在傳統(tǒng)能源日益枯竭的今天，可再生能源的研究和發(fā)展無(wú)疑成為維持人類生存必由之路。來自動(dòng)植物油脂的生物柴油，就是這樣一種可再生能源�，F(xiàn)在生物柴油已經(jīng)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家成為了傳統(tǒng)柴油的有效補(bǔ)充，通過與傳統(tǒng)柴油混合，發(fā)揮著節(jié)約資源、降低污染物等積極作用。
1983年，美國(guó)科學(xué)家將亞麻子油的甲酯用于發(fā)動(dòng)機(jī)，并將可以再生的脂肪酸甲酯定義為生物柴油。其后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，生物柴油的概念有所拓寬。生物柴油是動(dòng)植物油脂通過酯化或者酯交換生成的脂肪酸甲酯或者乙酯，其碳鏈集中在C14-C18.(石油柴油的碳鏈集中在C11-C22，石油柴油是烴類，不含氧；生物柴油是酯類，含氧)。由于不含硫和芳烴，所以混有生物柴油的柴油產(chǎn)品可以大大降低污染物的排放。生物柴油還具有潤(rùn)滑性能好，十六烷值高(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求常規(guī)柴油的十六烷值不低于45，一般在45-50之間，超過52的很少，但是生物柴油的十六烷值高達(dá)56-62)，所以重車半坡停車后再起步性能很好。當(dāng)然，生物柴油也有不及石油柴油的地方，例如熱值低。生物柴油的熱值只有傳統(tǒng)柴油的90%，所以單獨(dú)使用生物柴油的油耗要高于石油柴油，混合使用油耗沒有明顯變化。另外生物柴油的低溫啟動(dòng)性差。但是，生物柴油因其自身的特點(diǎn)，成為了石油柴油的最好的替代品。生物柴油和石油柴油的相互配合使用，是未來柴油應(yīng)用的方向。
原料篇
根據(jù)凝點(diǎn)和酸值可以把生物柴油的原料——各種動(dòng)植物油脂分為四大類：低凝點(diǎn)中性油(例如菜子油、豆油、芥末籽油、煎炸廢油、泔水油、廚房通風(fēng)系統(tǒng)的凝析油、從多種野生樹木的種子得到的油品等)、高凝點(diǎn)中性油(例如棕櫚油、牛羊魚等動(dòng)物油)；高凝點(diǎn)酸性油(如地溝油、棕櫚油下腳料等)、低凝點(diǎn)酸性油(如酸化油腳、腐敗的植物油)。比較好用的是低凝點(diǎn)低酸值的原料，即豆油、菜子油等。國(guó)外用的多是是菜子油、豆油等酸值低、成分簡(jiǎn)單，容易轉(zhuǎn)換為生物柴油的原料，美國(guó)主要以大豆油、芥末籽油、歐盟等主要以菜籽油為原料生產(chǎn)生物柴油。但是種植油菜、大豆需要大量土地，而且因?yàn)樗a(chǎn)的生物柴油價(jià)格較高，歐美都對(duì)生物柴油的生產(chǎn)有政策性的補(bǔ)貼。
我國(guó)地少人多，不可能大面積種植油料作物，而且實(shí)行政府財(cái)政直接補(bǔ)貼也不太現(xiàn)實(shí)，所以不能效仿歐美利用可耕地大量種植油料作物。我國(guó)生物柴油原料的特色是一方面利用野生含油樹木種子，一方面利用大量的廢棄油脂(包括地溝油、泔水油、煎炸廢油、烤制食品過程中產(chǎn)生的動(dòng)物性油脂、動(dòng)物制品下腳料經(jīng)處理得到的動(dòng)物性油脂、廚房凝析油、酸化油腳)，為廢棄油脂特別是地溝油找到出路，使地溝油重新得到利用。
在野生樹木種子方面，我們國(guó)家應(yīng)該分三個(gè)階段進(jìn)行。首先我國(guó)應(yīng)該廣泛利用野生油料樹木種子，充分利用現(xiàn)有的資源；第二階段，在充分考慮到生物多樣性、不破壞自然生態(tài)平衡的前提下，適當(dāng)種植野生油料樹木；第三階段是發(fā)展工程藻類和基因改良的油料樹種。
不過遺憾的是在管理混亂和非理性發(fā)展的情況下，我國(guó)的生物柴油產(chǎn)業(yè)在第一階段沒有打好基礎(chǔ)的情況下，大規(guī)模擴(kuò)大設(shè)計(jì)產(chǎn)能，一些地區(qū)盲目發(fā)展種植油料樹木，一些地方采用的樹種過于單一。專家雖然強(qiáng)調(diào)有至少1500多種植物的含油種子適合用來作為生物柴油的原料來源，但是我國(guó)不能形成在生物柴油的油料樹木方面“南只有麻風(fēng)樹、北只有黃連木”的局面。要考慮生物多樣性。大面積種植單一樹種增加蟲害風(fēng)險(xiǎn)，種子產(chǎn)量未必能夠像設(shè)想的那么高。
值得注意的是，現(xiàn)在有些發(fā)達(dá)國(guó)家利用我國(guó)的土地資源，在我國(guó)利用可耕地種植油料作物，生產(chǎn)生物柴油出口。這不僅占用了我國(guó)的水土資源，而且還對(duì)我國(guó)的生物柴油的發(fā)展形成了很大的壓力。
在廢棄油脂方面，我們目前最應(yīng)該解決的問題是廢棄油脂的收集、運(yùn)輸?shù)纫幌盗泄芾沓绦�。由于部門管理混亂，缺乏有效的組織體系，所以“地溝油“、泔水油、牛羊皮油等各種廢棄油資源真正得到利用的只是很少一部分。目前北京市一些許多小型的、老的飯店甚至沒有隔油池，有些飯店將隔油池垃圾(根據(jù)香港、新加坡、美國(guó)亞利桑那州、澳大利亞昆士蘭州等國(guó)家和地區(qū)環(huán)保署的定義，隔油池垃圾是指家庭、飯店、賓館、食堂等在洗滌餐具過程中，隨水流入下水道并最終進(jìn)入隔油池的異類特殊垃圾。是以廢棄油脂為主，以食物殘?jiān)鼧?gòu)成的混合物。國(guó)內(nèi)尚沒有明確提出隔油池垃圾的定義，這也是造成隔油池垃圾管理水平低下的一個(gè)原因)直接被排除廁所，從源頭上造成了混亂。北京的隔油池垃圾還多采用人工處理方式，由人力三輪車夜間掏取。在隔油池垃圾處理方面，北京市多采用水煮的方式將隔油池垃圾燒開，將油撇出來，廢水廢渣直接排放。這種處理技術(shù)能耗高，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。
技術(shù)與設(shè)備篇
生物柴油的產(chǎn)業(yè)化鏈條中，包括了很多環(huán)節(jié)的技術(shù)。其中核心的當(dāng)然是生物柴油的合成技術(shù)。目前國(guó)際上通用的工業(yè)化技術(shù)是以酸堿或改性酸堿為催化劑處理低凝點(diǎn)低酸值的原料油來生產(chǎn)生物柴油。超臨界與酯酶催化技術(shù)作為儲(chǔ)備技術(shù)，目前多停留在實(shí)驗(yàn)室或者中間實(shí)驗(yàn)階段或工業(yè)試驗(yàn)階段。
我國(guó)的生物柴油技術(shù)為了適應(yīng)成分復(fù)雜的原料，形成了原料適應(yīng)性較強(qiáng)的工藝路線。目前，形成了以廢棄油脂和野生樹木種子為原料，以常規(guī)酸堿和改性酸堿，固體分子篩為催化劑的實(shí)用工業(yè)技術(shù)以及脂酶為催化劑和超臨界無(wú)催化劑的技術(shù)儲(chǔ)備體系。這種工藝路線由于原料成本低、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，將引導(dǎo)世界向此領(lǐng)域發(fā)展。
但是在設(shè)備方面，發(fā)達(dá)國(guó)家的生物柴油生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)很現(xiàn)代化了，但是我國(guó)的生物柴油設(shè)備卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家�，F(xiàn)在我國(guó)一些民營(yíng)生物柴油公司上市變?yōu)閲?guó)際化公司后，由于外資介入，加上國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備制造技術(shù)，很容易使得我國(guó)的生物柴油合成技術(shù)優(yōu)勢(shì)流失，為我國(guó)的生物柴油發(fā)展帶來了很大的壓力。
我國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)上還處于低水平的重復(fù)研究。目前我國(guó)科研部門在支持生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方面存在的主要問題是：由于我國(guó)沒有統(tǒng)一的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)所采用的生物柴油油樣不同，凝點(diǎn)、酸值、運(yùn)動(dòng)黏性相差很大，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具有可比性。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程篇
在國(guó)外，生物柴油層掀起了三次熱潮。第一次是因?yàn)?0年代第一輪石油危機(jī)，第二輪是由于環(huán)保運(yùn)動(dòng)的刺激，現(xiàn)在生物柴油正處于第三輪浪潮中，而其刺激因素是越來越高的油價(jià)、環(huán)保和石油安全的需要。國(guó)際上已經(jīng)把生物柴油放到很重要的戰(zhàn)略位置。美國(guó)正在醞釀和巴西共建非石油的OPEC組織。其他國(guó)家也很積極地發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)，以期與現(xiàn)有的OPEC國(guó)家抗衡。
在幾輪熱潮的推動(dòng)下，生物柴油已經(jīng)在一些歐美國(guó)家和日本形成產(chǎn)業(yè)。以美國(guó)為例，美國(guó)1999年還只有3個(gè)主要的汽車運(yùn)輸公司使用生物柴油，到2000年就已經(jīng)超過了40個(gè)。生物柴油在美國(guó)主要用于有集中加油站的大巴和卡車運(yùn)輸公司，其中美國(guó)聯(lián)邦政府是生物柴油的最大用戶。絕大多數(shù)運(yùn)輸公司用的是B20號(hào)生物柴油(即生物柴油占20%，石油柴油占80%)。布什總統(tǒng)在2007年1月23日的《國(guó)情咨文》提出(TWENTINTEN)，其中就包括發(fā)展生物柴油等可再生液體油品。
德國(guó)現(xiàn)有的生物柴油加油站已經(jīng)達(dá)到了900多個(gè)，并且規(guī)定在主要交通要道只準(zhǔn)銷售生物柴油。奔馳、寶馬、大眾和奧迪汽車生產(chǎn)廠家的汽車均允許使用生物柴油而無(wú)需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改裝。為了解決由于瘋牛病危機(jī)大量屠宰動(dòng)物而帶來的動(dòng)植物油脂污染問題，德國(guó)一家公司成功地用動(dòng)物脂肪制造出了生物柴油，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。同樣，為了保證生物柴油質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，德國(guó)也制訂了生物柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
英國(guó)的BP公司在澳大利亞昆士蘭州的BULWER煉廠利用動(dòng)物油脂生產(chǎn)生物柴油，計(jì)劃2008年每年提供2億升生物柴油。
日本每年產(chǎn)生廢棄用油40萬(wàn)噸，為生產(chǎn)生物柴油提供了豐富的原料。日本動(dòng)靜和長(zhǎng)夜(需要核實(shí)一下)已經(jīng)有四家生物柴油公司，以廢棄用油(基本為煎炸廢油，是中性油)為原料生產(chǎn)生物柴油，而且產(chǎn)品價(jià)格低于石油柴油。在新西蘭，人們利用肉聯(lián)廠的副產(chǎn)品油脂來生產(chǎn)生物柴油，其十六烷值高達(dá)70.
我國(guó)有豐富的植物油脂和動(dòng)物油脂資源，如果充分加以利用，生物柴油在我國(guó)將有很大的發(fā)展空間。但是目前生物柴油在我國(guó)還沒有形成從原料到生物柴油成品的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我國(guó)多數(shù)生物柴油工廠采用收購(gòu)的方式獲得廢棄油脂，但是沒有廢棄油脂的處理能力，而且生產(chǎn)技術(shù)落后，污染嚴(yán)重、效率低下。2005年我國(guó)生物柴油產(chǎn)量達(dá)到了約20萬(wàn)噸，但是由于行業(yè)壟斷以及缺乏生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，這些生物柴油還沒有出現(xiàn)于任何一家中石油或者中石化的加油站中。其出口主要是地方加油站，以及通過混入生物柴油降低污染物排放以迎合歐Ⅲ和歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的煉油廠。目前我國(guó)的生物柴油已經(jīng)形成以民營(yíng)、外資以及國(guó)有大公司共同參與的格局。
管理篇
可以說，想建立中國(guó)的生物柴油產(chǎn)業(yè)，管理必須先行。
首先，生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須有生物柴油標(biāo)準(zhǔn)來保駕護(hù)航。發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)相繼建立了自己的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅有生物柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還是一個(gè)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)體系，包括B100/B5/B20等不同混比產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、氧化安定性的標(biāo)準(zhǔn)、生物柴油抗氧化添加劑的標(biāo)準(zhǔn)、生物柴油原料儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)，油料作物采集、干燥、儲(chǔ)存、榨油標(biāo)準(zhǔn)，隔油池垃圾的收集、運(yùn)輸、處理標(biāo)準(zhǔn)，生物柴油加工設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)范和流程等一系列完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。
由于我國(guó)一直沒有自己的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，造成民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)的生物柴油就無(wú)法進(jìn)入官方銷售渠道。沒有標(biāo)準(zhǔn)，生物柴油的質(zhì)量處于混亂狀態(tài)。許多人弄不清楚生物柴油的定義，有的甚至把地溝油和甲醇簡(jiǎn)單勾兌起來，有的把植物油直接混入柴油。結(jié)果使得柴油機(jī)積炭嚴(yán)重。我國(guó)正和、古衫、卓越等幾個(gè)民營(yíng)企業(yè)發(fā)展很好，但是他們生產(chǎn)的生物柴油沒有通過官方系統(tǒng)銷售到中石油、中石化的銷售網(wǎng)絡(luò)中。缺乏共同承認(rèn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，兩大石油公司當(dāng)然會(huì)擔(dān)心不合格的生物柴油進(jìn)入市場(chǎng)，影響自己的聲譽(yù)。
另外，在種植油料樹木的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到樹種的選擇、種植面積、和生物多樣性保持的問題，不要為生物柴油的發(fā)展付出生態(tài)被破壞的巨大代價(jià)。澳大利亞大面積種植桉樹(含油量高)引起火災(zāi)教訓(xùn)值得我們吸取。
原料始終是制約我國(guó)生物柴油發(fā)展的瓶頸。我們應(yīng)該下決心攻克廢棄油脂的處理問題，讓廢棄油脂有效地得到回收和分離，從而得到再次利用。這方面，我們可以學(xué)習(xí)香港的管理經(jīng)驗(yàn)。香港環(huán)保署對(duì)隔油池垃圾產(chǎn)生者、收集者、處理者進(jìn)行了規(guī)范管理，建立了封閉的產(chǎn)生收集運(yùn)輸處理管理體系，保證了隔油池垃圾能夠得到規(guī)范處理，有效避免了目前大陸存在的收集者給飯店付費(fèi)收集隔油池垃圾廢物、得到的廢棄油脂部分混入食用油系統(tǒng)的尷尬局面。環(huán)保署具有垃圾排污收費(fèi)、垃圾收集、運(yùn)輸、處理等管理權(quán)以及隔油池垃圾處理的費(fèi)用補(bǔ)償?shù)葯?quán)限。同時(shí)他們還有嚴(yán)密的可操作性很強(qiáng)的法規(guī)，處罰措施很嚴(yán)格，例如相關(guān)飯店將隔油池垃圾倒入大海，將被判處監(jiān)禁或罰款。同時(shí)環(huán)保署作為執(zhí)法主體有非常具體的行政權(quán)力。
我國(guó)還需要建立生物石油產(chǎn)業(yè)方面的行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，防止投資過熱，使得一個(gè)地方有過多生物柴油企業(yè)，造成互相搶奪資源，造成整個(gè)社會(huì)資源的浪費(fèi)；應(yīng)該對(duì)生物柴油的生產(chǎn)建立有效的監(jiān)管機(jī)制，防止發(fā)生生產(chǎn)事故。
近兩年，中石油、中石化、中海油三大石油集團(tuán)開始介入生物柴油。國(guó)家林業(yè)局、發(fā)改委、環(huán)保局可以和三大公司密切合作。建立我國(guó)的生物柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生物柴油標(biāo)準(zhǔn)體系、充分利用三大石油集團(tuán)的力量將我國(guó)改善我國(guó)生物柴油設(shè)備落后的狀況、在林業(yè)局的管理下合理種植油料樹木，保持生物多樣性；環(huán)保部門切實(shí)建立起我國(guó)的廢棄油脂處理系統(tǒng)，在資金和政策的保證下，建立起我國(guó)的生物柴油產(chǎn)業(yè)。
