摘要：
化石能源是一种不可再生燃料。随着人类对化石能源的过度开采，化石能源的储量正在急剧下降。为缓解将来可能出现的能源危机，生物柴油是一种十分理想的替代品。本文将对生物能源进行介绍，并介绍生物柴油的发展现状以及前景。
关键词：生物柴油 可再生 环保 前景展望
正文：
一、当今能源现状
化石能源是目前全球消耗的最主要能源，2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%，我国的比例高达93.8%。但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。从另一方面看，由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO2，同时可能产能一些有污染的烟气，威胁全球生态。因而，开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。比如风能，太阳能，潮汐能，生物能源。
二、生物柴油能源介绍
生物柴油技术是一种清洁的可再生能源。生物柴油提炼自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和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或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
三、生物柴油技术原理
为了提高柴油生产效率，采用酶固定化技术，并在反应过程中分段添加甲醇，更有利于提高柴油的生产效率。这种固定化酶是来自一种假丝酵母，由它与载体一起制成反应柱用于柴油生产，控制温度30℃，转化率达95%。这种脂酶连续使用100天仍不失活。反应液经过几次反应柱后，将反应物静置，并把甘油分离出去，即可直接将其用作生物柴油。 除植物油酶法生产生物柴油外，也有报道利用甘蔗渣为原料发酵生产优质柴油的研究成果，据称1吨甘蔗渣的能量与1桶石油相当（每桶等于31．5加仑，每加仑等于3．7853升）。如加拿大一家技术公司正在将这一成果转化为生产力，已建立每天6桶生物柴油的装
置，以蔗渣为原料生产柴油，并计划扩建成每天25吨工业规模的生产装置。但是，采用什么微生物发酵生产柴油？产出率如何？没有见到具体报道。
利用"工程微藻"生产柴油是柴油生产一项值得注意的新动向。所谓"工程微藻"即通过基因工程技术建构的微藻，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新能源实验室通过现代生物技术建成"工程微藻"，即硅藻类的一种"工程小环藻"，在实验室条件下可使脂质含量增加到60%以上（一般自然状态下微藻的脂质含量为5%－20%），户外生产也可增加到40%以上。这是由于乙酰辅酶A羧化酶（ACC）基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质累积水平方面起到了重要作用。目前正在研究合适的分子载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC再生油。
四、生物柴油的理化性质
生物柴油是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成不同。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：酯、醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。 复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和
特殊工艺合成。
五、生物柴油的制备方法
化学法：生物柴油的化学法生产是采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%) 或醇甲钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下发生酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中产生10%左右的副产品甘油。
生物酶合成法：为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。2001年日本采用固定化Rhizopus oryzae细胞生产生物柴油，转化率在80%左右，微生物细胞可连续使用430小时。
频闪灯六、生物柴油的优点
具有优良的环保特性：生物柴油和石化柴油相比含硫量低，使用后可使二氧化硫和硫化物
排放大大减少。权威数据显示，二氧化硫和硫化物的排放量可降低约30%。生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体的损害低于石化柴油，同时具有良好的生物降解特性。和石化柴油相比，柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为10%,颗粒物为20%，二氧化碳和一氧化碳的排放量仅为10%，排放尾气指标可达到欧洲Ⅱ号和Ⅲ号排放标准。
低温启动性能：和石化柴油相比，生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，冷滤点达到-20℃。
生物柴油的润滑性能比柴油好：可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，增加发动机的使用寿命，从而间接降低发动机的成本。
具有良好的安全性能：生物柴油的闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料，在运输、储存、使用等方面的优点明显。
具有优良的燃烧性能：生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性能，因此可以采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。虽然生物柴油的热值比柴
油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧，可以提高发动机的热效率，这对功率的损失会有一定的弥补作用。
具有可再生性：生物柴油是一种可再生能源，其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。
具有经济性：使用生物柴油的系统投资少，原用柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备无需改动。
可调和性：生物柴油可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗，提高动力，降低尾气污染。
可降解性：生物柴油具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。
七、生物柴油的发展现状
生物柴油应用最多的是欧洲, 生产原料主要是菜籽油。德国是欧洲最大的生物柴油生产国, 现有23家生物柴油生产厂, 生物柴油总产量2003年达110 万 t, 2010年计划达800万t。德国还制定了生物柴油标准DINV51606,目前有300多个生物柴油加油站。美国是最早研究生物
柴油的国家, 商业应用始于20世纪90年代初, 联邦政府、国会以及有关州政府通过政令和法案支持生物柴油的生产和消费, 并采取补贴等措施, 使生物柴油产业迅速发展起来。目前, 美国已经有多家生物柴油生产厂和供应商糖果模具, 生产原料主要以大豆油为主。年生产生物柴油 30 万t以上, 且税率为零。在生产大豆生物柴油的同时, 美国也积极探索其他途径生产生物柴油。美国可再生资源国家实验室通过现代生物技术制成工程微藻,实验室条件下可以使其脂质含量达到40%~60%。预计0.4hm2工程微藻可年产 6400 ~16000 L 生物柴油, 为生物柴油的生产开辟了一条新途径。日本1995 年开始研究生物柴油, 由于植物油资源贫乏, 日本主要以煎炸油为原料, 1999年建成了259L/d的工业化实验装置, 目前日本生物柴油年生产能力达40万t。巴西以蓖麻油为主要原料生产生物柴油, 正在推广实验中, 2004年生物柴油产量达4t, 2007年增加到2.5万t。 中国开展生物柴油的研究开发工作较早, 1981年已有用菜籽油、棉籽油等植物油生产生物柴油的试验研究。近年来, 辽宁能源所、中国科技大学、江苏石油化工学院、北京化工大学、吉林省农业科学院等一些科研单位和大专院校先后进行了生物柴油的研究工作, 并成功利用菜籽油、大豆油、废煎炸油等为原料生产生物柴油的工艺。我国政府也制定了一系列政策和措施支持生物柴油的研发工作, 使我国生物柴油产业得到了快速发展。
八、生物柴油所存在的问题
目前, 我国有几十家生物柴油企业, 年生产能力超过300 万t, 但实际年生产才30 万t 左右, 产量大大缩水。究其原因, 一是政府没有给予相应的税收减免和财政补贴, 农户种植的积极性不高, 原料收购受限; 另外, 企业生产成本较大, 价格相对较高的生物柴油产品市场空间过小, 生产者有所顾虑, 束缚生产规模的扩大。二是企业的生产设计和运行还没有成熟可行的技术规程来管理和监督, 行业技术标准、产品的检测和认证等均不完善, 没有形成支撑生物柴油产业发展的技术服务体系。企业生产工艺及设备落后, 难以提高生物柴油的转化率, 无法达到大批量产油的能力。
生物柴油集诸多优点于一身,但是至今为止,贵州的各大加油站仍还未见其现身露面, 其他省市的状况也一样。其原因主要有:1)生物柴油价格较高,加油站的利润空间也相对较小。2)由于缺乏行业规范,市场混乱,以次充好以假乱真的现象层出不穷,造成了很大的负面影响。据李志军报道,有人将地沟油和甲醇简单的勾兑,或者直接在柴油里加入植物油充当生物柴油,鱼目混珠,联网门禁系统坑害消费者,扰乱市场秩序。
九、推广策略及未来展望电子交易系统
国家可以专门成立类似生物能源部这样的机构, 首先在全球范围内进行全面的生物柴油原料资源调查研究, 区划国内植物原料的优势带, 大力扶持农户种植。同时引种国外优势植物, 并通过各种先进的生物育种手段进行品种改良。把生物柴油发展列入国家未来经济社会发展的计划之中加以重视,逐步形成工农相结合的大型产业。根据土地资源状况, 适当调整农业种植结构, 因地制宜制定产业发展的中长期规划。国家通过立法, 建立生物柴油产业方面的行业准入标准, 防止遍地开花, 造成资源的浪费和环境污染。加强对其生产环节的监管, 防止发生安全事故。
另外, 工作起步的前几年, 建议政府强制性要求在普通柴油中加入一定比例的生物柴油, 以促进生物柴油的应用, 减少尾气污染物的排放。同时, 从燃油消费所得中抽取一部分资金作为生物柴油研发基金, 投入到下一步的研究开发工作中, 如此循环, 相得益彰。一方面推广使用生物柴油, 有利于加快其配套技术和设施的完善; 另一方面让全社会来支持生物柴油的发展, 有利于减轻政府的财政压力, 实现双赢。
【参考文献】
1、焦红军. 党参的药理作用及其临床应用[ J] . 临床医学, 2005,25( 4) : 89
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