马英仁

一、什么是生物能源

生物能源主要指以淀粉质生物，如粮食、薯类、作物秸秆等为原料生产的石油替代油料，而其中燃料乙醇和生物柴油尤被看好。发展生物能源，既能控制环境污染，减轻对石油资源的依赖，同时又能推动农业产业链的发展，被认为是解决全球能源危机的最理想途径之一。

生物柴油是清洁的可再生能源，可以选择的原料包括：亚麻、大豆、菜籽、蓖麻、花生、棕榈、棉花籽等油料水生植物，以及动物油脂、废餐饮油、地沟油等；还可以工程微藻等为媒介进行生产。生物柴油是优质的石油柴油代用品。 与普通柴油相比，生物柴油具有如下的优异性能：
1.优良的环保特性：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达98％，降解速率是普通柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染；
2.较好的低温发动机启动性能；
3.较好的润滑性能；
4.较好的安全性能：闪点高，运输、储存、使用方面安全；
5.良好的燃料性能：燃烧性能好于柴油；
6.可再生性；
7.无须改动柴油机，可直接添加使用；
8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。

燃料乙醇是指高粱、玉米、小麦、薯类、甘蔗、甜菜等粮食作物和非粮食作物为原料，经过发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后再添加变性剂，成为变性的燃料乙醇。

二、生物能源的发展

生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家(尤其是资源贫乏国家)的高度重视。随着生物柴油的初步标准DINV51606的建立，生物柴油的产品质量参数都予以了明确的规定，生物柴油已经得到国际社会的正式承认。

（1）、欧盟国家
欧洲是世界上生物柴油发展最快的地区之一。1992年针对欧洲农业政策改革提出了预留地政策，这些预留地种植生物柴油原料，可以得到最高的预留地补贴。随着生物柴油生产用的工业油籽需求的增长，出于工业目的种植油菜籽的预留地据估计从1995～1996年已经增加了50％，将近90万公顷。另 外，欧洲国家的高额燃油税一般要占柴油燃料零售价格的50％甚至更多，1994年2月，欧洲议会决定免除生物柴油90％的税收。目前，生物柴油的生产在法国、德国、意大利和奥地利等国家实施免税，在英国部分免税。

德国凯姆瑞亚•斯凯特公司自 1991年起开发研制了用植物油如菜籽油生产生物柴油的工艺和设备。目前利用该公司的工艺和设备已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产厂，最大产量达300t／d。德国现有23家生物柴油生产厂，生产生物柴油110万吨／年，建立了近1600个生物柴油加油站，占总量的1／10。同时，制定 了生物柴油标准DINV51606。事实上，生物柴油已成为德国第一个以散装货物的形式覆盖全国销售的替代燃料。

从2005年开始，欧洲将实行Ⅳ号汽车尾气强制排放标准，从08年开始达到欧洲V号汽车尾气强制排放标准。发动机内部的调节措施对于优化生物柴油和生物柴油／柴油燃料混合物的燃烧过程非常必要。为达到生物柴油的最佳化利用，德国联邦农业研究中心会同德国大众汽车公司联合研制出一种燃料传感器，可从常规的柴油机油箱中分离出生物柴油，并根据不同的燃料组分确定发动机的调整。应用该燃料传感器可保证生物柴油的使用按照排放减少和燃料燃烧效率的要求实现最佳化。这是生物柴油未来在燃料市场上的一个突破。
生物柴油在 国际市场上，生物柴油使用最多的是欧洲，份额已占到成品油市场的5％。目前在欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油，因此生物柴油标准也主要是参照菜籽油的生物柴油标准品质制订的。目前在欧洲生产生物柴油可享受到政府的税收优惠政策，其零售价低于普通柴油。此外，政府对生物柴油的销售也提出了要求，如德国规定在主要交通要道只准销售生物柴油(如在跨国高速公路设置的加油站)。
（2）、美国
美 国自从20世纪90年代初就开始将生物柴油投入商业应用，但是最近两年才真正形成规模。美国能源部称，生物柴油是美国成长最快的替代燃料。原因 在于能源部已经承认生物柴油作为车辆的替代燃料，这点已经在《能源政策法令》中已经明确地规定。　　

在美国，生物柴油的市场化主要集中在环保等敏感部门，比如生物柴油被用于大城市地区以及纯生物柴油 应用于航运等。美国1999年只有3个主要的汽车运输公司使用生物柴油，而到目前美国国内大约有350个部门车辆正式使用生物柴油，包括美国各军种、 国家公园服务局、公共设施公司、校区和市政当局等。在美国，生物柴油主要用于具有集中加油站的大巴和卡车运输公司。行政法令13149是美国政府转而使用生物柴油的主要原因。该法令规定，美国国内凡拥有20辆以上机动车的政府机构的石油年消费量到2005财年末将比1999财年的石油消费水平降低至少 20％。

03年，在能源税收综合决策案议定增加各种能源税之际，美参议院财政委通过了一项给予生物柴油的税收激励政策。该法案规定：对于生物柴油与石油柴油混合使用的柴油，每掺入1％的生物柴油就免去柴油燃料营业税1美分，实施免税的最高比例额度为20％。

这项绿色能源法案包括了美国盛产大豆作物资源的各州新获得的所得税抵税，以及含有生物柴油的混合燃料所获得的营业税税率优惠等多方面的益处。这一税收激励措 施将促进美国农业经济的多样化，同时可以加快推动绿色能源(使用天然农产品作原料)的生产。　　 有关生 物柴油的税收条款不仅没有减少美国国家公路信托基金的收入，它还通过生物柴油的生产刺激了美国经济的发展。认为这项法案是帮助美国提高对国产燃料依赖性的一个关键措施，同时，还可以获得生物柴油为公众健康带来的多种重大益处。生物柴油目前已经成为美国发展最快的替代能源之一，但它依然要比石油柴油昂贵。这项税收激励政策无疑是使生物柴油更具价格竞争力的一种措施。

（3）、巴西

巴西东北部塞阿拉联邦大学经20年研究，生产出一种以蓖麻油为原料的污染程度低、可再生的生物柴油。他们以氢氧化钠为催化剂，对蓖麻油进行脂基转换，研制出生物柴油。在这种化学反应中产生的丙三醇也可为工业所用。经巴西各汽车制造厂的实验证明，这种柴油可用于各种发动机，也可用于发电机，而且无需对发动机进行改装。但是由于蓖麻油的黏度比较大，在使用时需将20％的生物柴油混入80％的普通柴油。研究还发现，除蓖麻外，任何植物油如豆油、葵花油、玉米油以及动物油如鱼油等，都可制成生物柴油。研究人员目前正在大力推广生物柴油的生产，以便减少石油进口。

圣十字州立大学日前开发出利用炸食品残油生产汽车燃料的新技术，不仅解决了乱倒残油污染环境问题，且能产生很好的经济效益。大学的试验工厂每周从市内的饭店回收炸完食品后扔掉的残油，其中90％可转换成代替柴油的燃料，另外10％还可以提炼用于生产化妆品的甘油。这种生物柴油燃烧后产生的CO2气体比普通柴油少80％，基本不产生SO2。其价格比普通柴油低10％。里约热内卢大学日前已与麦当劳连锁店签署了利用回收残油进行生产汽车燃料试验的协议。根据协议，麦当劳每月向该大学无偿提供1．5万升炸食品的残油，联邦大学则将提炼出的燃料供里约热内卢州政府的汽车进行试验。

07年，中国燃料乙醇的生产达到160万吨，80%以上的生产采用玉米作为原料，按照1：3.3比例计算，消耗玉米超过400万吨。08年燃料乙醇产能的相继投产将使中国燃料乙醇产能快速增长。到2010年，中国燃料乙醇产量达到500万吨/年。乙醇汽油的使用率将达到50%以上。此外，粮食乙醇的发展受到国家政策限制，其中玉米乙醇已经停止扩大产能，发展非粮食乙醇已经成为了必然趋势。

国内企业加快生物柴油开发力度，2006—2007年中石油、中粮油、中海油等企业已经完成了生物柴油的中试，开始进行大规模的生产建设。2008、2009年中国生物柴油产量快速增长，到2010年中国生物柴油产量达到200万吨/年。

我国生物质能发电快速发展，生物质能发电累计装机容量220万kW，其中蔗渣热电联产170万kW；农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万kW。但总体来说，生物质开发力度还很小，未来发展潜力十分巨大。中 国具有充足的生物能源原料。仅农业废弃物就相当于每年产生约为5亿吨标准煤的能量，相当于3.5亿吨原油，折合约25亿桶原油。中国政府对生物能源开发给予大力支持，对于相关企业给予税收等方面优惠，对于部分产品的生产直接给予补贴。

三、生物能源的发展前景

用大豆或其他植物油做柴油汽车的燃料已不是幻想，目前世界上许多国家正大力开发这种生物柴油技术并推进其产业化进程。生物柴油是用含油植物或动物油脂作为原 料的可再生能源，是优质的石油柴油代用品。它和传统的柴油相比，具有润滑性能好，储存、运输、使用安全，抗爆性好，燃烧充分等优良性能。目前世界各国大多使用20%生物柴油与80%石油柴油混配，可用于任何柴油发动机和直接利用现有的油品储存、输运和分销设施。

近年来，欧美国家政府大力推进生物柴油产业，给予巨额财政补贴和优惠税收政策支持，使生物柴油价格与石油柴油相差无几，从而使之具有较强的市场竞争力。2001年，欧盟国家生 物柴油产量突破100万吨，美国从3年前的1500吨高速增长到2001年的6万吨。加拿大、巴西、日本等国家也在积极发展生物柴油。

发展生物柴油产业对中国意义重大。2006年-2008年中国农村出现了卖粮难、卖果难。种植油料作物生产生物柴油，走的是农产品向工业品转化之路，产品市场广阔，是一条强农富农的可行途径，它还可创造大量就业机会，带动农村及区域经济的发展，为国家和地方增加税收。

发展生物柴油产业可增强中国石油安全。01年中国的原油产量为1.65亿吨，而石油产品消费2亿多吨。今后长期大量进口石油已成定局。发展本国的生物柴油替代液体燃料，是保障中国石油安全的重大战略措施之一。中国柴油消费2000年达6600万吨，大于汽油消费的3600万吨，专家预测，两者差距将继续扩大。发展生物柴油在近期能够缓解柴油供应紧张，长期可大量替代进口。如果中国2010年生物柴油产量达到千万吨以上，将对中国石油安全做出重大贡献。而且，生物柴油是永远的可再生能源，而石油资源是可耗尽的。

发展生物柴油有益于保护生态环境：生产生物柴油的能耗仅为石油柴油1/4，可显著减少燃烧污染排放；生物柴油无毒，生物降解率高达98%，降解速率是石油柴油的两倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染；生物柴油和石油柴油相比，可减少燃烧时的所有主要污染物排放，尾气排放指标满足严格的欧洲3号标准；生物柴油生产使用的植物还可将CO2转化为有机物固化在土壤中，因此，可以减少温室气体排放；利用废食用油生产生物柴油，可以减少肮脏的、含有毒物质的废油排入环境或重新进入食用油系统；在适宜的地区种植油料作物，可保护生态，减少水土流失。

四、最新进展与创新

变有害的“地沟油”为高附加值的航空煤油，这一梦想已不遥远，中国石化以多种动植物油脂为原料，采用自主开发的加氢技术、催化剂体系和工艺条件，在国内 首次生产出符合航空煤油要求的生物航空煤油产品，其质量及工艺技术指标完全达到国际同类先进技术水平。中国民用航空局去年在北京人民大会堂宣布，正式受理 中石化研发的1号生物航煤适航审定申请。

大家知道，中石化的航空煤油产量占国内产量的73%左右。2009年，中石化启动生物航煤研发，先后完成了原料筛选、技术 路线设计和工艺条件优化、催化剂配方定型等实验室研究工作，成功解决了原料来源不足和产品低温性能等难题；2011年12月杭州石化成功实现了 工业放大并产出生物航煤产品，成为国内首家拥有自主生物航煤生产技术且具有批量生产能力的企业。与传统以石油为原料的航煤相比，中石化1号生物航煤在整个 生命周期都具有很好的降低碳排放作用，据说与常规3号喷气燃料相容性也很好。目前中石化正积极拓展其原料来源，已和国际、国内著名餐饮公司合作，采用 餐饮废油加工生产生物航煤；同时还在积极开发海藻生产航煤的技术。

按照有关国际组织预测，2020年生物航煤将达到航油总量的30%。中石化在国内率先研制出具有自主知识产权的 生物航煤产品，并提出适航审定申请，充分体现了我国顺应全球航空业发展趋势，减少二氧化碳排放的积极努力。期待中石化和民航部门精诚合作，确保产品 设计和生产符合适航要求。

2013-3-22