生物柴油产业发展引发关注热潮
编者按:随着我国对生物质能源的大力推进,生物柴油产业的迅猛发展越来越引起人们的关注。11月29~30
日,由中国化工信息中心主办,本刊编辑部承办的“2006中国生物柴油行业发展与技术研讨会”吸引了来自国家
发改委、科技部、石化协会、中石化、中石油、各大科研院所、生物柴油生产研发单位等近300名代表参加。会
议热烈讨论了我国生物柴油产业发展中的焦点问题,尤其关于我国生物柴油的产业政策、产品标准、原料来源、
发展瓶颈、流通体制等各层面的深度探讨引起了与会代表的热烈反响。本期特摘录会议中各位专家代表的精彩发
言,以飨读者。同时,本刊将在近期推出《生物柴油专刊》深度访谈及报道,敬请读者关注。
杨伟才 中国石油和化学工业协会副会长
开发生物质资源 实现能源多元化
随着石油价格的持续上涨和全球环境问题的日益突出,使得可再生能源的开发利用以及能源的多元化已经成
为世界的趋势。我国化石资源并不丰富,原油的进口依存度已经接近50%,在这种背景下,如何利用好燃料乙醇、
生物柴油等可替代石油能源的生物质燃料显得尤为重要。我国政府非常重视生物质能源的发展,胡锦涛总书记在
2005年可再生能源大会上指出,要加强可再生能源开发利用,实现可持续发展;国务院也多次召开了替代能源和
可再生能源的会议。在众多的可再生能源和新能源中,生物质能源能够脱颖而出,在于它能够实现大规模替代化
石能源,并且在能源用途之外还能够从事材料和生物化工产品的生产;可以使农林和有机废弃物无害化、资源化
和尚无经济价值的土地成为能源基地;可以发展农村经济,推进农村的工业化和新农村的建设。因此发展我国的
生物能源不仅具有经济效益,而且具有深远的社会效益。
我国生物燃料的发展取得了很大进展,特别是以粮食为原料的燃料乙醇已经初步形成了规模,在多个省区封
闭运用。依照不与人争粮,不与粮争地的原则,开发新的资源包括农林废弃物、纤维素等原料生产燃料乙醇成为
新的关注点。
目前我国生物柴油生产还在起步阶段,从产业政策、技术标准、技术选型、销售模式、环境评估等等各方面
还不配套、不健全。但是随着能源形势的变化和工业生物柴油产业的不断发展,我国投资生物柴油的企业不断增
加,生物柴油的生产热情升温。前几年我国的生物柴油大多采用地沟油等生产,产量也仅有10万t左右,也没
有规范的销售渠道。但从今年开始,以菜籽油等为原料生产生物柴油的项目不断出现,规模从几万吨到几十万吨
的项目不在少数。生物柴油已经成为当今行业的一个投资热点,国内外各方面的资金跃跃欲试,要进入这个领域。
从当今的形势看,发展生物柴油的意义深远、前景广阔,但我国现在的市场环境还存在很多问题,亟需政策的指
导和行业规范。目前国家对于发展生物柴油的政策已经逐步明确,产品标准也在制订中,各种技术的应用和优劣
也在逐渐在明朗,因此可以预测,我国生物柴油产业的发展将进入一个快速发展期。
史立山 国家发改委能源局可再生能源处处长
发展生物柴油需突破四大瓶颈
近年来随着可再生能源的发展,国家非常重视生物液体燃料(包括燃料乙醇、生物柴油等)的发展。生产柴
油产业在我国刚刚起步,是一项跨行业、跨学科的工程。目前,我国生物柴油产业发展如火如荼的同时,也面临
着四大突出问题,我们必须重视和解决这些制约产业发展的瓶颈,才能实现生物液体燃料的规模化、经济化的发
展。
一、原料资源尚未落实
受粮食资源不足的制约,目前以粮食为原料的生物液体燃料生产已经不具备再扩大规模的资源条件。今后生
物液体燃料生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料,特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质土地和气候干旱地
区可种植的甜高粱。从理论上来讲,我国拥有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱,大量荒山、荒坡可
以种植麻疯树和黄连木等油料植物,但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划,如何种植,怎样提供技
术支持,产品销售渠道和价格等都尚不清楚。目前在西南地区虽已有不少麻疯树和黄连木等树种,但还不足以支
撑生物柴油的规模化生产。因此生物液体燃料资源不落实是制约生物液体燃料规模化发展的重要因素。
二、技术的产业化基础相对薄弱
虽然我国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产,但以甜高粱为原料生产燃料乙醇尚处于技术试验阶
段,要实现大规模生产,还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较
为成熟,但发展潜力有限。以油料作物为原料生产生物柴油的技术尚处于研究试验阶段,还需要通过工业性试验
后才能开始大规模生产。对后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油技术还处于初级阶段,离工
业化生产还有较大差距。生物液体燃料技术的产业化基础薄弱也是制约生物液体燃料规模化发展的重要因素。
三、产品竞争力不强
由于受原料来源、生产技术和产业组织等多方面的影响,我国生物液体燃料的生产成本较高。在目前的技术
和市场条件下,扩大燃料乙醇产量需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻疯树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生
物柴油生产技术才刚刚开始工业化试点,产业化程度还很低,尚不具备大规模工业化所带来的生产和流通优势,
在成本方面的竞争力可能比粮食为原料的生物燃料乙醇还要差。因此,成本和价格缺乏竞争力也是制约生物液体
燃料发展的重要因素。
四、政策和市场环境有待完善
国家在燃料乙醇方面对生产和销售采取了严格的管制,在政策标准方面取得了一定的进展。但是目前尚未出
台对生物柴油生产的具体产业政策,特别是还没有生物柴油的国家标准,虽然关于生物柴油的BD100标准有望在
明年初颁布,但具体指导成品油零售系统的BD5、BD10……标准何时启动还无法确定,更没有建立起正规的生物
柴油销售渠道。按现行政策,局部地区生物柴油销售属于不正常行为。因此,政策和市场环境不完善也是制约生
物液体燃料发展的重要因素。
我个人认为,生物质液体燃料发展面临的资源、技术和市场的落实难度都很大,各方面一定要冷静分析,实
事求是,要落实好资源,做好试点示范,密切配合,有序推进,避免一哄而起。
张永光 中石化科学研究院燃料油产品及添加剂研究室主任
生物柴油(BD100)国家标准公布指日可待
2005年欧洲生物柴油产量为607万t,同比增加65%,目前FIE(Fuel Injection Equipment)制造商协会已
经认可生物柴油B5用于汽车,同时正在推进B10的使用;生物柴油作为燃料和燃料添加剂在美国环保署(EPA)
注册,2005年美国生物柴油产量为25万t,预计2011年将达到115万t。美国OEM(Original Equipment
Manufacturers)已经接受B5产品,主要发动机制造商将B20包含在保修范围。
我国已有数十家生物柴油企业,年产量超过10万t,主要包括海南正和生物能源有限公司、四川古杉油脂化
学有限公司、福建卓越新能源有限公司等。目前有多个生物柴油项目在建,总设计能力超过300万t/a,主要包
括南京清江生物能源科技有限公司(75万t/a)、安徽国风生物能源有限公司(60万t/a)、中石化石家庄炼油厂
等项目。目前,四川古杉、福建卓越以及江西省生物质转化工程技术研究中心对于生物柴油有各自的企业标准。
我国具有十分丰富的生物柴油原料资源。但是目前,废餐饮油是我国生物柴油的主要原料。原料差异是造成生物
柴油质量参差不齐的主要原因。
受国家标准化委员会和国家科技部委托,全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会组织了柴油机燃料调合用
生物柴油(BD100)国家标准的制定,该标准由中国石油化工股份有限公司提出,石油化工科学研究院负责起草
并完成的,任务编号20032462-Z-513。主要目的是:为生物柴油的生产和应用提供必要的技术依据,促进我国生
物柴油产业健康有序发展。该标准于2004年底完成初稿,2005年6月发出征求意见稿,10月完成送审稿,2006
年5月在北京通过“石油燃料润滑剂产品标准审查委员会”的会议审查,完成报批稿已送国家标准化管理委员会,
预计将会在今年年底或明年年初正式公布。
目前,我国柴油的应用主要集中于农用动力机械及公路、水路及铁路运输动力机械方面,这一点与美国的情
况极为类似。因此,我国生物柴油标准技术要求是参照美国试验与材料协会标准ASTM D6751-03a《馏分燃料调合
用生物柴油(B100)标准》,并对近年来国内市场上有一定影响、有一定销售量、不同原料生产的生物柴油产品
进行考察、试验,根据情况综合考虑而确定的。
由于我国汽车排放法规与欧洲相近,考虑到柴油轿车在国内的发展将逐渐提到议事日程上,生物柴油有可能
广泛用于对燃料要求相对较高的柴油轿车或商用车,因此生物柴油标准中个别指标应适当参照了欧洲生物柴油标
准 EN14214:2003(车用)。其中有几项指标尤其要引起企业重视:低温流动性(冷滤点、凝点)、燃烧性能指标(十
六烷值)、氧化安定性和游离甘油和总甘油含量。目前,我国大部分生物柴油企业产品的氧化安定性都难以达到
标准要求。另外,石化行业标准《生物柴油中游离甘油和总甘油的测定气相色谱法》(ASTM D6584)已完成并进入
报批程序;石化行业标准《生物柴油(脂肪酸甲酯)氧化安定性的测定加速氧化法》(EN 14112:2003)已完成征
求意见稿并广泛征求意见和建议。
柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)国家标准的制定主要参照美国标准并结合我国生产和应用实际,同时
部分指标参照了欧洲标准。随着我国环保及汽车标准的日趋严格,柴油质量将不断提高,生物柴油质量指标也将
随之不断加以修订和提高。下一步工作建议对柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)质量中磷含量、甲酯含量和
金属含量作相应要求。
李桂英 中国农科院生物质能源研究中心秘书长
农作物油脂资源发展潜力巨大
我国主要油料作物有大豆、油菜、花生、葵花、芝麻、亚麻、蓖麻、大麻子,其中大豆、油菜和花生占总产
量的83%以上。毛油总产估算,菜籽油约457万t,花生毛油折 453.9万t,大豆油约348万t。大豆是美国生产
生物柴油的主要原料,油菜是欧洲和我国发展生物柴油的重要原料,而油莎豆和续随子是有开发潜力的新型油料
作物,可能成为未来的主要能源油料作物。
● 大豆
全国除青海没有统计面积以外,其余各省市均有分布。黑龙江面积最大,2005年播种面积3548.40万亩(合
236.6万ha),占全国总播种面积的37%,其次是安徽、内蒙古、河南、吉林,2005年播种面积500公顷(ha)以
上。
● 油菜
较大豆分布区域略小。除北京、天津、吉林和海南外,各省市均有分布。湖北面积最大,2005年117.8万
ha,其次是安徽、四川、湖南、江苏、贵州等,种植面积50万ha以上。
● 油莎豆
油莎豆是一种产油量高、综合利用价值高、适应性广的能源油料作物。其块茎干果含油量在25%左右、油酸
和亚油酸含量占81%以上;淀粉含量在30%~40%。
● 续随子
我国的续随子引种自国外,花期4~5月,果期7~8月,亩产种子130kg左右,亩产油60kg左右,油酸含
量达到82%。可以作为生物柴油原料供应源而进行研究和发展。
玉米和花生虽不属油料作物,但它们是巨大的油资源宝库,开发利用其油脂资源对于发展生物柴油具有重要
意义。例如玉米适应性广,种植面积大,用途广泛,但其产油潜力尚未得到有效利用。2005年全国总产1.35亿
t。若种植高油玉米,以含油量5%计,775万t毛油,远远超过现有油料作物产油量。
要科学发展我国油料作物资源,促进我国生物柴油产业的发展。①建立油料作物高效生产体系,加强适于冬
闲地或边际土地的油料作物种类或品种的筛选及改良;研究短季油料作物与现有农作物种植制度的有机融合模
式。②建立不同原料生物柴油的循环经济模式,如生物柴油+纤维(含蛋白纤维);生物柴油+蛋白饲料;生物柴油
+燃料乙醇+饲料等。③建立油料-生物柴油复合系统,稳定食用油市场。
杜泽学 中石化石油化工科学研究院长远性课题研究室副主任
生物柴油发展依赖于技术多样化以及政策支持
我国油脂食用消费数量巨大,每年需进口约1000万t的植物油才能满足国内需要。据调查,我国可用于生
物柴油生产的油脂原料分为三类:一是油料作物油,包括菜籽油、棉籽油等,但目前国内菜籽油基本没有富余,
可期待的增产途径主要是利用适合油菜种植的约1.2亿亩(合800万ha)冬闲田以扩大生产,但效果仍待观察。而
棉籽油目前国内的年富余量仅约50万t,也不能解决大的问题;其次是林木果实油,包括各种非食用木本植物油,
业界对此寄予厚望,但对包括麻风树等许多树种尚未有对其气候适应性和栽植技术的详细研究,谈大规模推广尚
言之过早,且未来果实收集也会成为大问题;其三是废弃油脂,国内可利用的数量约在500万t/a以上。
综上,我国像美国、欧盟一样采用大豆油、菜籽油等单一品种的生物油脂大规模发展生物柴油是不现实的。
未来我国生物柴油产业的发展必将依赖多种原料来源,而原料来源的多样性也就决定了我国生物柴油生产技术不
可能像欧盟、美国那样单一的发展液碱催化的酯交换工艺,因此行业界必须开发出适合我国国情的、可同时适应
多种原料要求的生物柴油技术。
而在原料来源与技术之后,生物柴油生产的经济性即投资者收益将成为影响行业发展的关键因素。目前石化
柴油价格批发价4650元/t,而直接以油脂生产的生物柴油成本价在6000元/t以上,比石化柴油的市场价高出很
多。生物柴油厂除生产生物柴油外,一般均联产甘油、工业溶剂、表面活性剂等相关的高附加值化学品以增加利
润,这在美国已形成一个新兴的产业,也是我国生物柴油产业的重要方向。
欧盟和美国都对生物柴油产业的发展制定了一系列鼓励政策,这是欧美生物柴油工业得以长足发展的重要原
因。2006年11月10日,经国务院批准,财政部、国家发改委、农业部、国家税务总局、国家林业局联合印发了
《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。今后,国家将采取以下具体措施给予扶持:一是建
立风险基金制度、实施弹性亏损补贴,企业应当建立风险基金制度,以盈补亏,如果油价长期低位运行,国家对
企业给予适当补贴;二是原料基地补助,国家鼓励开发荒山、荒地等未利用土地建设原料基地,开发原料基地要
与土地开发整理等项目相结合,并对龙头企业给予适当支持;三是示范补助,国家鼓励纤维素乙醇等具有重大意
义的技术产业化示范;四是税收优惠。随着这些政策的逐渐落实,以生物柴油为代表的生物质能源和生物化工产
业必将迎来真正的春天。
刘德华 清华大学化学工程系教授、博导
选择合理高效的生物柴油生产技术
生物柴油一直受到世界各国的关注,美国生物柴油产量逐年增长,1999年为50万加仑,2004年增长至2500
万加仑。据Biodiesel Board 估计,美国目前的生物柴油直接生产能力达到1.1亿加仑/a。欧盟在1992年开始
将生物柴油应用于工业化生产,德国是目前生物柴油发展最成功的国家之一,1999年其生物柴油产量为13万t,
2005年达到120万t,成为全球使用生物柴油最多的国家。日本用煎炸油生产生物柴油,年产量可达40万t。法
国、意大利、奥地利、比利时、韩国、印度、俄罗斯以及南美的巴西、阿根廷、哥伦比亚等国也正积极发展生物
柴油。
我国发展生物柴油相对较晚,2001年9月河北邯郸建成1万t/a的生物柴油试验工厂。2002年8月四川古
杉油脂化学公司以植物油下脚料为原料成功开发出生物柴油,产品的使用性能与0号柴油相当。2004年国家科技
部启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目。2005年国家专项农林生物质工程启动,规划
2010年生物柴油产量达到200万t,2020年达1200万t。
随着国际原油价格的高企,中、英、美三国能源巨头相继宣布,将投入巨资在四川攀枝花市和凉山州等地大
面积种植麻疯树,并修建多座10万t/a以上的生物柴油厂。其中美国贝克公司未来10年内将陆续投入16亿~
20亿美元,建设20万ha麻疯树基地以及40万t/a生物柴油厂;中海油计划投资23.47亿元,至2010年将麻疯
树基地发展到50万亩(合3.33万ha),并建设10万t/a生物柴油厂;英国阳光科技集团拟投资40亿元种植100
万亩(合6.67万ha)麻疯树,并设立研发基地和生产厂。
目前,生物柴油生产方法主要有三类:化学法,生产速率虽然快,但油脂里的游离脂肪酸及水严重影响生物
柴油产率及品质;超临界法反应速率快、转化率高、无污染,但生产需要高温高压;生物法反应条件温和、醇用
量小、无污染、产品分离回收方便,但催化剂成本太高。而将超临界与化学法、生物酶法结合可使生物柴油收率
得到大幅度提升。清华大学生物法(酶法)生物柴油新工艺可以解除甲醇和甘油对酶反应活性的负面影响,酶的
使用寿命大大延长,并取得了一系列的专利。而对于生物柴油生产过程中所产生的甘油,可以继续生产1,3-丙二
醇,继而生产PTT,进一步加工成高附加值产品。
建议相关部门尽快建立有关生物柴油的质量、生产流程、工艺设计以及安全生产方面的国家标准;实行政府
引导、支持和市场机制结合的发展方针,在税收与补贴方面予以生物柴油生产企业适当的激励;最重要的是妥善
解决油料作物与农产品争地的问题。
王亚萍 中国林科院亚热带林业研究所助理研究员
我国木本油料植物正走向能源化
我国木本油料资源丰富,现有经济林2140多万ha,其中木本油料类4335万亩(合289万ha),物种包括油
茶、油桐、乌桕、油棕、小桐子(麻疯树)、光皮树、清香木、黄连木、油楠树、桉树和一些樟科植物(如沉水
樟)等。可用作建立规模化原料基地的乔灌木油脂植物在50种以上,其中分布集中并能利用荒山、沙地等宜林
地进行造林,建立良种供应基地的油料植物在30种以上。包括主要栽培植物和大量未被充分利用的野生油脂植
物,我国木本植物油资源量很大。因此,我国发展木本油料产业的资源优势明显,发展潜力巨大。
近年来,木本油料植物以其适应性强、不占用良田耕地等栽培特点,成为能源化开发的重要内容。湖南省林
科院等单位研究表明,油茶、油桐、乌桕、麻疯树、光皮树、黄连木等树种不但可用于制取生物柴油,并具备一
定的经济可行性。针对木本油料树种为能源利用目的的专用加工企业也已在各地纷纷建立,如针对油桐、乌桕资
源的宁波杰森农业公司,针对麻疯树的贵州中水能源发展有限公司等。中国林科院林产化工研究所获得了由“天
然油脂制备生物柴油新技术的研究”的成果。
目前,大多数的能源植物尚处于野生或半野生状态。野生资源与栽培植物产量差异很大,野生种经过遗传改
良,产油量可以得到提高,生产潜力增加,而且在栽培种中新品种的生产潜力也较普通的栽培种有很大差异。我
们对亚热带地区具有能源利用潜力的主要经济林树种进行调查统计,发现新品种生产能力较野生品种通常可提高
1~2倍,甚至5~8倍。
建议在发展木本油料生物能源过程中,要注意以下几点:①木本油料资源具有多样性,并非所有的木本油料
树种都适合生产生物柴油;②建立生物柴油生产物种重点放在栽培基础好、生产集中连片、分布区域广、技术条
件好的物种上;③原料成本问题是木本油料进行生物柴油开发需要考虑的问题,相对来说栽培性强的物种栽培成
本较低,栽培性较弱的物种成本较高,野生利用成本最高;④不要将能源林与食用林对立起来;⑤要科学合理地
评价现有木本油料资源,才能制定合理的利用途径,作为木本油料能源树种,首先应从大宗树种开始。