什么是生物柴油

熱心網(wǎng)友：生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機(jī)物，幾乎包括所有種類的含氧有機(jī)物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇等?！　〉湫突瘜W(xué)反應(yīng)：　　R1 COO CH2　　R2 COO CH + 3MeOH( EtOH)——R1 (R2 , R3 ) COOMe[ R1 (R2 , R3 ) COOEt ] +CH2 (OH) 2CH(OH) 　　R3 COO CH2　　生物柴油的特點(diǎn)　　1)含水率較高，最大可達(dá)30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高穩(wěn)定性，但降低了油的熱值；　　2)pH值低，故貯存裝置最好是抗酸腐蝕的材料（制備方法不同的酸價(jià)不一樣）；　　3)密度比水小，相對密度在0.8724~0.8886之間；　　4)具有“老化”傾向，加熱不宜超過80℃，宜避光、避免與空氣接觸保存；　　5)潤滑性能好。　　6）優(yōu)良的環(huán)保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高達(dá)98％，降解速率是普通柴油的2倍，可大大減輕意外泄漏時(shí)對環(huán)境的污染；　　7）較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能； 　　8）較好的安全性能：閃點(diǎn)高，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用方面安全；　　9) 十六烷值高，燃燒性能好于柴油。　　10) 無須改動(dòng)柴油機(jī)，可直接添加使用，同時(shí)無需另添設(shè)加油設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備及人員的特殊技術(shù)訓(xùn)練。 [編輯本段]生物柴油行業(yè)現(xiàn)狀　　生物柴油是清潔的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實(shí)、工程微藻等油料水生植物以及動(dòng)物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。生物柴油是典型“綠色能源”，大力發(fā)展生物柴油對經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)能源替代，減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義?！　【C觀國際上的發(fā)達(dá)國家如美國、德國、日本，到次發(fā)達(dá)的南非、巴西、韓國，到發(fā)展中的印度、泰國等，均在發(fā)展石油替代產(chǎn)業(yè)的國際政策制度、技術(shù)完善、裝置建設(shè)和車輛制造等方面提供了良好的借鑒，為我國走中國特色石油替代之路鋪平了道路。特別是巴西經(jīng)驗(yàn)，更具實(shí)際意義?！　∩锊裼驮谥袊且粋€(gè)新興的行業(yè)，表現(xiàn)出新興行業(yè)在產(chǎn)業(yè)化初期所共有的許多市場特征。許多企業(yè)被綠色能源和支農(nóng)產(chǎn)業(yè)雙重“概念”凸現(xiàn)的商機(jī)所吸引，紛紛進(jìn)入該行業(yè)，有人以“雨后春筍”形容生物柴油目前的狀態(tài)。截止2007年，中國有大小生物柴油生產(chǎn)廠2000多家，而且，各地相同項(xiàng)目的立項(xiàng)、審批還在繼續(xù)。還有更大的威脅來自于國外。一些外國公司資金實(shí)力雄厚，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)業(yè)化程度高，可以借規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)獲取成本優(yōu)勢，搶占原料基地和市場份額的綜合能力更強(qiáng)　　從未來的發(fā)展看，生物柴油的購買商主要有石油的煉油廠、發(fā)電廠、輪船航運(yùn)公司以及流通領(lǐng)域的中間商。生物柴油的需求量在不斷增加，預(yù)計(jì)到2010年，中國生物柴油的需求量將達(dá)到2000萬噸/年，按國家再生能源中長期規(guī)劃，那時(shí)的產(chǎn)能是20萬噸/年。需求與產(chǎn)量的反差，將會(huì)是形成產(chǎn)品供不應(yīng)求的局面。當(dāng)人們更多地了解生物柴油優(yōu)良的性能，接受的程度會(huì)更大，市場需求也會(huì)不斷提高。強(qiáng)大的市場需求與有限的生產(chǎn)能力，使購買者的議價(jià)能力降低。同時(shí)，也對生物柴油生產(chǎn)企業(yè)提出了更高的要求，應(yīng)加大對技術(shù)創(chuàng)新的投入，不斷提高油品的質(zhì)量，以保持生物柴油良好的品質(zhì)形象?！　‰S著改革開放的不斷深入，在全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程中，中國的經(jīng)濟(jì)水平將進(jìn)一步提高，對能源的需求會(huì)有增無減，只要把關(guān)于生物柴油的研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成產(chǎn)業(yè)化，則其在柴油引擎、柴油發(fā)電廠、空調(diào)設(shè)備和農(nóng)村燃料等方面的應(yīng)用前景是非常廣闊的。

熱心網(wǎng)友：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)物和植物油脂與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，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(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。美國己開始通過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)過程有廢堿液排放。 為解決上述問題，人們開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、無污染排放的優(yōu)點(diǎn)。但目前主要問題有：對甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%-60%。由于目前脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對短鏈脂肪醇(如甲醇或乙醇等)轉(zhuǎn)化率低，而且短鏈醇對酶有一定毒性，酶的使用壽命短。副產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對產(chǎn)物形成抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。 “工程微藻”生產(chǎn)柴油，為柴油生產(chǎn)開辟了一條新的技術(shù)途徑。美國國家可更新實(shí)驗(yàn)室(NREL)通過現(xiàn)代生物技術(shù)建成“工程微藻”，即硅藻類的一種“工程小環(huán)藻”。在實(shí)驗(yàn)室條件下可使“工程微藻”中脂質(zhì)含量增加到60%以上，戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上。而一般自然狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量為5%-20%?！肮こ涛⒃濉敝兄|(zhì)含量的提高主要由于乙酰輔酶A羧化酶(ACC)基因在微藻細(xì)胞中的高效表達(dá)，在控制脂質(zhì)積累水平方面起到了重要作用。目前，正在研究選擇合適的分子載體，使ACC基因在細(xì)菌、酵母和植物中充分表達(dá)，還進(jìn)一步將修飾的ACC基因引入微藻中以獲得更高效表達(dá)。利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油具有重要經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義，其優(yōu)越性在于：微藻生產(chǎn)能力高、用海水作為天然培養(yǎng)基可節(jié)約農(nóng)業(yè)資源；比陸生植物單產(chǎn)油脂高出幾十倍；生產(chǎn)的生物柴油不含硫，燃燒時(shí)不排放有毒害氣體，排入環(huán)境中也可被微生物降解，不污染環(huán)境，發(fā)展富含油質(zhì)的微藻或者“工程微藻”是生產(chǎn)生物柴油的一大趨勢。 國外生物柴油的發(fā)展?fàn)顩r 生物柴油于1988年誕生，由德國聶爾公司發(fā)明，它是以菜籽油為原料，提煉而成的潔凈燃油。突出的環(huán)保性和可再生性，引起了世界發(fā)達(dá)國家，尤其是資源貧乏國家的高度重視。西方國家為發(fā)展生物柴油，在行業(yè)規(guī)范和政策鼓勵(lì)下采取了一系列積極措施。為了便于推廣使用，美德意等國都制定了生物柴油技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如美國權(quán)威機(jī)構(gòu)ASTM相繼在1996年和2000年發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，完善生物柴油的產(chǎn)業(yè)化條件，并且政府實(shí)行積極鼓勵(lì)的方式，在生物柴油的價(jià)格上給于一定的補(bǔ)貼。如德國農(nóng)民種植為生物柴油作原料的油菜籽可獲得1000馬克／公頃補(bǔ)貼，并對制造生物柴油予以免稅。 歐洲和北美利用過剩的菜籽油和豆油為原料生產(chǎn)生物柴油獲得推廣應(yīng)用。目前生物柴油主要用化學(xué)法生產(chǎn)，采用植物油與甲醇或乙醇在酸或堿性催化劑和230-250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油?，F(xiàn)還在研究生物酶法合成生物柴油技術(shù)。與普通柴油相比，生物柴油更有利環(huán)保，使柴油車尾氣中有毒有機(jī)物排放量僅為1／10，顆粒物為20%，C02和CO排放量僅為10%。按照京都議定書，歐盟2008-2012年間要減少排放8%。就燃料對整個(gè)大氣C02影響的生命循環(huán)分析看，生物柴油排放的C02比礦物柴油要少約50%。為此，歐盟最近發(fā)布了兩項(xiàng)新的指令以推進(jìn)生物燃料在汽車燃料市場上的應(yīng)用，這將進(jìn)一步推動(dòng)歐洲生物柴油工業(yè)的發(fā)展。與常規(guī)柴油相比，生物柴油價(jià)格要貴一倍以上，為此新指令要求歐盟各國降低生物柴油稅率，并對生物柴油在歐洲汽車燃料中的銷售比例作出規(guī)定。 西方國家生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。近年來，西方國家加大生物柴油商業(yè)化投資力度，使生物柴油的投資規(guī)模增大，開工項(xiàng)目增多。美國、加拿大、巴西、日本、澳大利亞、印度等國都在積極發(fā)展這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)。目前，美國有4家生物柴油生產(chǎn)廠，總能力為30萬噸／年。歐盟國家主要以油菜為原料，2001年生物柴油產(chǎn)量已超過100萬噸。2000年德國的生物柴油已達(dá)45萬噸，德國還于2001年月11日在海德地區(qū)投資5000萬馬克，興建年產(chǎn)10萬噸的生物柴油裝置。法國有7家生物柴油生產(chǎn)廠，總能力為40萬噸／年，使用標(biāo)準(zhǔn)是在普通柴油中摻加5%生物柴油，對生物柴油的稅率為零。意大利有9個(gè)生物柴油生產(chǎn)廠，總能力33萬噸／年，對生物柴油的稅率為零。奧地利有3個(gè)生物柴油生產(chǎn)廠，總能力5.5萬噸／年，稅率為石油柴油的4.6%。比利時(shí)有2個(gè)生物柴油生產(chǎn)廠，總能力24萬噸／年。日本生物柴油生產(chǎn)能力也達(dá)到40萬噸／年。