生物柴油作为一种可再生能源,对于消耗“地沟油”等废弃油脂、提高石化柴油润滑性能以及降低排放等发挥着重要的作用。近年来,国内出台了一系列相关政策,为生物柴油产业提供了新的发展契机,推动了产业的规范化发展,但仍有一些问题需要正视。
未来3~5年,“全天候、全地域、全覆盖”
2019年6月12日科技部发布《关于发布国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”等重点专项2019年度项目申报指南的通知》(以下简称《指南》),其中“3.3 生物质连续化制备高品质生物柴油关键技术(共性关键技术类)”涉及生物柴油。
需要注意的是,该《指南》要求冷榨冷提制油,残油率小于1%,催化剂连续使用寿命达到1∶800以上,脂肪酶发酵酶活不低于 14000U/mL,生物柴油产品质量符合GB/25199-2017,生物柴油硫含量≤10mg/kg,冷滤点≤-20℃。其中“冷滤点≤-20℃”为生物柴油调和燃料“全地域、全天候、全覆盖”的战略需求奠定了物质基础。
该课题执行时间为3~5年,也就是说3~5年后,生物柴油要满足冷滤点≤-20℃的要求,这一点对中国的生物柴油产业要求较高。目前,德国DINV51606生物柴标准规定冬天生物柴油冷滤点不高于-20℃。从生产实际来看,河北隆海生物能源股份有限公司的生物柴油凝点达-8℃,储备技术生产的生物柴油凝点达-50℃,已高于《指南》要求。
需要指出的是,该《指南》在“研究内容”部分肯定了工业油脂和废弃油脂总量超过1000万吨,这对于平息有关媒体“工业油脂和废弃油脂总量超不过500万吨”,以及一些智库认为“生物柴油产业缺乏足够原料”等谬论大有帮助。
目前,政策的基点应立足于如何将1000万吨/年废弃油脂规范引导进入生物柴油产业。
地沟油进入生物柴油数量将稳步上升
《国务院办公厅关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》(国办发〔2010〕36号)于2010年7月13日发布,时隔七年的2017年04月24日,国务院办公厅又发布《关于进一步加强“地沟油”治理工作的意见》。后者与前者相比,后者明确“县级以上地方人民政府要对本地区餐厨废弃物、肉类加工废弃物和检验检疫不合格畜禽产品的处理负总责。(各省级人民政府负责)”。国务院两次发文,足见问题严重。2019年初公安部组建食品药品犯罪侦查局,截至2019年11月29日,近11个月时间各地公安机关侦破食品犯罪案件8758件,从这些数据可以看出食品犯罪形势依然严峻,不容盲目乐观。
从另一个角度看,仍有大量的地沟油需要规范进入生物柴油行业。可以预见,随着食品犯罪案件侦破力度加大,地沟油进入生物柴油行业的数量将稳步上升。
生物柴油润滑性能获得重视
中央军委后勤保障部2019年6月发布《关于申报2019年度军队后勤开放研究项目的通告》(以下简称《通告》),提出研究加氢工艺军用柴油特性指标(如润滑性等)、加氢生产工艺和产品配方体系等。
现有的炼油工艺加氢脱除硫和氮之后,油品润滑性下降,磨痕直径在500~800μm。《车用柴油》(GB19147-2016)规定,润滑性(校正磨痕直径60℃/μm)不大于460μm,其技术措施是在加氢组分中添加生物柴油。无论是原油加氢、地沟油加氢、煤加氢还是生物质加氢得到的柴油馏分不添加脂肪酸甲酯,“润滑性(校正磨痕直径60℃/μm)不大于460μm”的指标均无法达到。
目前,相关企业通过在加氢柴油馏分中添加脂肪酸甲酯,可以做到润滑性(校正磨痕直径60℃/μm)不大于340μm,质量稳定。可以考虑将《军用柴油规范》(GJB 3075-97)、《车用柴油》(GB19147-2016)、《生物柴油调和燃料(B5)》(GB25199-2015)中“润滑性(校正磨痕直径60℃/μm)不大于460μm”,修改为“润滑性(校正磨痕直径60℃/μm)不大于340μm”。我国军用柴油要在润滑性方面处于世界领先地位,保证战备需要。
值得一提的是,2002年我国开始发展生物柴油产业时,通过文献检索到美国军方在用生物柴油,当时判断其是出于环保考虑,现在看来主要是为了提高润滑性。柴油的润滑性对于柴油机的高压共轨系统、燃油泵、喷油嘴等系统的性能发挥与寿命有直接关系,需要引起足够重视。
柴油车排放治理提供契机
生物柴油可为治理柴油机,以及以柴油机为动力的机械(包括柴油货车、船舶以及非道路移动机械等)排放污染发挥作用。当前国家对于柴油车排放的监管趋严,这为生物柴油产业的发展提供了新的契机。研究表明,生物柴油作为一种清洁的柴油替代品,对于柴油车减排效果明显,尤其是在高原地区。
2018年《政府工作报告》提出“开展柴油货车超标排放专项治理。”2019年1月4日,生态环境部等11部门联合发布《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》(以下简称“行动计划”),内容涉及清洁柴油车行动、清洁柴油机行动和清洁运输行动、清洁油品行动等四个方面,并以京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原相关省(市)以及内蒙古自治区中西部等区域作为重点区域进行治理。在行动计划落地过程中,生物柴油推广运用明显加快。
通过油品升级来降低柴油车的排放,尤其是硫氧化合物的排放,在平原地区非常有效,但在高原地区效果却并不明显。高原地区气压低、温差变化大、空气中氧含量低的特点限制了油品升级对于柴油车排放的改善,常规柴油机污染治理措施效果并不理想。
相关汽车与发动机科研机构在高原地区(平均海拔2023~2027米)开展了高原特殊环境下重型柴油车燃用不同油品综合性能对比研究。结果显示:在高原地区,石化柴油从国五升级到国六,并不能有效改善重型柴油机的动力性;通过油品的进一步升级,以降低高原环境下国四、国五柴油车尾气排放(尤其是颗粒物数量,PN)的空间仍很大。
根据上述特殊环境下,重型柴油车燃用不同油品综合性能对比研究:相比国六柴油,全测试循环中,国五重型柴油车采用B5、B10(石化柴油填加5%、10%比例的生物柴油)时,PN比排放降低幅度分别为9.95%和8.11%;CO比排放降低幅度分别为23.18%和25.98%;CO2比排放水平大体相当,但从全生命周期考虑,生物柴油排放的二氧化碳要比石化柴油低;总烃(THC)排放水平总体都较低(远低于国五水平);NOX比排放变化不大,但二者NO2比排放分别降低2.48%和8.21%,因此在高原环境下使用生物柴油可减小NOX的排放毒性。
相比国六柴油,低速工况运行时,国五重型柴油车采用B5、B10时,PN比排放降低幅度分别为10.26%和33.88%,CO比排放降低幅度分别为35.7%和67.64%,相比全测试循环时PN和CO降低效应更为显著,且二者降低幅度同时随生物柴油掺混比的增加而增大。此外,低速工况下,B5和B10的NOX比排放稍增加,但NO2比排放分别降低6.25%和5.21%。在国六石化柴油中,随着生物柴油掺混比的增加,B5和B10柴油的校正磨痕直径显著降低,降低幅度高达50%左右,油品的润滑特性显著改善,有效降低发动机机械磨损(如高压共轨系统燃油泵、活塞与气缸壁面等),延长使用周期及降低机油耗与燃油耗。
此外,掺混一定比例生物柴油,在提升燃料氧助燃效应的同时,可有效改善油品的润滑特性,降低发动机机械磨损,延长使用生命周期以及降低机油耗与改善实际燃油经济性。
高原地区生态环境脆弱,承载能力差,恢复慢,机动车排放污染对高原地区影响甚于平原地区。随着我国加强高原地区排放标准制定,生物柴油在高原地区的推广运用指日可待。
企业融资渠道变宽
2019年11月21日,福建龙岩卓越新能源股份有限公司上海证券交易所科创板上市。根据证监会发布的公告,科创板重点支持新一代信息技术、高端装备、新材料、新能源、节能环保以及生物医药等高新技术产业和战略性新兴产业。科创板能够将生物柴油产业视为高新技术产业和战略性新兴产业,对于生物柴油的战略定位非常重要。
当然,此前隆海、金利海、大地、宝润等企业在新三板以及香港、英国、美国资本市场上市,生物柴油产业已经融入了世界主要资本市场。
理性看待进出口
2019年中国共出口生物柴油约60万吨,出口工业级油脂(废弃油脂)约50万吨。大型生物柴油生产企业如河北隆海、唐山金利海等企业均向欧盟出口生物柴油。出口的生物柴油能够满足欧盟标准,说明中国生物柴油在质量上处于国际领先地位,技术可靠。进口的生物柴油主要是马来西亚、印度尼西亚等由棕榈油制取的生物柴油,凝点较高,适用于广东等南方地区。
中国目前已经出现了工业级废油以及生物柴油同时存在进口和出口的现象。从质量上看,出口的生物柴油是目前在中国属于非常高端的一类,进口的油相对凝点稍高。出口的废弃油脂中,也是国内14种类质量较好的品种,相当于泔水油,酸值低,凝点不高。真正的地沟油由于酸值高、凝点高,不适应欧洲的工艺,出口并不多。
对于生物柴油与废弃油脂的出口,业界有不同认知,有专家认为出口不利于生物柴油产业发展;有专家认为国内生物柴油缺乏强有力的混配措施,无法进入成品油销售主渠道,英雄无用武之地,出口实属无奈之举。
现在我国生物柴油产业已形成产品、技术、设备三驾马车同时出口局面,产品出口批次多,数量大,质量稳定,勿需多虑;而技术和设备刚刚开始出口,务必要谦虚谨慎,保证质量。
可再生能源相关政策存短板
全国人大常委会2019年8月至11月组织开展了可再生能源法执法检查。具体到生物柴油领域,主要的问题有:
1.可再生能源非电应用政策支持和经济激励力度不足,生物柴油等产品缺乏具体的支持政策,受特许经营限制,难以公平进入市场。
2.生物质能相关技术有待突破。成型燃料、生物燃料乙醇、生物质气化等存在技术瓶颈;可再生能源标准化建设、开发利用装备公共检测试验能力有待提升。
3.可再生能源行业监管力度不够。可再生能源法规定了各级政府部门、相关企业的权利义务,具体实施中由于相关责任主体不够明确、缺乏有力监管等原因,造成对执行不到位的难以实施处罚。
《全国人民代表大会常务委员会执法检查组关于检查中华人民共和国可再生能源法实施情况的报告》(以下简称《报告》)中提出的“意见和建议”中,具体到生物柴油的条款如下:
1.进一步强化生物质燃料、可再生能源热利用等可再生能源非电应用的政策支持,加大资金扶持力度,完善配套政策及相关规定,在入管入网入市等方面规范标准、简化程序,为可再生能源在各个领域推广创造条件。严格落实国家对可再生能源开发利用项目的增值税、所得税、费用减免等税费支持政策,降低企业非技术成本。
2.支持建立可再生能源技术公共技术研发平台、关键设备检测试验平台,提高公共技术服务能力和标准化水平。
《报告》中指出,要进一步修改完善可再生能源法,但仍有一些与生物柴油相关的问题并没有被考虑到。例如,废弃油脂的收集与食品安全、生物质能源林的培育与管理、有关民营企业与石油央企法律诉讼久拖不决、石化柴油中生物柴油消费比重的应用等。
这些问题既具有可再生能源矛盾的普遍性,又具有生物柴油产业矛盾的特殊性,建议在全国人大常委会修改完善可再生能源法时加以考虑并解决,为生物柴油产业发展提供完备的法律保障框架。
需形成原料—生产—应用(销售)产业链
相比石化产业来说,生物柴油困难在于企业对原料没有定价权,原料并不控制在生物柴油企业手里;同时,对于生物柴油产品没有定价权。生物柴油能否进入市场并不是生物柴油企业说了算,而是处于垄断地位的石油石化企业说了算,这一点在《报告》中已有明确表述。
生物柴油企业之所以在没有要一分钱国家财政直补情况下能生存下来,一是出口帮了忙,另一个是国内的化工市场帮了忙。我们立足要找到一条“原料—生产—应用(销售)”产业链,现在这个产业链已基本形成。
比较成功的案例有三个:一是上海中器环保科技有限公司,该公司不做餐厨垃圾处理,但上海市规定餐厨垃圾处理得到的废弃油脂必须给该公司,该公司生产的生物柴油与柴油混配后进入上海的中石化、中石油的加油站;二是深圳市朗坤生物科技有限公司,该公司从餐厨垃圾入手,提取废弃油脂,生产生物柴油并应用于环卫运输车辆;三是重庆天润能源开发有限公司,其模式与深圳市朗坤公司相似。这三家公司虽然面临的政策环境不同,但形成的“原料—生产—应用(销售)”产业链具有共性,对生物柴油产业未来发展具有指导意义。
现在全国共有156家生物柴油企业,能够控制原料的为数不多;另一方面,国家发改委支持了105个餐厨垃圾处理试点城市,其中真正和生物柴油产业有机结合的不多。如何从宏观上促成这两个方面的有机结合,从全国范围内形成“原料(餐厨垃圾)—生产(生物柴油)—应用(销售)(混配进入加油站或车辆应用”产业链,需要加强顶层设计并付出努力。
相关标准废止副作用渐显
《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》(GB/T 20828)于2006年颁布实施。该标准对于生物柴油产业的健康发展起到决定性的作用,避免了”李鬼“代替”李魁“扰乱成品油市场。
该标于2017年被废止,之后作为GB25199-2015《生物柴油调和燃料(B5)》强制标准的附录3使用。标准废止后,生物柴油作为一个单独产品就不存在了,财政部、税务总局和发改委对生物柴油相关的税收政策就没有了载体,商务部、国家发改委对于成品油的管理办法,也将无法管理生物柴油,海关总署无法将生物柴油作为商品列入关税清单,并赋予“税则号列”。同时市场监管总局、国家能源局、国家标准化委员会、军委装备发展部军事能源局无法对生物柴油按照凝点分为5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号,并与相应标号的柴油进行混配。同时,难以对生物柴油中金属含量(包括Na、K、Mg、Ca、Zn、Fe)以及非金属氮、磷、硼、硅、氯、硫进行规范,将使生物柴油全地域、全天候、全覆盖、全域作战、全时备勤战略目标落空,重新制定生物柴油B100标准迫在眉睫。
历史上江苏卡特生物柴油能源公司曾因出售生物柴油的减压渣油被处以重罚,这个教训导致生物重油国标的立项。一方面,生物重油国标正在制订,另一方面,又废止了生物柴油的相关国家标准,舍本逐末,严重阻碍了生物柴油产业的技术进步与升级。