生物柴油产业现状分析及发展思考

◇孙海萍

一、生物柴油的起源及技术发展情况

二十世纪七十年代阿拉伯石油禁运以及由于美国国内石油生产量减少而导致的石油价格上涨，促成了八十年代末“生物柴油”的出现和发展。

1988年，德国聂尔公司首次以油菜籽为原料提炼出生物柴油，其主要成分是脂肪酸甲酯。目前，生物柴油的原料范畴逐步扩展到各类动、植物油脂[1]，但加工工艺上基本是通过动、植物油脂与甲醇或乙醇经酯化或酯交换反应制备。由于生物柴油具有芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、良好的润滑性、几乎不含硫、燃烧后有害气体排放大幅度减少等特点[2]，逐渐成为一种可代替石化柴油的可再生性柴油燃料，也引起世界发达国家，尤其是资源贫乏国家的高度重视。

其化学合成方式如下：

目前国内外普遍使用的生物柴油合成方法主要包括物理法、化学催化、生物酶催化、超临界无催化的酯化/酯交换反应。物理法主要包括混合工艺和微乳液工艺，虽然简单易行，但由于其存在粘度高、易破乳、燃烧性能难以满足标准等问题，已基本不被使用。目前国外应用较多的是均相/非均相化学酸碱催化酯交换工艺，除此以外，国内已开始尝试超临界无催化醇解工艺。

1.酸碱催化工艺

酸碱催化分为均相催化和非均相催化。均相催化主要有酸催化和碱催化，常用的酸碱催化剂有H2SO4，HCL和NaOH，KOH,CH3ONa,CH3OK等。传统的均相催化法存在副反应多，乳液多，污染严重等问题。而非均相催化剂可以较好地解决催化剂与产物分离的问题，还可以减少废催化剂及水洗液对环境的污染。目前，非均相催化剂主要有树脂、粘土、分子筛、复合氧化物、硫酸盐等。

2.超临界法

超临界甲醇（supercritical methanol,SCMeOH）酯交换法是近年来提出的新方法，其突出的优势在于反应速度快，转化率高，产品单纯，原料要求不高，因此受到广泛关注，但高温、高压操作是其缺点[3-4]。

目前由国内石油化工科学研究院开发的超近临界醇解工艺（SRCA-I）已实现工业化应用，规模达到6万吨/年，其改进的SRCA-II工艺技术正在进行中试。该工艺不使用催化剂，在6.5MPa-8.5MPa压力下进行反应，对原料适应性强，高酸值油脂能够直接加工，不需要进行脱酸预处理，产品转化率96%以上，质量可达到国家标准（GB/T 20828-2007），副产甘油浓度达80%。

3.国内外生物柴油技术对比

二、国内外生物柴油产业发展现状

1.国外生物柴油发展状况

由于欧洲国家对替代燃料的立法支持、差别税收以及对生物柴油在汽车燃料中销售比例的规定，共同促进了生物柴油产业的快速发展。2003年，欧洲国家生物柴油的产量超过了176万吨，2004年比2003年增长了35%，2006年的产量超过400万吨，生物柴油份额已占成品油市场的5%以上。2010年生物柴油的产量约为957万吨，比2009年增加5.5%，占全球的53%，其中以德国和法国的产量最高，其次是西班牙和意大利。目前欧盟已成为生物柴油的主要生产国和消费国，生产原料主要是油菜籽。从整体趋势来看，生物柴油的产量逐年增加，但由于金融危机等影响，增速有所放缓。

美国是世界上最大的石油消耗国家，为了促进本国可再生能源应用，美国从2005年相继出台了系列产业发展规划及政策措施，制定了“可再生能源标准”（RFS），以加快生物能源产业的发展步伐。随后，美国生物柴油产量大幅增长。2007年产量150万吨，2008年超过200万吨，2009年受金融危机影响产量下滑至190万吨，2011年美国生物柴油产量约为350万吨。若按照目前的发展速度，至2013年美国生物柴油产量预计能够达到450万吨左右，基本满足该类能源的市场需求。

2011年，巴西、阿根廷的生物柴油产量分别为250万吨、230万吨，分列世界第三、第四。其原料主要采用大豆油，产品除本国使用外，部分出口欧盟。

国外生物柴油产业的快速发展基本得益于①稳定的原料基地；②完善的市场标准；③积极、合理、有效且适合本国特点的政策支持。例如，美国以大豆油为主生产生物柴油，同时解决其中部农业问题；ASTM相继在1996年和2000年发布标准，完善生物柴油的产业化条件，并且美国政府实行积极鼓励的方式，在生物柴油的价格上给予一定的补贴。市场推广方面，美国政府机构是生物柴油的一个重要市场，1992年《能源法案》要求联邦政府部门车辆部分使用生物柴油，从2005年3月开始，美国海军要求其所有符合要求的车船均使用混合20%生物柴油的燃料，许多联邦政府、州政府和地方政府相继模仿，目前，一半以上的州政府公车或卡车推广使用生物柴油。在德国，生物柴油按照5%的比例加入石油炼制的柴油中卖给消费者（B5），德国农民种植作为生物柴油原料的油料可获得约1000马克/公顷补贴，并且政府对生物柴油的生产予以免税优惠。同样，法国、意大利、奥地利等国均采取减免生物柴油消费税等方式推进产业发展。

2.国内生物柴油企业艰难前行

（1）生物柴油标准的出台

生物柴油标准是一个系统工程，不仅包括生物柴油的质量标准，而且包括不同混比产品标准、原料储存标准、生物柴油加工设备规范等一系列标准。我国生物柴油的标准《柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）》（GB/T 20828-2007）在 2007 年5月1日起实施。时隔三年，2010年《生物柴油调和燃料（B5）国家标准》（以下称《B5标准》）出台，此标准的出台为国内生物柴油进入成品油市场打开了大门。在此之前，生物柴油生产企业不能直接利用加油站等销售渠道，只能将产品出售给燃油中间商和下游加工企业或只能储存着自行寻找销售渠道。因为不能进入加油站，导致我国生物柴油更多只能应用于化学产品、农用动力机械等方面，还未在汽车发动机使用。《B5标准》出台实施后，根据生物柴油产量、市场销售情况、汽车业反应等因素，考虑制订《B10》等其他更细化的标准，才有可能实现我国生物柴油发展的路线图——近期利用废油、中期开发油料植物、远期发展工程藻类等。从这个意义上来说，《B5标准》颁布实施意义重大。

（2）生物柴油的发展需要合理的政策支持

虽然国家出台了《B5标准》，但作为一种新兴产业和国家的战略性举措，生物柴油产业在初期普遍存在投入大、成本高、商业模式不成熟、市场待开发等特点。产业的发展涉及原料供应、生产、混配、储运和流通及相关配套政策、质量标准、法规的制定等各个方面。需要政府在针对生产、销售、用户等各环节都实施相应的补贴优惠政策，并加强社会性宣传引导。只有这样才能逐渐培育、丰富生物柴油产业链，促进形成良好的投资氛围，促进整个行业良性发展。

自2006年《可再生能源法》发布以来，国家各个部委单独或联合颁发了很多关于生物柴油产业的鼓励政策，对于生物柴油行业的发展起到了积极的促进作用。

2006年5月，财政部正式出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建〔2006〕237号），把非粮为原料的生物能源放在首位；2006年9月国家发布了《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》（财建〔2006〕702 号）；财政部、国家税务总局联合出台了《关于对利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税的通知》（财税[2010]118号）；2007年9月20日，财政部出台了《生物能源和生物化工原料基地补助资金管理暂行办法》（财建[2007]435号）。

虽然发改委、财政部、科技部等部门都有生物柴油支持政策，但支持领域的不同使得支持资金过于分散，同时，有些政策在执行过程中往往缺乏具体可实施的细则，对生物柴油上下游产业链，包括废弃油脂收集、木本原料的种植、采摘、粗加工、生物柴油生产到销售等各个环节，缺乏明晰完善的财税政策扶持体系。由于政策的不确定性，目前生物柴油行业发展处于低潮期，一些有意继续投资或扩建的生物柴油企业都在观望。它们都期望政府在财政补贴或税收优惠等方面进行更广泛和更深入的支持，扶持产业发展。

（3）国内生物柴油产业现状

根据最新统计数据，截至2011年末，我国具有一定生产能力的生物柴油生产企业50多家，生产能力约为197万吨/年，但微利或亏损的经营情况致使绝大部分企业处于半停产或停产状态，全国生物柴油装置平均开工率只有20%～25%，实际产量约为40～50万吨，且大部分产品未进入成品油销售领域。

由于缺乏良好的产业发展规划和相关扶持政策的实施细则，生物柴油产品和原料价格存在着严重倒挂现象，生物柴油产品也难以进入到相对强势的三大石油公司成品油销售系统中。

在生物柴油近十年的发展历程中，国家的政策仍然停留在“政策层面”而无法让生物柴油企业获得支持，生物柴油企业只能依靠自身的力量在完全竞争的、不成熟的市场环境中艰难前行。

三、分析与思考

1.因地制宜，制订适合本国国情的生物柴油原料发展规划

原料的规模化、稳定供应是生物柴油产业健康持续发展的基础，在坚持“不与民争粮、不与粮争地”的原则前提下，适合于中国生物柴油产业发展的原料无外乎工业或食用废弃油脂、非粮含油作物、生物油藻等。除废弃油脂外，上述原料的使用都存在“以农业供工业”的特点，农业生产的间断性、不稳定性以及收集半径小、规模小等特点使生物柴油的连续化、规模化生产存在较大的难度。

2008年，由国家能源局推动的 “国家级生物柴油示范项目”，就是以“林油一体化”为主要模式，建设能源林种植基地，探索非粮油料的规模化种植。经过几年的探索，能源林建设的成绩较小。主要原因是，小桐子等能源林作物从种植到进入丰产期，一般需6年以上的时间，在前6年基本没有收益，且占用资金较大，限制了能源林基地建设的进度和规模。且随着国内人工成本和肥料、农药等价格的上涨，能源林作物产出成本已达到甚至超过了废弃油脂原料的采购价格和生物柴油产品的销售价格，使得处于产业培育阶段的生物柴油产业举步维艰。另外，在前几年生物柴油快速发展过程中，全国种植了大批诸如小桐子、无患子、文冠果、黄连木、乌桕、油桐、油莎豆等多种能源林，但由于缺乏优良树种和能源林建设经验，致使林木种苗培育、种植管护、病虫害防治和高产稳产等工作与生物柴油产业发展要求相对滞后。

目前，国内生物柴油的生产主要以废弃油脂为原料，特别是近几年国家对地沟油回流餐桌增大了打击力度，使得大部分地沟油价格下跌并逐步流向生物柴油领域。地沟油产量在全国的分布，除了和各省市城镇人口数量有关，还和饮食结构有很大的关系。广东、山东、四川、江苏地沟油产量分列全国前四位，约占全国总量的37%。据有关资料介绍，2011年我国地沟油产量约为240～300万吨。在未来的2～10年内，随着国家对生物柴油扶持和地沟油流向监管力度的加大，生物柴油的原料供应将会逐步充足，更多企业有了进一步提高技术效能或扩产的动力，初步估计到2015年，能够达到生物柴油准入条件的企业数量将达到15～20家，产能达到约100万吨，每年的地沟油消耗量约110万吨；到2020年，企业数量可达到30～40家，每年的地沟油消耗量约320万吨，既解决了食品安全问题，也解决了生物柴油原料和能源替代的问题，环境效益和社会效益显著，是一项利国利民的重要措施。

因此，生物柴油发展的路线图中，从原料路径上来看应考虑近期以废弃油脂为主要原料、中期以非粮油料为主、远期考虑生物油藻。在非粮油料的建设中，应采取先育种、示范种植、经济评估、规模化种植等逐步探索的方式，因地制宜。

2.政策支持应在合理分析产业特点的基础上针对不同环节进行补助

一般对新兴产业的扶持政策可划分为三个方面，一是原料环节、二是生产环节、三是使用环节。

我国在生物柴油领域已实施产业政策具体如下：

原料环节（种植基地）：基地补贴180～200元/亩

（废弃油脂）：尚无

生产环节（建设、加工、销售）：

固定资产投资的20%～30%作为奖励基金

固定资产投资贴息

废弃油脂生产生物柴油免征消费税

示范项目免征增值税

使用环节（购买生物柴油）：尚无

目前，一般生物柴油生产企业的成本较高，而销售价格则仅为石化柴油的90%～92%。以废弃油脂为原料生产生物柴油，原料与产品的价差一般在900～1000元/吨左右。吨产品的变动成本一般约500～600元，固定成本随着生产负荷变化而变化。但总的来说，毛利较低，一旦在市场发生波动或成品油价格持续下跌的情况下，生物柴油企业就难以维持正常生产。因此，政策补贴是这个产业健康发展的一个重要支撑。

从生产环节来看，固定资产补贴、贴息、免征消费税等国家补贴政策基本到位。但这些政策的申请需要企业就个体的项目逐个去申请，国家针对项目的情况逐一审查批复，耗时较长，使企业望而却步。在消费端，生物柴油的价格已远低于石化柴油，企业负担较重。但即便如此，在进入成品油销售领域时依然受到三大石油公司的制约，企业发展没有积极性。因此，可以尝试继续低价销售生物柴油，促进其市场开发，但同时按照吨补贴（定额补贴）的方式给予生产企业一定的补偿。另外，在政策制定方面，可以借鉴风力发电的补贴政策，所有风电企业，补贴均体现在电价中，即国家制定的标杆电价，企业不需单独申请，进入此产业即享受此政策，因此极大地促进了风电产业的发展。生物柴油的产业政策也需具有普遍性。

3.积极探索市场准入及监管机制

（1）进一步细化生物柴油行业标准

在现有BD100、BD5标准的基础上，进一步研究并出台不同混比产品标准、原料储存标准、生物柴油加工设备规范等，建立完善供、产、销一体化的行业标准。

（2）严格生物柴油生产企业准入门槛

我国目前的生物柴油生产企业绝大部分是以废弃油脂为原料的中小型民营企业，由于其追求盈利的目标，其环保装置的水平和安全设施的水平较低，污水中COD高达20000ppm，同时含有硫酸、氢氧化钠等难以处理的化学药剂，使得原本绿色环保的产业存在“不清洁”的生产过程。因此，应严格生物柴油生产企业的准入条件，取缔装置生产不安全、环保不达标的企业，同时，重点扶持原料适应性强、生产过程清洁、能耗物耗低、综合利用及自动化水平较高的生产单位成为国家示范企业。

（3）进一步加强地沟油收集、加工、销售的政府监管

长期以来，我国食用油、饲料油资源紧张，价格居高不下，在利益的驱动下，地沟油等废弃油脂中的相当一部分通过非法渠道直接或间接流入餐桌或者进入食物链，不仅造成了生物柴油产业原料供应不足、成本较高的不利局面，同时也严重危害食品卫生安全。虽然国家、地方政府已经颁布了多项关于餐厨垃圾和地沟油（尤其是餐厨废油）的管理办法，但由于地沟油的收集渠道复杂、涉及环节较多，使得很大一部分地沟油收集、加工、销售依然处于政府监管范围之外。因此，应完善相关政策措施、法规及实施办法，建立完善的废弃油脂收购供应机制，走资质化、法制化的道路，提高监管力度。废弃油脂的稳定供应可进一步降低生物柴油的生产成本，促进产业发展，同时保障国家的食品安全。

我们相信，在国家政策的支持下，不远的将来，生物柴油产业将成为我国可再生能源领域中的一支新生力量茁壮成长，在提高人们生活环境质量的同时，也将为提高食品卫生安全做出重要贡献。

[1]许家胜，阴翔宇，张杰等.生物柴油制备新工艺的研究进展[J].可再生能源，2010,28（3）：107-111.

[2]DEMIRBAS A Biodiesel production from vegetable oils via catalytic and non-catalytic supercritical methanol transesterifacation methods[J].Progress in Energy and Combustion Science,2005,31:466-487.

[3]银建中，肖敏.超临界CO2酶催化法制备生物柴油工艺研究[J].化工装备技术，2008,29:22-27.

[4]肖敏，银建中，宋吉彬.超临界甲醇法制备生物柴油[J].现代化工，2006,26:301-303.