇為生產(chǎn)原料，可以從根本上擺脫對(duì)石油制取燃油的依賴(lài)。（2）有利于土壤優(yōu)化。種植油菜可與其他作物輪種，改善土壤狀況，調(diào)整平衡土壤養(yǎng)分，挖掘土壤增產(chǎn)潛力。（3）副產(chǎn)品具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副產(chǎn)品市場(chǎng)前景較好。（4）環(huán)保效益顯著。生物查燃燒時(shí)不排放二氧化硫，排出的有害氣體比石油柴油減少70%左右，且可獲得充分降解，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。此外生物柴油由于競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高、政府的扶持和世界范圍內(nèi)汽車(chē)車(chē)型柴油化的趨勢(shì)加快而前景更加廣闊。
5.1 生物柴油的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高
從世界范圍來(lái)看，目前世界上含硫原油（含硫量0.5%～2.0%）和高硫原油（含硫量在2.0%以上）的產(chǎn)量已占世界原油總產(chǎn)量的75%以上，其中含硫量在1%以上的原油占世界原油總產(chǎn)量的55%以上，含硫量在2%以上的原油也占30%以上。目前全球煉油廠加工的原油平均相對(duì)密度是0.851 4，平均含硫量是0.9%；在2000年以后，平均相對(duì)密度將上升到0.863 3，含硫量將上升到1.6%。煉油廠要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，使柴油含硫量低、有良好的安定性及潤(rùn)滑性、較高的十六烷值和清凈性，必須在裝置調(diào)整上投入大量資金，并由此帶來(lái)油品生產(chǎn)成本的提高，在這方面，各發(fā)達(dá)國(guó)家的煉廠均投入了重金。從美國(guó)的情況看，美國(guó)從20世紀(jì)90年代初啟動(dòng)油品清潔化，已累計(jì)投入了300多億美元。由此造成的油品成本提高使目前美國(guó)煉廠噸毛利僅在每桶1美元左右，維持微利狀態(tài)，有的企業(yè)甚至虧損；從歐洲的情況來(lái)說(shuō)，歐洲煉油廠要達(dá)到2000年歐盟燃油規(guī)格，估計(jì)需要投資200億～300億美元。歐洲石油工業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)的投資更高，該組織認(rèn)為要達(dá)到2000年和2005年的柴油規(guī)格，需要投資440億～500億美元。
隨著生物柴油生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，使用生物柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)即可使用普通柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)（對(duì)有些機(jī)型僅需換密封圈和濾芯），無(wú)需作任何改動(dòng)，生物柴油可與普通柴油在油箱中以任何比例相混，并對(duì)駕駛動(dòng)無(wú)任何影響，駕駛者根本無(wú)法區(qū)分兩者的駕駛動(dòng)力差別。加之柴油替代燃料所用原料隨著規(guī)模種植價(jià)格日趨低廉，使柴油替代燃料的生產(chǎn)成本逐步下降，與常規(guī)柴油的價(jià)格正在縮小，如美國(guó)生物柴油的價(jià)格已從每升1.06美元降到0.33～0.59美元，這個(gè)價(jià)格與普通柴油的價(jià)格差不多。
5.2 政府對(duì)生物柴油的扶持政策
目前許多國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、丹麥、意大利、愛(ài)爾蘭和西班牙等對(duì)生物柴油采取了相應(yīng)的扶持政策。為了進(jìn)一步鼓勵(lì)使用生物柴油，美國(guó)農(nóng)業(yè)部決定今后兩年每年拿出1.5億美元補(bǔ)貼生物柴油等生物燃料的使用，目前美國(guó)至少有5個(gè)州正在考慮制訂稅收鼓勵(lì)政策。目前在歐洲生產(chǎn)生物柴油可享受到政府的稅收政策優(yōu)惠，其零售價(jià)低于普通柴油（如在德國(guó)加油站生物柴油的零售價(jià)格目前為約1.45馬克/L，而柴油為1.60馬克/L）。據(jù)Frost & Sullivan企業(yè)咨詢(xún)公司最新發(fā)表的"歐盟生物柴油市場(chǎng)"報(bào)告，為實(shí)現(xiàn)"京都協(xié)議"規(guī)定的目標(biāo)（在2008-2012年，歐盟將減少二氧化碳排放量8%），歐盟即將出臺(tái)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)和使用生物柴油的新規(guī)定，如對(duì)生物柴油免征增值稅，規(guī)定機(jī)動(dòng)車(chē)使用生物動(dòng)力燃料占動(dòng)力燃料營(yíng)業(yè)總額的最低份額。新規(guī)定的出臺(tái)不僅有助于歐盟生物柴油市場(chǎng)的穩(wěn)定，而且生物柴油營(yíng)業(yè)額將從2000年的5.035億美元猛增至24億美元，平均年增25%。
5.3 現(xiàn)代柴油機(jī)促使汽車(chē)車(chē)型柴油化的趨勢(shì)加快
在歐洲，1999年新購(gòu)柴油轎車(chē)比例約為30%，法國(guó)甚至達(dá)到48%。2000年，歐洲市場(chǎng)上柴油轎車(chē)的銷(xiāo)售量達(dá)到440萬(wàn)輛，比1995年翻了一倍�，F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)主要生產(chǎn)廠商如大眾、雷諾、歐寶和福特的顧客中，幾乎有一半需要柴油車(chē)。目前，在歐洲轎車(chē)市場(chǎng)上，新型柴油轎車(chē)購(gòu)買(mǎi)率達(dá)30%，專(zhuān)家預(yù)言：到2006年，歐洲每2輛新車(chē)中就有1輛是柴油車(chē)。在美國(guó)市場(chǎng)上，商用車(chē)（即我國(guó)所稱(chēng)的卡車(chē)、客車(chē)）的90%為柴油車(chē)；在日本，將近10%的轎車(chē)是柴油轎車(chē)，38%的商用車(chē)為柴油車(chē)。美國(guó)、日本及歐洲的重型汽車(chē)全部使用柴油機(jī)為動(dòng)力。許多國(guó)家在稅收、燃料供應(yīng)等方面予以政策上的傾斜，敦促柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的普及和發(fā)展。 我國(guó)柴油汽車(chē)生產(chǎn)比例已由1990年的15%上升到1998年的26%。1997年我國(guó)生產(chǎn)的重型載貨汽車(chē)和大型客車(chē)全部采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；65.9%中型載貨汽車(chē)采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，53.5%中型客車(chē)采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；55.4%和29.4%的輕型載貨汽車(chē)、輕型客車(chē)也開(kāi)始采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。我國(guó)1994年頒布的《汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》明確提出，總重量超過(guò)5 t的載客汽車(chē)載貨汽車(chē)在2000年后主要采用柴油為燃料。在未來(lái)的幾年，是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)騰飛的時(shí)代。因此，我國(guó)柴油車(chē)產(chǎn)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)還將繼續(xù)下去，汽車(chē)柴油化是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。
汽車(chē)車(chē)型柴油化趨勢(shì)的加快主要是由于現(xiàn)代柴油機(jī)采用了電控發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、高壓燃油直噴式燃燒系統(tǒng)以及廢氣排放控制裝置，已完全克服了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)行的國(guó)際排放標(biāo)準(zhǔn)，而這些裝置和技術(shù)要求柴油含硫量低，有良好的安定性及潤(rùn)滑性，較高的十六烷值和清凈性等。隨著現(xiàn)代柴油機(jī)使用生物柴油燃料技術(shù)的成熟，目前在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的這種汽車(chē)車(chē)型柴油化趨勢(shì)會(huì)進(jìn)一步加快。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在2010年以前，是柴油需求年均增長(zhǎng)3.3%，到2010年，世界柴油的需求量將從目前的38%增加到45%。而世界范圍內(nèi)柴油的供應(yīng)量嚴(yán)重不足，給生物柴油留下廣闊的發(fā)展空間。
6 我國(guó)發(fā)展生物柴油的原料分析及發(fā)展建議
柴油的供需平衡問(wèn)題也將是我國(guó)未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間石油市場(chǎng)發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。業(yè)內(nèi)人士指出，到2005年，隨著我國(guó)原由加工量的上升，汽油和煤油擁有一定數(shù)量的出口余地，而柴油的供應(yīng)缺口仍然較大。我國(guó)柴油產(chǎn)量到2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到80.5 Mt，仍缺口600～2 400 kt。預(yù)計(jì)到2010年柴喲的需求量將突破100 Mt，與2005年相比，將增長(zhǎng)24%；至2015年市場(chǎng)需求量將會(huì)達(dá)到130 Mt左右。近幾年來(lái)，盡管煉化企業(yè)通過(guò)持續(xù)的技術(shù)改造，生產(chǎn)柴汽比不斷提高，但仍不能滿(mǎn)足消費(fèi)柴汽比的要求。目前，生產(chǎn)柴汽比約為1.8，而市場(chǎng)的消費(fèi)柴汽比均在2.0以上，云南、廣西、貴州等省區(qū)的消費(fèi)柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開(kāi)發(fā)進(jìn)程的加快，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大基礎(chǔ)項(xiàng)目的相繼啟動(dòng)，柴汽比的矛盾比以往更為突出。因此，開(kāi)發(fā)生物柴油不僅與目前石化行業(yè)調(diào)整油品結(jié)構(gòu)提高柴汽比的方向相契合，而且意義深遠(yuǎn)。
國(guó)內(nèi)也已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠油腳料、工業(yè)豬油、牛油及野生植物小桐籽油等作原料，經(jīng)預(yù)酯化、再酯化射干難產(chǎn)生物柴油的工藝。高品質(zhì)的原料是生產(chǎn)高品質(zhì)生物柴油和取得高收率的基本保證。由于雙低菜籽油生產(chǎn)的生物柴油含硫量低，從而使該菜籽油生物柴油具有好的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此目前在歐洲普遍栽種雙低菜籽。就目前而言，每公頃土地可生產(chǎn)約30 t菜籽（含油量約40%）。我國(guó)有很多地區(qū)油菜籽種植面積很大，在加工傳統(tǒng)的食用油的同時(shí)不失時(shí)機(jī)地開(kāi)發(fā)生產(chǎn)生物柴油燃料是油菜籽利用的一個(gè)重要方向。另外，研究發(fā)現(xiàn)棉籽油與雙低菜籽油的脂肪酸組成相似，因此在我國(guó)采用棉籽油作為生物柴油的原料還是可行的。當(dāng)然，此時(shí)的棉籽油生物柴油標(biāo)準(zhǔn)需要按照中國(guó)的實(shí)際作相應(yīng)的調(diào)整。
1t油菜籽可制取約160 kg生物柴油，同時(shí)可副產(chǎn)16 kg甘油。而純度高達(dá)99.7%的特級(jí)甘油價(jià)格為2 000美元/t。因此，制取生物柴油與精致甘油工藝聯(lián)產(chǎn)，將能取得較為理想的經(jīng)濟(jì)效益。若能建年產(chǎn)100 kt具有一定工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的生物柴油裝置，其經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。近幾年來(lái)，生物柴油燃料已被越來(lái)越多的重視，在美國(guó)和歐洲已開(kāi)始建立商品化生產(chǎn)，市場(chǎng)很有吸引力，原料也不會(huì)存在問(wèn)題，因此，有很多大公司紛紛開(kāi)拓這一業(yè)務(wù)，期望在開(kāi)始時(shí)就能占領(lǐng)市場(chǎng)。南斯拉夫在五、六年前已研制成功這項(xiàng)技術(shù)且已生產(chǎn)，后因經(jīng)濟(jì)困難而停產(chǎn)，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，南斯拉夫的技術(shù)水平同德國(guó)、意大利等國(guó)的相同，可探討與南斯拉夫合作幫助我國(guó)發(fā)展這一技術(shù)。
參 考 文 獻(xiàn)
1 忻耀年.生物柴油的生產(chǎn)和應(yīng)用.中國(guó)油脂，2001，26（5）：73～74
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