生物柴油产业发展现状与展望.doc

生物柴油产业现状与展望张良波基金项目：国家863计划项目（2001AA514090）；国家林业局“948”项目（2005-4-78）作者：张良波，30岁，男，硕士，主要从事生物能源研究与利用方面的工作。Eail: 李昌珠 欧日明 肖志红 李培旺 李党训(湖南省林业科学院，湖南长沙，410004；湖南省林业厅，湖南长沙，410007)摘要：生物柴油是一种新的生物质可再生能源，是一种“安全、清洁、高效”的能源。本文就国内外生物柴油产业发展状况进行了概述，指出我国生物柴油产业发展中存在原料资源不足，规模不大，科研与产业化结合不够紧密，政策支持力度不够等问题，并就今后我国生物油柴产业的发展进行了展望。关键词：生物柴油；产业化；原料Current Situation and Development Prospect of Biodiesel IndustryZhang Liangbo1, Li Changzhu1, Ou Riming2, Xiao Zhihong1, Li Peiwang1, Li Dangxun1 （1. Hunan Academy of Forestry, Changsha,410004, PRC; 2. Forestry Department of Hunan , Changsha,410007, PRC）Abstract: Biodiesel is a kind of new biomass renewable energy, and it is one kind of safe, clean, highly effective energy. This article summarized the domestic and foreign development status of biodiesel industry, pointed out that the shortage of stock resources, the small scale, the undertightened union between scientific research and industry, the insufficient support on policy and so on are the matters our country biodiesel industry faced for farther development. And the article also forecasted the prospect of our country biodiesel industry development.Keyword: Biodiesel; Industry; stock;生物柴油是清洁的可再生能源，它以植物油脂、工程微藻油脂、动物油脂以及废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油具有以下特性1：与普通柴油相比生物柴油具有优良的环保特性，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高。具有较好的低温发动机启动性能，无添加剂冷滤点达-20。具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。具有较好的安全性能，由于闪点高，生物柴油不属于危险品，在运输、储存、使用方面的十分安全。具有良好的燃料性能，十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。具有可再生性能，作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。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。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。1、 生物柴油应用与产业化状况近年来，生物柴油产业正在迅速发展，美国加拿大巴西日本韩国澳大利亚印度等国，都在积极发展这项产业。但与常规柴油相比，生物柴油的成本要贵一倍以上，欧盟国家和美国政府纷纷提供高额财政补贴支持种植油料作物，对生产生物柴油给予税收优惠，使生物柴油价格与石化柴油相当。生物柴油发展最快的是欧洲，份额已占到成品油市场的6%。目前德国的年生物柴油产量达160多万吨，且以年10%的速度增加。法国的生物柴油年产量达50多万吨，意大利生物柴油年产量达40多万吨，比利时生物柴油的年产量达28万吨2。在美国在1992年要求一些运输车队使用一定比例的生物柴油，2002年5月，美国试验与材料学会（ASTM）通过了生物柴油标准，目前，美国的生物柴油年产量达斤100多万吨。而日本生物柴油的年产量也达到了40多万吨2。国外生物柴油产业及其技术概况具体情况见表1：表1 国外生物柴油产业概况国家生物柴油产量(万吨)采用的主要原材料该产业相关政策国家标准主要生产技术生物柴油应用领域生物柴油掺兑使用比例美国360家94.625 大豆油、餐饮废油 强制公交车使用零税收有化学法城市公交车B10B20德国4200菜籽油、豆油、动物脂肪900多个生物柴油加油站、免税DINV51606化学法柴油汽车B5B100法国549.2 各种植物油生物柴油税率为零有化学法柴油汽车B5B30意大利460 各种植物油生物柴油税率为零有化学法所有柴油机同上燃料B20B100英国434.5 各种植物油生物柴油税率为零化学法柴油汽车B10B20奥地利414菜油、废油税率为石化柴油的4.6%有化学法城市公交车B100波兰410 各种植物油零税率化学法柴油汽车B10B20西班牙47各种植物油零税率化学法柴油汽车B10B20斯洛伐克47 各种植物油零税率化学法柴油汽车B10B20捷克共和国46.3 各种植物油零税率化学法柴油汽车B10B20丹麦43各种植物油零税率化学法柴油汽车瑞典40.8各种植物油零税率化学法柴油汽车B20B100爱尔兰40.2各种植物油零税率化学法柴油汽车比利时624 大豆油、菜油零税率有化学法柴油汽车B5B20日本640废食用油零税率有生物酶法、化学法农用机械、公交车B30加拿大7推广使用桐油、动物脂肪化学法农用机械、公交车B2B100巴西8行车实验蓖麻油、棕榈油、大豆、棉籽油、向日葵和玉米等2004年12月6日公布了实施生物柴油的临时法令化学法柴油汽车B2B5马来西亚918万吨棕榈油化学法公交车数据来源：；上海情报服务平台；UFOP；；2006年欧盟生物柴油产能则超过600万吨，产量将达到420万吨。在2007到2010年间，欧盟生物柴油产量将维持33.9%的年增长幅度，即分别达到562万吨、753万吨、1008万吨、1350万吨，相当于平均每年增加232.5万吨。为了满足不断增长的生物柴油需求，欧盟一方面需要不断增加油菜籽的种植面积，另一方面还要大量进口棕榈油和菜子油。与国外相比，一方面，我国生物柴油的研究与开发起步较晚，系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目：“燃料油植物的研究与应用技术”，该研究完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究，建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始，长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院开始合作对能源植物和生物柴油进行研究，“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。另一方面，生物柴油产业发展速度快，各方面的研究都取得了阶段性成果，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。可以预计，在2-3年内，我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。目前海南正和生物能源公司、湖南天源清洁燃料有限公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生3。目前国内主要生物柴油产业项目建设情况见表2。表2 国内生物柴油产业技术概况企业设计年产量、采用主要原材料产业化实施现状采用的生产技术已实际使用量副产物开发状况海南正和生物能源公司1万吨餐饮废油、榨油废渣等已建成生产装置化学法不详无福建经贸委卓越新能源发展公司2万吨地沟油、泔水油已列入福建省重点技术新项目，公司已经在英国上市化学法微酸性催化剂不详无四川古杉油脂化工公司1万吨下脚泔水油已具备产业化技术条件正在招商寻求合作化学法不详无湖南天源生物清洁能源有限公司2万吨，油莎豆油、光皮树油和植物下脚料油等年产1万吨生产线已经在生产；2万吨生产基地正在建设生物酶结合化学法1500吨生物柴油已应用于公交车、工程车、锅炉等无湖南海纳百川生物工程有限公司2万吨下脚料、泔水油处于调试，试生产阶段酶法试用阶段1，3丙二醇长沙金意饲料油脂有限责任公司2万吨废弃动物油脂，餐饮废油5000吨中试阶段化学法2006年投放市场近千吨，在柴油车辆、挖掘机（慢速机械）和油锅炉上使用无湖南中和能源有限公司第一期3万吨植物油脂建设中化学法不详不详永康市捷达油脂有限公司2万吨，废弃试生产化学法2005年，销售3000吨；2006年销售5000吨各种硬脂酸、甲酯、软脂酸、油酸等2、 我国生物柴油产业发展存在主要的问题生物柴油的商业化和规模化应用是一项系统工程，原料的规模生产、收集、原料运输与加工、燃料油成品加工、运输、销售等都是重要的环节。中国要实现生物柴油产业化，需要农、林业、油脂加工业、石油化工等相互配合并实现相互技术支撑。目前我国生物柴油产业发展主要存在着成本过高，原料资源不足；规模小，副产物综合利用率差，经济效益不高；政策支持力度不够；生物柴油产业还存在与科研结合不紧密，在生产技术上存在着存在能耗高、工艺复杂和二次污染等问题。生物柴油的生产成本75%来自于原材料成本3-4，如何获得丰富、廉价、可作为能源用途的植物油料资源是生物柴油产业化必须解决的关键问题。目前，我国现有生物柴油企业的主要原材料来源均取自于植物油下脚料或城市地沟油、泔水油，但下脚料资源总量有限，远远不能满足生物柴油产业快速发展对原料的需要，并且面临与日化行业争抢原材料资源的问题；另外，由于下脚料等废弃油脂资源成分复杂，来源不稳定，导致以其为原料生产的生物柴油产品质量不稳定。另一方面，由于我国人口多，人均耕地少，人均消耗可食用油脂数只相当与发达国家的三分之一，食用的植物油需要大量进口，所以我国不能象欧盟国家和北美国家一样直接采用食用植物油做生物柴油的原材料。因此研究、开发和利用新型燃料油植物资源，是生物柴油产业发展所面临的核心问题。生物柴油生产规模的大小直接关系到企业的经济效益，生产线规模的设计不仅要考虑到可提供原料来源，而且还要考虑到生产工艺设备条件等因素5，从表3、表4可以看出，不同规模生产线生产生物柴油的成本不同，专家建议目前采用生产规模在10万吨/年生物柴油生产线比较适合我国国情。另外，生物柴油生产会产生甘油等副产物，经过进一步提纯深加工等，可以开发出附加值高的药用级甘油、环氧树脂材料、水性油墨、1，3丙二醇等产品，从而增加生物柴油生产企业的收入。但从表2可以看出，目前我国生物柴油生产线规模设计基本都在12万吨，几乎没有开展副产物的深加工综合利用，因此经济效益不显著的问题。表3 不同规模的资金投入规模(万吨/年)0.531030所需资金(亿元)0.4所需原料(万吨)1.88.430110产量(万吨/年)0.531030表4 不同规模及不同原材料价格所产生物柴油成本规模（万吨/年）产品(元/L)原料（元/Kg）0.53103023.93.643.63.64.25.2注：表3、4的数据来源于湖南省林业科学院2006年编制的生物柴油可行性研究报告12。目前美国、德国、法国、丹麦、意大利、爱尔兰和西班牙等许多国家都制定了发展生物柴油产业的扶持政策1。美国农业部决定今后两年每年拿出1.5亿美元补贴生物柴油等生物燃料的使用，目前美国至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策。在欧洲生产生物柴油可享受到政府的税收政策优惠，其零售价低于普通柴油（如在德国加油站生物柴油的零售价格目前为约1.45马克/L，而柴油为1.60马克/L）。欧盟还将继续出台鼓励开发和使用生物柴油的新规定来稳定欧盟生物柴油市场，增加其营业额。但是，在我国，目前对于生物柴油还没有一个明确的说法。2005年2月28日颁布的中华人民共和国可再生能源法从法律上促进可再生能源的开发利用，但是仍属于原则性而非操作性的法律。部分生物柴油生产厂家表示，从实际上看各地政府的认识是不一样的，官方宣传力度不够，导致地方政府了解甚少，不仅遭到疑问，还被拒绝立项，甚至予以取缔。因此，广大生物柴油的民营企业呼吁尽快制定“生物柴油行业标准”，希望政府能在政策上倾斜，出台具体、明确的规章，使企业生产有“规”有“矩”，有标准，并在税收上给与优惠减免。此外，我国生物柴油产业还存在与科研结合不紧密的情况，产品质量不高，没有质量标准，企业拥有自主知识产权的成果、新技术不多，生物柴油产业化开发应用利用技术单一等问题。生产仍然是常规工艺和技术，存在能耗高、工艺复杂、成本高和二次污染严重的问题，尽快开发高效、低能耗、低成本和无公害转化技术。一方面，企业没有自己的科研实验平台与研发团队；另一方面，科研单位没有自己的技术成果转化平台，不能及时将自己的研究成果转化成生产力。3、 我国生物柴油的产业化前景 石化柴油的供应不能满足需求，提供了生物柴油发展的广阔的市场前景。统计数据显示，中国人均石油资源占有量目前仅为世界平均水平的十分之一，属于人均占有油气资源相对贫乏的国家。根据国内外预测见表5，到2020年我国石油的需求量将达到4.15.5亿吨，到时候中国石油对外依存度将达60%。表5 我国2020年石油需求预测预测单位国内预测美国兰德公司美国剑桥能源研究协会美国能源情报署石油需求（亿吨）注：数据来源于中国新能源网（）13据介绍，柴油的供需平衡问题将是我国未来较长时间内，石油市场发展的焦点问题之一。预计到2010年，我国柴油需求量将突破1亿吨，至2015年市场需求量将达到1.3亿吨左右7-8。近年来，我国炼化企业的柴油产量不断提高，但仍不能满足消费需求。巨大的市场空间为生物柴油产业提供了广阔的发展空间。柴油价格的不断上涨，将给生物柴油企业带来巨大的利润，并且增加农民的收入。由于石油消耗量的增加及国际政治的影响，最近几年石化柴油价格飞速上涨，从图1可以看出，年以来我国0#柴油的出厂价格从2001的2280元/吨，上涨到现在的5600元/吨，上涨了1倍多，并且仍然处于上涨的趋势。按照目前柴油的价格变化趋势分析到2011年（示范基地盛产原料油时）我国柴油出厂价格将超过6000元/吨（见图2）12-16。如果按原料油成本占总成本的75来计算，原料油价格将达4500元/吨，这将大大地增加农民收入，促进调整农业结构，促进三农问题的解决。 生物柴油产业得到了国务院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的支持，并已列入有关国家计划。目前国内相关研究单位正投入大量资金进行生物柴油的工业技术开发及原料基地建设工作。2007年1月11日，国家林业局和中国石油天然气股份有限公司就发展林业生物质能源开展全方位合作，签署了战略合作框架协议。作为贯彻落实合作协议的第一批6万公顷（90万亩）生物柴油原料能源林示范基地建设已经在云南、四川、河北、安徽、湖南、内蒙古等资源优势省份正式启动。生物柴油科研单位与企业开始认识到合作的重要性与必要性，如湖南省林业科学院已经与湖南省天源生物清洁能源有限公司、湖南海纳百川生物工程有限公司、长沙金意饲料油脂有限责任公司等单位开始了紧密的合作，由科研院所和企业共同参与组建了湖南省生物柴油工程中心，并共同就生物柴油产业化的关键技术展开了协作研究，目前研究已取得了一系列阶段性成果。我们相信，随着改革开放的不断深入，在全球经济一体化的进程中，在中国加入WTO的大好形势下，中国的经济水平将进一步提高，对能源的需求会有增无减，生物柴油产业的发展有着美好的前景。参考文献：1 李昌珠、蒋丽娟、程树棋.生物柴油绿色能源M.北京：化工出版社,20042 周良虹,黄