生物质柴油产业现状与动态

（曾国揆 查国君/云南师范大学省农村能源工程重点实验室，昆明，650092）

　　摘要：介绍了近年来国内外生物柴油产业的开发应用现状、生产技术进展及各国发展生物柴油的相关激励政策，最后展望了生物柴油的发展前景，为我国生物柴油产业的发展提出了一些建议。

　　随着社会的进步，人类对石油的依赖越来越强烈，石油供应与消费的平衡关系制约着各国乃至全世界的经济发展，可以说，石油就是国家的命脉。由于世界石油需求量的增加及国际地缘政治格局变化的影响等因素，最近几年国际石油价格飙升，一度突破70美元/桶大关。油价飙升推动了世界生物柴油产业的发展，包括生物柴油激励政策的制订和施行，生物柴油产量不断增加、新生物柴油厂的不断建设和新的酯交换工艺的不断出现等。迄今，世界上许多国家在发展生物柴油技术和产业方面投入重金，并已取得了不同程度的研究进展。1996年世界生物柴油的总生产能力为126.3万t，到2003年世界生物柴油的总产量已经突破300万t。生物柴油产业主要集中在欧洲和美国等发达国家，并被广泛应用于环保敏感部门和政府用车。生物柴油快速发展的根本原因在于其兼具能源与环保双重功能，而石油价格大幅度攀升使得生物柴油在商业上变得可行。

　　1国内外生物柴油产业现状

　　1.1国外生物柴油产业现状

　　最近几年，生物柴油产业在世界各国发展很快，在欧洲、美洲、东南亚等地得到了大规模推广与应用，见表1。

　　1.1.1欧盟

　　欧洲是生物柴油的发源地，也是近年来增长最快的地区。进入21世纪后，欧洲生物柴油的产量迅速提高，2001年为78万t，2002年达到106万t，2003年则上升为142万t，2004年进一步提高到193.3万t，年增长率高达35%～40%，目前已经超过600万t，见图1，并计划于2010年达到830万t，占柴油市场份额的5.75%，于2020年达到20%。目前欧共体内已有近40套生产装置，最大装置的产能达25万t/a。欧盟部分国家生产装置见表2。

　　1.1.2美国

　　近十多年来，美国一直致力于使用大豆油为原料发展生物柴油产业。2002年美国生物柴油消费比2001年的5683万升增加4%。目前美国生物柴油的产能在27276～36368万升/年，计划2011年生产115万t生物柴油，见图2。目前美国正计划投资新建几套生物柴油装置，由于联邦政府新制定的政策鼓励使用生物柴油和普遍使用环境友好燃料，再加上原油价格变化无常，预计生产生物柴油能力将会增长。

　　1.1.3其它国家

　　巴西2002年启动了“生物柴油计划”。该计划，以本土丰富的蓖麻油为原料，建成了一家2.4万t/a的生物厂。2005年生物柴油在石油柴油中的掺和比例达到5%，计划到2020年达到20%。日本的生物柴油产能已达40万t/a，其生物柴油产品售价仅为80日圆/L，与石油柴油略同。韩国引进德国生物技术，以进口菜籽油为原料，于2002年建成10万t/a的生产装置，目前在建一套10万t/a的生产装置。马来西亚计划大力发展棕榈油为原料的生物柴油产业，其产能已达到50万t/a。菲律宾正在与美国合作开发生产椰子油基生物柴油。泰国、印度、澳大利亚等30多个国家均在扩大植物油料的种植，在发展这些产业的同时为生物燃料厂提供原料。

　　1.2国内生物柴油产业现状

　　我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快。早在20世纪80年代，原机械工业部和原中国石化总公司就拨出专款立项，专题研究长达10年之久。中国科学院、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、河南科学陆军化学所、长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。近两年来，海南正和生物能源公司等民营企业相继开发出拥有自主知识产权的生产技术，并建成年产超过1×104t的试验生产厂。目前国内的产业规模约为50万吨左右，比起我国1.8亿吨的成品油年消费量，生物柴油的规模显然还微不足道。

　　鉴于生物柴油作为替代燃料的重要意义和发展潜力，我国相关行业和各地政府对此都给予了高度重视。目前，湖南、广东、贵州、四川、福建、海南等许多地区都把发展生物柴油作为近期科技攻关项目和发展规划。

　　2国内外生物柴油技术与原料

　　生物柴油经过多年的研究和发展，其生产技术和使用已比较成熟。其中生物柴油化学生产技术经过多年发展，已经形成比较完备的技术体系和方法，涵盖了化学催化剂法、生物酶催化剂法、无催化剂法（在高温高压下进行）、常压法和加压法等多个方面。化学法中的常压连续转酯化和加压连续转酯化生产技术，已在欧美等发达国家形成大规模工业化生产，代表了当今主流生物柴油技术，而且技术仍在不断发展。

　　2.1国外生物柴油技术与原料

　　生物柴油生产工艺路线技术发展趋势是连续化和大型化。国外目前比较成熟的生物柴油生产工艺有鲁奇（Lurgi）公司的两级连续醇解工艺、斯科特（Scott）公司的连续脱甘油醇解工艺、汉高（Henkel）公司的碱催化连续醇解工艺、美国生物柴油工业公司的模块化生产装置（MPU）等。此外，生物柴油生产过程可以采用酸性催化剂或碱性催化剂，目前国外应用较多的催化剂是均相碱性催化剂，如氢氧化钠、氢氧化钾和甲醇钠，其中又以甲醇钠应用最广泛，所占份额约为60%。

　　生物柴油可以采用多种原料生产，包括植物油、动物油脂和废弃食用油等。不同原料采用的生产技术有所不同，经济性也有差别。世界不同地区生产柴油所用的原料不同，美国主要采用大豆油，欧洲主要使用菜籽油，亚太地区主要使用棕榈油。在目前已投入生产的生物柴油装置中，大部分采用菜籽油为原料。表5是世界生物柴油原料来源构成情况。

　　2.2国内生物柴油技术现状

　　目前中国比较大的生物柴油生产厂的工艺与原料见表7由表7可以看出，中国的生产柴油基本以质量较差的废弃油脂为主，利用酸碱催化剂，生产生物柴油与燃料油，由于工艺路线短，因此没有进行甘油处理，只是将甘油作为燃料油出售，在工艺中由于采用减压蒸馏技术，保证了不同的原料可以生产同一质量的生物柴油，欧美工艺都没有这一步。

　　可见，生物柴油的生产技术并不是限制我国发展生物柴油的主要问题，而如何获得充足量的生物油脂是我国生物柴油产业的瓶颈。世界生物柴油发达国家都是以植物油为主要生产原料。我国是一个以种植业为支柱的发展中农业国家，因此，废弃油脂生产生物柴油和野生树木种子为原料生产生物柴油将是中国生物柴油的主导技术路线。

　　3国内外生物柴油的政策与标准

　　3.1国外生物柴油的政策与标准

　　全球范围内液体生物燃料的快速发展，与各国政府的政策推动密切相关。鉴于生物柴油作为替代燃料在能源安全和环境保护方面的的重要意义，世界各国相继出台一系列政策措施，鼓励和促进液体生物燃料的快速发展。这些措施主要包括以下几个方面：

　　3.1.1成立行业中介组织，促进产学研和产业链上下游合作

　　美国于1992年成立了国家生物柴油委员会（National Biodiesel Board，简称NBB），这是一个代表生物柴油工业的国家行业协会组织，是协调美国生物柴油研发的重要实体，它作为一个综合性的行业组织协调产业界、政府和学术机构之间的关系，它的会员包括了美国各州以及国际上的生物燃料的原料、原料加工设备、生物燃料供应商、分销商和经销商以及技术提供商等。欧盟为了推动生物柴油产业的发展于1997年1月成立了欧洲生物柴油委员会（European Biodiesel Board，简称EBB），联合主要的生物柴油生产者，推动生物柴油在欧盟的使用，它会代表其会员与欧盟议会以及其它国际组织交涉，推动生物柴油的科学技术以及经济、法律等研究活动，搜集、分析和传播信息，研究生物柴油产业所面临的困难，在技术、制度、法律、政策和经济等层面上提出解决这些困难的建议。

　　3.1.2制定相关标准和法案，推动生物燃料的市场准入

　　液体生物燃料产业的发展，必须通过进入最终消费市场来收回研发和生产投资。而进入最终流通市场，除了有竞争力的价格以外，必须有相应的国家标准作为基础。世界主要发达国家，为了推动液体生物燃料的产业化，相继出台各种液体生物燃料标准及相应法案，见表8。

　　美国于1992年制定能源政策措施法案（Energy PolicyAct，EPACT），以确保其国家能源安全。该法案于1998年通过，予以允许使用B20（即20%生物柴油与80%石化柴油的混合柴油）为燃料及燃料添加剂。2003年，欧盟的《生物燃料指令》（Biofuels Directive）开始实施。该指令要求欧盟成员国为2005年和2010年确定各自的生物燃料销售量指令性目标，并要求它们在确定其指令性目标时考虑到以下两项参考值：（1）在2005年12月31日前，按照能量含量计算，生物燃料应占投入运输市场的汽油和柴油总量的2%；（2）在2010年12月31日前，按照能量含量计算，生物燃料应占投入运输市场的汽油和柴油总量的5.75%。

　　3.1.3实行项目资助和税收优惠，增强液体生物燃料竞争力

　　液体生物燃料要和石化燃料进行市场竞争，得到消费者认同，价格是非常关键的因素。世界各国纷纷采取了项目资助和税收优惠等措施，降低生物燃料的成本，提高其市场竞争力。

　　英国2001年财政预算案决定，采取每升生物柴油低于超低硫柴油（ULSD）20便士的降低关税措施，并于2002年7月开始实施。这项政策出台后，英国的生物柴油销售量快速增加，从2002年8月的15万升提高到2005年下半年的每月200多万升。英国2005年预算案宣布，上述有着生物燃料的差别关税政策将沿用到2008年。美国2004年10月通过生物柴油课税优惠措施法案（2005年1月生效），促使大幅奖励使用生物柴油供为车辆柴油（公共汽车、卡车、垃圾车等）及其它柴油引擎设施所用。德国依据德国矿物质石油课税法案（German Mineral Oil DutyAct），对纯生物燃料的部分予以免税的优惠措施，以利生物燃料的部分予以免税的优惠措施，以利生物燃料的推广。法国订有减税优惠措施，以抑制CO2排放。在西班牙生物燃料则均为免税。

　　3.2国内生物柴油的政策与标准

　　中国政府对生物燃料非常重视，并制定了相关政策促进其发展，如2004年科技部高新技术和产业化司启动了“十.五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，包括生物柴油的内容。2005年，由石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动，对未来生物柴油的发展作出了规划。但是与欧盟和美国等国家对生物油采取财政支持政策相比，我国尚没有此类具体的政策出台。2007年5月1号，由国家标准化委员会发布的B100生物柴油国家标准将正式实施。这是我国生物柴油的第一个国家标准，虽然只是推荐使用而非强制，但作为生物柴油产业正规化的第一个标准，意味着这种替代能源将在官方认可下正式登场。同时国家目前还正在组织制定B5和B10生物柴油的国家标准，这是具体指导成品油零售系统的标准，预计将于今年底或明年初发布。生物柴油未来发展规划也正在制定中，国家鼓励生物柴油的发展和使用的大方向是明确的。

　　我国发展生物柴油前景展望与建议

　　几年来，生物柴油的生产、销售和应用在全球范围内取得了很大的进展，已呈现出产业化发展的趋势。但世界各国的实践同时表明，在近期内，由于原料限制，世界的生物柴油产业发展速度不可能更快，目前欧美等资源大国以优质植物油为原料的生产方式过于单一化。中国与欧美等国的情况有很大不同，在原料生产方面，应根据我国具体的粮油供应形势采取不同的策略，即利用我国丰富的植物种植资源，发展用于原料油生产的能源农林业。

　　各国的成功经验表明，生物柴油的发展和应用是国家战略行为，需要政府在技术开发、工业示范、产业发展和推广应用等各阶段予以经费和政策方面的支持，大力扶持生物柴油产业，需要技术开发机构与产业界的密切合作，迅速将科学技术转化为生产力，需要生产商与石油供应商积极配合，利用石油产品供应网络保证生物柴油的顺利推广应用。这些经验对我国发展生物柴油产业极具借鉴价值。

　　加快替代能源与清洁能源的发展，打破石油珠垄断，走能源多元化之路，是中国政府和企业必须考虑的问题。与世界能源发展趋势一样，生物柴油等可再生、清洁能源应是今后中国能源发展的重要补充，是解决能源问题可供考虑的措施之一。在石油价格一直居高不下和经济全球化的今天，欧美大型生物柴油生产商、设备制造商和投资商都希望进入中国市场，中国企业必须把握机遇，争取占领先机。

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