生物柴油：地溝油新出路

文- 清 揚

生物柴油：地溝油新出路

文- 清 揚

研究發現，有一類地溝油的分子是由14～18個碳鏈組成，而柴油分子大約由15個碳鏈組成，因此，將地溝油轉化為生物柴油，成為眾多科學家及科技企業研發的主攻方向

地溝油轉化技術新突破

今年6月，中國農業科學院發布2014年度科技成果獎獲獎名單。其中，中國農科院油料所等單位研發的生物柴油轉化技術喜獲年度科技成果獎一等獎。

很少有人知道的是，這一技術成果的問世，將極大推動地溝油問題的解決。

這一技術主要以地溝油、小桐子、光皮樹等非食用油脂資源為原料，轉化生成生物柴油。它突破了原有技術轉化率低、能耗高、廢水排放大、產品質量不穩定等一系列瓶頸，解決了非食用油脂資源生物柴油轉化技術的產業化難題。

特別值得一提的，是其中的高效油水分離裝置的分離效率達到了93%以上，可廣泛用于餐飲、食品油脂加工企業的含油廢水回收；開發的多功能生物柴油品質改良劑，顯著提高了生物柴油產品的氧化安定性和低溫流動性，有助于推動地溝油生產生物柴油的產業化。

目前，我國每年產生地溝油在200萬噸以上。但我國對地溝油的處置再利用途徑比較單一，主要通過初加工或簡單深加工制成硬脂酸原料、飼料添加劑、肥皂原料、機械加工用油及脫模油等。而且，這些方法都存在技術落后、設備簡陋、污染嚴重、衛生狀況惡劣等問題。

與此同時，研究發現以植物油為主的一類地溝油，其分子一般由14～18個碳鏈組成，而柴油分子大約由15個碳鏈組成，因此，如何將地溝油轉化為生物柴油，便成為眾多科學家及科技企業研發的主攻方向。

生物柴油的問世

說到生物柴油，就不能不提到發動機的發明者、德國人狄色爾。1897年，狄色爾在試驗他所發明的柴油機時，就使用了植物油做燃料——這也許是世界上最早的生物柴油。

1983年，美國科學家首先將菜籽油甲酯用于發動機并燃燒了1000個小時，他們還首次將可再生脂肪酸單酯定義為生物柴油。

第二年，美國和德國等國的科學家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料進行燃燒。

1988年，德國聶爾公司以菜籽油為原料，提煉生成生物柴油并實現了產業化生產。由于生物柴油具有突出的環保性和可再生性，因此廣受世界發達國家尤其是資源貧乏國家的重視。

后來，科學家們發現，生物柴油的原料并不局限于菜籽油，也可以是大豆等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂，甚至是地溝油。

利用地溝油提煉生物柴油技術的出現，使西方國家成功解決了地溝油回收處理問題。此后，為發展生物柴油，西方國家在行業規范和政策鼓勵下采取了一系列積極措施，鼓勵推動其產業化發展。

美國早在20世紀90年代初，就開始將生物柴油投入商業性應用。1992年，美國能源署及環保署提出生物柴油可作為清潔燃料。1999年，美國簽署了開發生物質能源的法令，生物柴油B20被列為重點發展的清潔能源之一。隨著生產工藝的改進，美國生物柴油的生產規模不斷擴大。目前，美國有4家生物柴油生產廠，年產量30萬噸；生物柴油的價格已降到每升0.33～0.59美元——這個價格，已趨近于石油柴油的價格。

我國生物柴油的研究與開發起步較晚，上世紀80年代，原機械工業部和原中國石化總公司撥出專款立項，由上海內燃機研究所和貴州山地農機所承擔課題，聯合研究長達10年之久。系統的研究則始于中科院“八五”重點科研項目“燃料油植物的研究與應用技術”。“九五”期間，中科院完成了國家重點科研攻關項目“植物油能源利用技術”。

與國外相比，我國在發展生物柴油方面存在較大差距：長期徘徊在初級研究階段，未形成生物柴油的實用化產業化。國家雖已發布《生物柴油調和燃料（B5）》標準，并出臺針對利用廢棄動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅的政策，但由于缺乏成熟完善的產業技術，生物柴油的產業化一直沒有突破性進展。

此次中國農科院油料所生物柴油轉化技術的問世，為生物柴油的產業化奠定了基礎。未來，這一技術的推廣應用，不僅可以緩解能源緊缺危機，還能避免地溝油直接排放污染環境或重回餐桌危害健康，因此有著廣闊的應用前景。

地溝油制生物柴油前景廣闊

與石化柴油相比，用地溝油生產生物柴油具有諸多優勢。

環保清潔性。生物柴油不含對環境造成污染的芳香族化合物，燃燒尾氣對人體損害低于石化柴油；它的生物降解性高達98%，降解速度是普通柴油的2倍；它的硫化物含量極低，能極大降低有害物質的排放。

數據顯示，使用生物柴油的車輛與使用石化柴油的車輛相比，尾氣中碳氮化合物的含量降低了56.3%，浮游粒子含量降低55.4%，空氣毒物的含量降低60%～90%，一氧化碳的含量降低43.2%，二氧化碳的含量降低78.3%。因此，推廣生物柴油，能有效改善因二氧化碳排放而導致的全球變暖問題。

可再生性和安全性。生物柴油可以經過多種途徑再生制造，且它的閃點（在規定試驗條件下，液體表面上發生閃燃的最低溫度）高于石油柴油，因此，在運輸、儲存、使用等方面都更加安全。

燃燒抗暴性。生物柴油的十六烷值比柴油高，燃料在使用時具有更好的燃燒抗暴性，因此可采用更高壓縮比的發動機以提高其熱效率。雖然它的熱值比柴油低，但它所含有的氧元素能促進燃料燃燒，因而能提高發動機的熱效率。

低溫啟動性和潤滑性。生物柴油具有良好的發動機低溫啟動性能，冷濾點達到零下20℃。它的潤滑性能也比石化柴油好，可以有效降低發動機供油系統和缸套的摩擦損失，延長發動機的使用壽命。

可調和性和低成本性。生物柴油能夠按一定的比例與石化柴油配合使用，可降低油耗，提高動力。

此外，地溝油來源廣泛，成本比石油低很多。且生產出來的生物柴油可以沿用石化柴油的引擎、加油設備、儲存設備和保養設備，無需更多投資。

正是看到了這些優勢，世界各國都在致力于開發高效無污染的生物質能利用技術。其中，歐盟已成為全球生物柴油主產地。2011年，世界生物柴油總產量達到2050萬噸，其中歐盟占51%，南美地區（巴西為主）占24%，亞洲13%，中北美為11%，其他地區1%。

我國目前的生物柴油年產量約為20萬噸，與發達國家相比差距較大。對此，國家發改委在2007年發布的《可再生能源中長期發展規劃》中提出：生物柴油年利用量到2020年要達到200萬噸。從20萬噸到200萬噸，在追趕并彌合這一缺口的過程中，可以預見，生物柴油作為一種重要的清潔燃料，將在我們的生活中發揮更加重要的作用。

（責任編輯/余風）