生物柴油应用进展

■徐燕

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215163）

生物柴油应用进展

■徐燕

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215163）

生物柴油是以油料作物、动物油脂等为原料制成的燃料，具有优良的环保性能，可作为石油燃料的替代能源。世界各国对生物柴油都投入了非常大的力度进行开发。我国的生物柴油产业面临原料供应不足、质量参差不齐、市场接受度低和政策不完善的困境，而近期国家能源局公布的《生物柴油产业发展政策》为突破我国生物柴油产业的困局带来了曙光。

生物柴油柴油地沟油

0 前言

2014年10月，被称为“石油垄断第一案”的生物柴油制造商盈鼎指控中石化拒绝销售生物柴油并垄断市场案，以盈鼎一审胜诉告终——云南省昆明市中院一审判定中石化云南分公司违反了《反垄断法》，并判令其在判决生效后30日内将云南盈鼎以“地沟油”、“泔水油”等为原料生产的生物柴油纳入销售体系进行销售。虽然中石化已提出上诉，但这一判决结果无疑给生物柴油制造商打了一针强心剂，也使得“生物柴油”再次引起了公众的广泛关注。

1 生物柴油的特点

生物柴油是指以油料作物（如大豆、油菜、棉、棕榈等野生油料植物）、工程微藻等水生植物油脂，以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油，通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料[1]。与传统的矿物柴油相比，生物柴油具有以下特点：

（1）原料来源广泛，具有持续的可再生性：生物柴油的原料来源极为广泛，油料作物、工程微藻以及动物油脂、地沟油等都可作为原料。而油料作物通过光合作用将太阳能转化为生物能，再加工为生物柴油，具有持续的可再生性。

（2）具有优良的环保特性：生物柴油不含硫和芳香族烷烃，使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低。与普通柴油相比，使用生物柴油作燃料，尾气中有毒有机物排放量仅为石油柴油的1/10，颗粒物为20%，CO2和CO排放量仅为10%，环保性能大大提高。

（3）具有良好的替代性能：生物柴油含碳量18-22，与柴油（16-18）基本一致，在酯化后，分子量大约280，与柴油220接近，它与柴油相溶性极佳，因而能够与石化柴油一样混合或者单独用于汽车及机械。

2 各国生物柴油应用进展

2.1 美国

生物柴油技术诞生于上世纪80年代的美国，并被视做开启了新能源革命。1990年，美国开始使用大豆油小规模生产生物柴油。1992年美国能源署及环保署都提出把生物柴油作为清洁燃料，进行推广应用。

生物柴油已成为美国增长最快的代用燃油。以美国西雅图的Imperium可再生能源公司为例，该公司开发的将海藻转化生产生物柴油和乙醇的技术，可年产4000万加仑生物柴油和6000万加仑乙醇，每年将产生超过3.5亿美元的经济效益。

预计到2020年，美国生物柴油的产量将达到64.53亿升，生物燃油将占美国交通燃油总量的20%[2]。

2.2 巴西

巴西不仅燃料乙醇的推广应用最为成功，同时也是最早掌握生物柴油技术的国家之一。

巴西早在20世纪80年代就推出“生物柴油计划”，后因生产成本过高，并未进行大规模生产。2002年，巴西重启了该计划，采用其丰产的蓖麻油为原料，建立了生物柴油工厂。2004年，巴西政府颁布了使用生物柴油的法令，宣布巴西于2007年开始必须在矿物柴油中掺加2%的生物柴油，到2012年增加到5%，2020年达到20%[3]。

2.3 欧洲[4]

欧洲是世界上生物柴油生产量最大的地区，并且产量以年均33%的幅度持续增长，是生物柴油发展最快的地区。预计到2020年，生物柴油在欧洲的市场占有率将达到20%。

欧盟非常注重生物交通燃料，特别是生物柴油的发展，生物柴油使用量在生物燃料中占75%。为刺激生物柴油的发展，欧盟发布了一系列促进市场营销的指令，要求成员国降低生物柴油税率，同时对利用休耕地种植生物柴油料进行补贴。以德国为例，德国不仅全面免除了生物柴油的能源税，还建立了900多家生物柴油加油站，在主要交通要道只允许销售生物柴油[5]。

2.4 日本

日本是亚洲最早开始研究和应用生物柴油的国家，1995年就开始研究生物柴油。

受植物油资源贫乏的制约，日本主要以废弃食用油脂为原料生产生物柴油。1999年建立了耗用259 L/天废煎炸油的工业化实验装置，目前日本的生物柴油生产能力已达每年40万吨，油品质量已达到德国标准，生物柴油产品售价与石化柴油相当[6]。

2.5 中国

我国对生物柴油的研究起步较晚，1981年才开始进行用菜籽油、棉籽油等生产生物柴油的试验研究。2001年，海南正和生物能源有限公司建成年产近1万kt的生物柴油试验厂，油品经石油化工科学研究院、中国环境科学研究院测试，主要指标达到美国生物柴油标准，这成为我国生物柴油产业化的标志[7]。

尽管我国生物柴油起步较晚，但由于国家给予了大力支持，因而取得了较快的发展，目前已跻身世界第六大生物柴油生产国。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》将生物柴油等可再生能源低成本规模化开发利用列为重点领域及优先主题。2006年1月正式实施的《中华人民共和国可再生能源法》鼓励发展以能源作物为主要原料的生物质液体燃料，计划到2020年达到年替代石油1000万吨的能力。2007年国家发改委在《可再生能源中长期发展规划》中明确提及，生物柴油年利用量到2020年要达到200万吨。2007年，我国出台《柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）国家标准》，对生物柴油的技术标准和检测方法进行了规定。2011年2月，由中国石化石油化工科学研究院及中粮集团有限公司负责起草并完成的《生物柴油调合燃料（B5）》标准正式施行。2013年，国务院下发《能源发展战略行动计划（2014-2020）》，指出要积极发展交通燃油替代，重点发展新一代非粮燃料乙醇和生物柴油。

2011年，云南盈鼎生物科技有限公司与昆明市公交集团合作，在47辆公交车两条线路连续运行4个月的生物柴油 （生物柴油按照10%的比例混配在石化柴油中），效果良好。经技术鉴定，发动机油嘴油路干净且无异常；动力充沛，成本下降18%；更重要的是，尾气排放降低了40%。

3 生物柴油发展困局

目前我国生物柴油生产技术已较为成熟，相应的调和燃料国家标准也已出台，但2014年全行业生产的生物柴油还不到100万吨，生物柴油占柴油销售总量不足1%。放眼国际，美国已有多个州使用生物柴油，年产量超过300万吨；法国、巴西等国家要求柴油必须混

用5%的生物柴油。我国生物柴油产业之所以停滞不前，原因主要有三个：

3.1 原料成本上涨，产能不足

目前，我国的食用油消费量有2500多万吨，人均消费食用油约20kg，但食用油加工及消费时植物油的利用率约为80%，其余的则转化为了废弃油脂。由此可见我国的地沟油、酸化油等废弃油脂年产量达到500万吨以上，供应充足、资源量大，如能够集中处理作为生物柴油的原料使用，其供应量十分可观[8]。

但事实上，虽然生物柴油企业在各餐饮企业和社区建有上万个餐厨废弃物回收点，但依旧有大量地沟油流向了食用油非法提炼，回收的地沟油远远不能满足生物柴油生产线的需求，很多产能达200吨的生物柴油生产线，每月产量才200吨。

3.2 行业标准不健全，油品质量参差不齐

虽然我国已经出台了生物柴油 （BD100）、生物柴油调合燃料（B5）两个国家标准，但对生产流程、工艺设计和安全生产方面的国家标准仍不健全。并且，全行业不到100万吨的产量却容纳着超过100家生物柴油厂商，难免在质量要求上参差不齐。

3.3 受“石油巨头”冷落

由于生物柴油企业没有石油经销资质，只能将产品卖给“三桶油”等“石油巨头”。如果销售生物柴油，将会挤占各石化企业本身的柴油销售份额，且还需要对仓储设备、加油站等设备进行增加或改造，无疑要增加更多的投入。因此，生物柴油虽有价格优势，却受到“石油巨头”冷落，无缘庞大的正规车用油市场，企业只能自建销售渠道，零散卖给渔船、运输车队等客户，难以实现规模效益。

3.4 政策配套不完善

虽然国家对生物柴油扶持政策不少，但相对石化柴油产销体系还有诸多待完善之处，如石化柴油在炼油环节和城市公交使用中，国家均有补贴，而生物柴油则没有。

由于政策不一致以及最具影响力的能源企业的拖延，投资者对这一行业最初热情也已经变成了毫无动力。在经历5年亏损后，中海油终于在2014年叫停了其在海南的生物柴油试点项目。

4 前景展望

2015年1月，国家能源局正式公布《生物柴油产业发展政策》，这无疑为解决当前生物柴油的行业困局带来了曙光。笔者仔细研究了该文件，认为有以下几处亮点：

4.1 多渠道保障原料供给

文件指出，要因地制宜，以利用废弃油脂为重点，积极开展非食用木本油料能源林建设，探索开发非食用草本油料和微藻资源，逐步建成适合我国国情的可持续原料供应保障体系。

4.2 实行行业准入制度，保障油品质量

文件明确了生产企业的生物柴油产品收率 （以可转化物计）应达到90%以上，吨生物柴油产品耗甲醇不高于125千克、新鲜水不高于0.35立方米、综合能耗不高于150千克标准煤；副产甘油须回收、分离与纯化；“三废”达标排放。

4.3 严格执行国家标准，促进生物柴油推广应用

文件要求严格执行生物柴油（BD100）、生物柴油调合燃料（B5）国家标准。相关职能部门应加强对生物柴油调合燃料流通市场监管，坚决查处产品质量违法行为；对不合格产品流入市场或在确定封闭推广区域销售非生物柴油调合燃料的，由相关职能部门依法进行管理和处罚。

此次出台的政策中，最引人关注的莫过于“严格执行生物柴油调合燃料（B5）国家标准”这一项。《生物柴油调合燃料（B5）》标准指出，B5柴油是指2%~5%（体积分数）生物柴油（BD100）与95%~98%（体积分数）石油柴油的调合燃料。根据2014年石油柴油的消耗量，如果按照添加5%计算，生物产油的表观消费量将达到800万吨左右，而当前国内生物柴油总产能约300-350万/吨，行业缺口达400多万吨，市场空间广阔。如果强制国内的“石油巨头”执行上述标准，国内生物柴油生产企业有望迎来“春天”。

世界对生物柴油的需求量2010年已达到4480万吨，并且全球生物柴油需求年均增速将达到101%甚至更高[9]。随着石油柴油产量和价格的波动，生物柴油在能源结构中必将占有越来越重要的地位。

[1]Hao j，Wang L，Shen M，et al.Air Quality Impacts of Power Plant Emissions in Beijing [J].Environmental Pollution，2007，147(3)：401-408.

[2]张志颖，张遒玮，车用生物柴油的应用现状与展望 [J]，现代农业科技，2010（9）：263-264.

[3]牛晓娟，国内外生物柴油的原料来源及应用现状 [J]，农业机械，2011（4）：93-95.

[4]张春化，边耀璋，蹇小平，马志义，生物柴油的特性及其应用，第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集，2010：16-21.

[5]王永强，谢红兵，常新耀，苗志国，生物柴油的应用现状及发展趋势 [J]，河南科技学院学报，2010，38（4）：79-83.

[6]谢玉强，黄昭月，生物柴油的应用和研究现状及进展 [J]，SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION，2011（7）：378.

[7]于鹏浩，唐勇，张怡，张春雷，揭元萍，浅析生物柴油开发和应用前景 [J]，化工进展，2010，29：64-67.

[8]赵光辉，佟华芳，李建忠，何玉莲，生物柴油产业开发现状及应用前景 [J]，化工中间体，2013（2）：6-10.

[9]汪多仁，生物柴油的开发与应用进展 [J]，精细化工原料及中间体，2012（10）：14-17.

U473.1+2[文献码]B

1000-405X（2015）-10-280-1

徐燕（1980～），女，硕士，研究方向为钻井组合物领域实质审查以及PCT审查。