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（曾國揆 查國君/云南師范大學省農村能源工程重點實驗室，昆明，650092）
摘要：介紹了近年來國內外生物柴油產業的開發應用現狀、生產技術進展及各國發展生物柴油的相關激勵政策，最后展望了生物柴油的發展前景，為我國生物柴油產業的發展提出了一些建議。
隨著社會的進步，人類對石油的依賴越來越強烈，石油供應與消費的平衡關系制約著各國乃至全世界的經濟發展，可以說，石油就是國家的命脈。由于世界石油需求量的增加及國際地緣政治格局變化的影響等因素，最近幾年國際石油價格飆升，一度突破70美元/桶大關。油價飆升推動了世界生物柴油產業的發展，包括生物柴油激勵政策的制訂和施行，生物柴油產量不斷增加、新生物柴油廠的不斷建設和新的酯交換工藝的不斷出現等。迄今，世界上許多國家在發展生物柴油技術和產業方面投入重金，并已取得了不同程度的研究進展。1996年世界生物柴油的總生產能力為126.3萬t，到2003年世界生物柴油的總產量已經突破300萬t。生物柴油產業主要集中在歐洲和美國等發達國家，并被廣泛應用于環保敏感部門和政府用車。生物柴油快速發展的根本原因在于其兼具能源與環保雙重功能，而石油價格大幅度攀升使得生物柴油在商業上變得可行。
1國內外生物柴油產業現狀
1.1國外生物柴油產業現狀
最近幾年，生物柴油產業在世界各國發展很快，在歐洲、美洲、東南亞等地得到了大規模推廣與應用，見表1。
1.1.1歐盟
歐洲是生物柴油的發源地，也是近年來增長最快的地區。進入21世紀后，歐洲生物柴油的產量迅速提高，2001年為78萬t，2002年達到106萬t，2003年則上升為142萬t，2004年進一步提高到193.3萬t，年增長率高達35%～40%，目前已經超過600萬t，見圖1，并計劃于2010年達到830萬t，占柴油市場份額的5.75%，于2020年達到20%。目前歐共體內已有近40套生產裝置，最大裝置的產能達25萬t/a。歐盟部分國家生產裝置見表2。
1.1.2美國
近十多年來，美國一直致力于使用大豆油為原料發展生物柴油產業。2002年美國生物柴油消費比2001年的5683萬升增加4%。目前美國生物柴油的產能在27276～36368萬升/年，計劃2011年生產115萬t生物柴油，見圖2。目前美國正計劃投資新建幾套生物柴油裝置，由于聯邦政府新制定的政策鼓勵使用生物柴油和普遍使用環境友好燃料，再加上原油價格變化無常，預計生產生物柴油能力將會增長。
1.1.3其它國家
巴西2002年啟動了“生物柴油計劃”。該計劃，以本土豐富的蓖麻油為原料，建成了一家2.4萬t/a的生物廠。2005年生物柴油在石油柴油中的摻和比例達到5%，計劃到2020年達到20%。日本的生物柴油產能已達40萬t/a，其生物柴油產品售價僅為80日圓/L，與石油柴油略同。韓國引進德國生物技術，以進口菜籽油為原料，于2002年建成10萬t/a的生產裝置，目前在建一套10萬t/a的生產裝置。馬來西亞計劃大力發展棕櫚油為原料的生物柴油產業，其產能已達到50萬t/a。菲律賓正在與美國合作開發生產椰子油基生物柴油。泰國、印度、澳大利亞等30多個國家均在擴大植物油料的種植，在發展這些產業的同時為生物燃料廠提供原料。
1.2國內生物柴油產業現狀
我國生物柴油的研究與開發雖起步較晚，但發展速度很快。早在20世紀80年代，原機械工業部和原中國石化總公司就撥出專款立項，專題研究長達10年之久。中國科學院、中國農業工程研究設計院、遼寧省能源研究所、中國科技大學、河南科學陸軍化學所、長沙市新技術研究所與湖南省林業科學院等單位也都對生物柴油作了不同程度的研究。近兩年來，海南正和生物能源公司等民營企業相繼開發出擁有自主知識產權的生產技術，并建成年產超過1×104t的試驗生產廠。目前國內的產業規模約為50萬噸左右，比起我國1.8億噸的成品油年消費量，生物柴油的規模顯然還微不足道。
鑒于生物柴油作為替代燃料的重要意義和發展潛力，我國相關行業和各地政府對此都給予了高度重視。目前，湖南、廣東、貴州、四川、福建、海南等許多地區都把發展生物柴油作為近期科技攻關項目和發展規劃。
2國內外生物柴油技術與原料
生物柴油經過多年的研究和發展，其生產技術和使用已比較成熟。其中生物柴油化學生產技術經過多年發展，已經形成比較完備的技術體系和方法，涵蓋了化學催化劑法、生物酶催化劑法、無催化劑法（在高溫高壓下進行）、常壓法和加壓法等多個方面。化學法中的常壓連續轉酯化和加壓連續轉酯化生產技術，已在歐美等發達國家形成大規模工業化生產，代表了當今主流生物柴油技術，而且技術仍在不斷發展。
2.1國外生物柴油技術與原料
生物柴油生產工藝路線技術發展趨勢是連續化和大型化。國外目前比較成熟的生物柴油生產工藝有魯奇（Lurgi）公司的兩級連續醇解工藝、斯科特（Scott）公司的連續脫甘油醇解工藝、漢高（Henkel）公司的堿催化連續醇解工藝、美國生物柴油工業公司的模塊化生產裝置（MPU）等。此外，生物柴油生產過程可以采用酸性催化劑或堿性催化劑，目前國外應用較多的催化劑是均相堿性催化劑，如氫氧化鈉、氫氧化鉀和甲醇鈉，其中又以甲醇鈉應用最廣泛，所占份額約為60%。
生物柴油可以采用多種原料生產，包括植物油、動物油脂和廢棄食用油等。不同原料采用的生產技術有所不同，經濟性也有差別。世界不同地區生產柴油所用的原料不同，美國主要采用大豆油，歐洲主要使用菜籽油，亞太地區主要使用棕櫚油。在目前已投入生產的生物柴油裝置中，大部分采用菜籽油為原料。表5是世界生物柴油原料來源構成情況。
2.2國內生物柴油技術現狀
目前中國比較大的生物柴油生產廠的工藝與原料見表7由表7可以看出，中國的生產柴油基本以質量較差的廢棄油脂為主，利用酸堿催化劑，生產生物柴油與燃料油，由于工藝路線短，因此沒有進行甘油處理，只是將甘油作為燃料油出售，在工藝中由于采用減壓蒸餾技術，保證了不同的原料可以生產同一質量的生物柴油，歐美工藝都沒有這一步。
可見，生物柴油的生產技術并不是限制我國發展生物柴油的主要問題，而如何獲得充足量的生物油脂是我國生物柴油產業的瓶頸。世界生物柴油發達國家都是以植物油為主要生產原料。我國是一個以種植業為支柱的發展中農業國家，因此，廢棄油脂生產生物柴油和野生樹木種子為原料生產生物柴油將是中國生物柴油的主導技術路線。
3國內外生物柴油的政策與標準
3.1國外生物柴油的政策與標準
全球范圍內液體生物燃料的快速發展，與各國政府的政策推動密切相關。鑒于生物柴油作為替代燃料在能源安全和環境保護方面的的重要意義，世界各國相繼出臺一系列政策措施，鼓勵和促進液體生物燃料的快速發展。這些措施主要包括以下幾個方面：
3.1.1成立行業中介組織，促進產學研和產業鏈上下游合作
美國于1992年成立了國家生物柴油委員會（National Biodiesel Board，簡稱NBB），這是一個代表生物柴油工業的國家行業協會組織，是協調美國生物柴油研發的重要實體，它作為一個綜合性的行業組織協調產業界、政府和學術機構之間的關系，它的會員包括了美國各州以及國際上的生物燃料的原料、原料加工設備、生物燃料供應商、分銷商和經銷商以及技術提供商等。歐盟為了推動生物柴油產業的發展于1997年1月成立了歐洲生物柴油委員會（European Biodiesel Board，簡稱EBB），聯合主要的生物柴油生產者，推動生物柴油在歐盟的使用，它會代表其會員與歐盟議會以及其它國際組織交涉，推動生物柴油的科學技術以及經濟、法律等研究活動，搜集、分析和傳播信息，研究生物柴油產業所面臨的困難，在技術、制度、法律、政策和經濟等層面上提出解決這些困難的建議。
3.1.2制定相關標準和法案，推動生物燃料的市場準入
液體生物燃料產業的發展，必須通過進入最終消費市場來收回研發和生產投資。而進入最終流通市場，除了有競爭力的價格以外，必須有相應的國家標準作為基礎。世界主要發達國家，為了推動液體生物燃料的產業化，相繼出臺各種液體生物燃料標準及相應法案，見表8。
美國于1992年制定能源政策措施法案（Energy PolicyAct，EPACT），以確保其國家能源安全。該法案于1998年通過，予以允許使用B20（即20%生物柴油與80%石化柴油的混合柴油）為燃料及燃料添加劑。2003年，歐盟的《生物燃料指令》（Biofuels Directive）開始實施。該指令要求歐盟成員國為2005年和2010年確定各自的生物燃料銷售量指令性目標，并要求它們在確定其指令性目標時考慮到以下兩項參考值：（1）在2005年12月31日前，按照能量含量計算，生物燃料應占投入運輸市場的汽油和柴油總量的2%；（2）在2010年12月31日前，按照能量含量計算，生物燃料應占投入運輸市場的汽油和柴油總量的5.75%。
3.1.3實行項目資助和稅收優惠，增強液體生物燃料競爭力
液體生物燃料要和石化燃料進行市場競爭，得到消費者認同，價格是非常關鍵的因素。世界各國紛紛采取了項目資助和稅收優惠等措施，降低生物燃料的成本，提高其市場競爭力。
英國2001年財政預算案決定，采取每升生物柴油低于超低硫柴油（ULSD）20便士的降低關稅措施，并于2002年7月開始實施。這項政策出臺后，英國的生物柴油銷售量快速增加，從2002年8月的15萬升提高到2005年下半年的每月200多萬升。英國2005年預算案宣布，上述有著生物燃料的差別關稅政策將沿用到2008年。美國2004年10月通過生物柴油課稅優惠措施法案（2005年1月生效），促使大幅獎勵使用生物柴油供為車輛柴油（公共汽車、卡車、垃圾車等）及其它柴油引擎設施所用。德國依據德國礦物質石油課稅法案（German Mineral Oil DutyAct），對純生物燃料的部分予以免稅的優惠措施，以利生物燃料的部分予以免稅的優惠措施，以利生物燃料的推廣。法國訂有減稅優惠措施，以抑制CO2排放。在西班牙生物燃料則均為免稅。
3.2國內生物柴油的政策與標準
中國政府對生物燃料非常重視，并制定了相關政策促進其發展，如2004年科技部高新技術和產業化司啟動了“十.五”國家科技攻關計劃“生物燃料油技術開發”項目，包括生物柴油的內容。2005年，由石元春院士主持的國家專項農林生物質工程開始啟動，對未來生物柴油的發展作出了規劃。但是與歐盟和美國等國家對生物油采取財政支持政策相比，我國尚沒有此類具體的政策出臺。2007年5月1號，由國家標準化委員會發布的B100生物柴油國家標準將正式實施。這是我國生物柴油的第一個國家標準，雖然只是推薦使用而非強制，但作為生物柴油產業正規化的第一個標準，意味著這種替代能源將在官方認可下正式登場。同時國家目前還正在組織制定B5和B10生物柴油的國家標準，這是具體指導成品油零售系統的標準，預計將于今年底或明年初發布。生物柴油未來發展規劃也正在制定中，國家鼓勵生物柴油的發展和使用的大方向是明確的。
我國發展生物柴油前景展望與建議
幾年來，生物柴油的生產、銷售和應用在全球范圍內取得了很大的進展，已呈現出產業化發展的趨勢。但世界各國的實踐同時表明，在近期內，由于原料限制，世界的生物柴油產業發展速度不可能更快，目前歐美等資源大國以優質植物油為原料的生產方式過于單一化。中國與歐美等國的情況有很大不同，在原料生產方面，應根據我國具體的糧油供應形勢采取不同的策略，即利用我國豐富的植物種植資源，發展用于原料油生產的能源農林業。
各國的成功經驗表明，生物柴油的發展和應用是國家戰略行為，需要政府在技術開發、工業示范、產業發展和推廣應用等各階段予以經費和政策方面的支持，大力扶持生物柴油產業，需要技術開發機構與產業界的密切合作，迅速將科學技術轉化為生產力，需要生產商與石油供應商積極配合，利用石油產品供應網絡保證生物柴油的順利推廣應用。這些經驗對我國發展生物柴油產業極具借鑒價值。
加快替代能源與清潔能源的發展，打破石油珠壟斷，走能源多元化之路，是中國政府和企業必須考慮的問題。與世界能源發展趨勢一樣，生物柴油等可再生、清潔能源應是今后中國能源發展的重要補充，是解決能源問題可供考慮的措施之一。在石油價格一直居高不下和經濟全球化的今天，歐美大型生物柴油生產商、設備制造商和投資商都希望進入中國市場，中國企業必須把握機遇，爭取占領先機。
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