文- 清 扬

生物柴油：地沟油新出路

文- 清 扬

研究发现，有一类地沟油的分子是由14～18个碳链组成，而柴油分子大约由15个碳链组成，因此，将地沟油转化为生物柴油，成为众多科学家及科技企业研发的主攻方向

地沟油转化技术新突破

今年6月，中国农业科学院发布2014年度科技成果奖获奖名单。其中，中国农科院油料所等单位研发的生物柴油转化技术喜获年度科技成果奖一等奖。

很少有人知道的是，这一技术成果的问世，将极大推动地沟油问题的解决。

这一技术主要以地沟油、小桐子、光皮树等非食用油脂资源为原料，转化生成生物柴油。它突破了原有技术转化率低、能耗高、废水排放大、产品质量不稳定等一系列瓶颈，解决了非食用油脂资源生物柴油转化技术的产业化难题。

特别值得一提的，是其中的高效油水分离装置的分离效率达到了93%以上，可广泛用于餐饮、食品油脂加工企业的含油废水回收；开发的多功能生物柴油品质改良剂，显著提高了生物柴油产品的氧化安定性和低温流动性，有助于推动地沟油生产生物柴油的产业化。

目前，我国每年产生地沟油在200万吨以上。但我国对地沟油的处置再利用途径比较单一，主要通过初加工或简单深加工制成硬脂酸原料、饲料添加剂、肥皂原料、机械加工用油及脱模油等。而且，这些方法都存在技术落后、设备简陋、污染严重、卫生状况恶劣等问题。

与此同时，研究发现以植物油为主的一类地沟油，其分子一般由14～18个碳链组成，而柴油分子大约由15个碳链组成，因此，如何将地沟油转化为生物柴油，便成为众多科学家及科技企业研发的主攻方向。

生物柴油的问世

说到生物柴油，就不能不提到发动机的发明者、德国人狄色尔。1897年，狄色尔在试验他所发明的柴油机时，就使用了植物油做燃料——这也许是世界上最早的生物柴油。

1983年，美国科学家首先将菜籽油甲酯用于发动机并燃烧了1000个小时，他们还首次将可再生脂肪酸单酯定义为生物柴油。

第二年，美国和德国等国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料进行燃烧。

1988年，德国聂尔公司以菜籽油为原料，提炼生成生物柴油并实现了产业化生产。由于生物柴油具有突出的环保性和可再生性，因此广受世界发达国家尤其是资源贫乏国家的重视。

后来，科学家们发现，生物柴油的原料并不局限于菜籽油，也可以是大豆等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂，甚至是地沟油。

利用地沟油提炼生物柴油技术的出现，使西方国家成功解决了地沟油回收处理问题。此后，为发展生物柴油，西方国家在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施，鼓励推动其产业化发展。

美国早在20世纪90年代初，就开始将生物柴油投入商业性应用。1992年，美国能源署及环保署提出生物柴油可作为清洁燃料。1999年，美国签署了开发生物质能源的法令，生物柴油B20被列为重点发展的清洁能源之一。随着生产工艺的改进，美国生物柴油的生产规模不断扩大。目前，美国有4家生物柴油生产厂，年产量30万吨；生物柴油的价格已降到每升0.33～0.59美元——这个价格，已趋近于石油柴油的价格。

我国生物柴油的研究与开发起步较晚，上世纪80年代，原机械工业部和原中国石化总公司拨出专款立项，由上海内燃机研究所和贵州山地农机所承担课题，联合研究长达10年之久。系统的研究则始于中科院“八五”重点科研项目“燃料油植物的研究与应用技术”。“九五”期间，中科院完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。

与国外相比，我国在发展生物柴油方面存在较大差距：长期徘徊在初级研究阶段，未形成生物柴油的实用化产业化。国家虽已发布《生物柴油调和燃料（B5）》标准，并出台针对利用废弃动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税的政策，但由于缺乏成熟完善的产业技术，生物柴油的产业化一直没有突破性进展。

此次中国农科院油料所生物柴油转化技术的问世，为生物柴油的产业化奠定了基础。未来，这一技术的推广应用，不仅可以缓解能源紧缺危机，还能避免地沟油直接排放污染环境或重回餐桌危害健康，因此有着广阔的应用前景。

地沟油制生物柴油前景广阔

与石化柴油相比，用地沟油生产生物柴油具有诸多优势。

环保清洁性。生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体损害低于石化柴油；它的生物降解性高达98%，降解速度是普通柴油的2倍；它的硫化物含量极低，能极大降低有害物质的排放。

数据显示，使用生物柴油的车辆与使用石化柴油的车辆相比，尾气中碳氮化合物的含量降低了56.3%，浮游粒子含量降低55.4%，空气毒物的含量降低60%～90%，一氧化碳的含量降低43.2%，二氧化碳的含量降低78.3%。因此，推广生物柴油，能有效改善因二氧化碳排放而导致的全球变暖问题。

可再生性和安全性。生物柴油可以经过多种途径再生制造，且它的闪点（在规定试验条件下，液体表面上发生闪燃的最低温度）高于石油柴油，因此，在运输、储存、使用等方面都更加安全。

燃烧抗暴性。生物柴油的十六烷值比柴油高，燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性，因此可采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。虽然它的热值比柴油低，但它所含有的氧元素能促进燃料燃烧，因而能提高发动机的热效率。

低温启动性和润滑性。生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，冷滤点达到零下20℃。它的润滑性能也比石化柴油好，可以有效降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，延长发动机的使用寿命。

可调和性和低成本性。生物柴油能够按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗，提高动力。

此外，地沟油来源广泛，成本比石油低很多。且生产出来的生物柴油可以沿用石化柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备，无需更多投资。

正是看到了这些优势，世界各国都在致力于开发高效无污染的生物质能利用技术。其中，欧盟已成为全球生物柴油主产地。2011年，世界生物柴油总产量达到2050万吨，其中欧盟占51%，南美地区（巴西为主）占24%，亚洲13%，中北美为11%，其他地区1%。

我国目前的生物柴油年产量约为20万吨，与发达国家相比差距较大。对此，国家发改委在2007年发布的《可再生能源中长期发展规划》中提出：生物柴油年利用量到2020年要达到200万吨。从20万吨到200万吨，在追赶并弥合这一缺口的过程中，可以预见，生物柴油作为一种重要的清洁燃料，将在我们的生活中发挥更加重要的作用。

（责任编辑/余风）