■ 陆 鸣

绿色话题

带给你更多意外的可再生柴油

■ 陆 鸣

沃尔沃卡车北美公司于2015年12月9日宣布，已批准其所有的专有沃尔沃发动机使用可再生柴油燃料。沃尔沃卡车公司因此成为世界上第一家支持使用可再生柴油燃料的OEM制造商。

可再生柴油燃料究竟有哪些优点？值得沃尔沃公司如此重视？

清洁与减排

可再生柴油是一种第二代替代燃料，与第一代生物柴油有相同的生物原料（如植物油、动物脂肪），不过却是通过酯交换过程完成的，因此油品有更好的低温性能。用它作为燃料，车辆的燃油经济性有所改善，同进还可以减少二氧化碳排放量。据美国加利福尼亚州空气资源委员会分析，按低碳燃料标准进行生命周期分析，可再生柴油可减少15%~80%的温室气体排放。沃尔沃公司使用的可再生柴油就是这样一种燃料。

加氢酯和脂肪酸（Trans ester and fatty acids，简称“HEFA”）是常见的烃类而非醇或酯燃料，可以用于柴油发动机。目前，HEFA燃料已通过ASTM国际认证，与石油喷气燃料以50%的调合率用于喷气发动机。自2011年以来，阿拉斯加航空公司、荷兰皇家航空公司和美国联合航空公司已在商业航班中验证了HEFA燃料使用的可靠性。美国国防部也是HEFA生物喷气燃料的一个潜在消费者，计划在其JP-8喷气燃料中使用该燃料。

根据美国能源信息署发布的资料，2014年全世界生产了超过10亿加仑的HEFA燃料。美国耐斯特石油公司预测，全球可再生柴油目前的需求约1000万吨/年，但当更严格的法令生效后，整个欧洲的消费量约为2000万吨，亚洲的消费量也将大幅增长。

2011～2014年全球可再生柴油的产量

更多的“通行证”

欧洲是可再生柴油的主要市场。目前，在世界范围内已有10套装置生产可再生柴油，大多集中在欧洲。芬兰耐斯特公司是目前世界上最大的可再生柴油生产商，2011年时其产能已经达到200万吨/年。其他主要的生产商有意大利的埃尼集团、美国绿色钻石柴油公司等。

在欧洲销售的可再生柴油，除了要符合普通柴油的各项标准外，还必须获得专门的认证，那就是ISCC（国际可持续性和碳鉴定，International Sustainability & Carbon Certification）证书。ISCC体系是基于欧盟新的可再生能源指令可持续性的第一个标准，已被德国农业和食品办公室（BLE）核准。2011年初，德国出售的所有生物燃料必须具有可持续性认证。耐斯特公司在芬兰帕尔沃（Porvoo）有两套年产能为19万吨的可再生柴油装置，产品NExBTL可再生柴油（HEFA燃料中一种）已获德国ISCC证书。这表明，由已被鉴定的原材料生产的NExBTL柴油，适用于符合生物含量指令的德国市场使用。

与普通柴油相比，NExBTL柴油温室气体排放可以减少50%以上。这涵盖了该产品从原材料生产到最终产品的整个生命循环周期。

逐渐被接受

2011年，荷兰鹿特丹炼油厂使用耐斯特公司NExBTL技术的80万/年可再生柴油装置投运生产。产品以植物油或废弃油脂为原料，可与矿物柴油调合使用，与化石柴油相比，尾气排放减少40%～80%，在人口密集的城市地区有助于提高整体的空气质量。

在芬兰的汽车中已开始试用可再生原材料生产、不含矿物石油成份的Neste Green 100柴油。2012年4月，由芬兰波尔沃炼油厂用废油脂生产的NExBTL可再生柴油，已销售到美国市场。

使用了NExBTL可再生柴油的赛车

相比于其他国家，美国对可再生生物柴油的接受度要高一些。2015年10月16日，美国加利福尼亚州奥克兰市宣布，为减少排放，市政车队开始使用NExBTL可再生柴油。奥克兰成为整个市政车队都使用可再生柴油的第一个美国城市，年消耗约23万加仑。另外，越来越多的城市和私人车队正在转向使用NExBTL可再生柴油，如旧金山和核桃溪（Walnut Creek）市，谷歌gBuses和UPS公司运输卡车等。2015年6月，一组赛车运动爱好者尝试用NExBTL柴油驱车从佛罗里达大西洋海岸开车到加州的太平洋海岸。

美国推进燃料（Propel Fuels）公司报道，2015年8月在加利福尼亚州南部HPR柴油的销量比生物柴油（B20）高出300%。加利福尼亚州空气资源委员会的研究也表明，可再生柴油的温室气体排放量比石油柴油可减少约70%。HPR柴油可减少有害的氮氧化物和微粒（PM 2.5）排放，改善当地的空气质量，减少儿童、老人有肺部疾病（如哮喘）的产生。

更多的原料来源

耐斯特公司新加坡可再生柴油装置（可生产80万吨/年NExBTL）于2010年投产，装置开车时仅利用棕榈油为原料。但耐斯特公司表示，将使用更多的废物来生产NExBTL可再生柴油，包括棕榈脂肪酸馏出物和一些废物如动物脂肪。研究工作主要集中在两种原材料：一是微生物、微藻和木基生物质，还有就是现有的原材料，如麻疯果油、亚麻荠油、鱼类产生的废弃物油等。

例如，芬兰和其他地方有大量的、没有被有效利用的农业秸杆，耐斯特公司就研究如何将秸秆转化为可再生柴油的原料。2012年10月，耐斯特公司位于芬兰Porvoo生产基地的欧洲首个中型装置正式投产。不过，NExBTL过程没有选择利用纤维素生物质作为原料，他们认为木质纤维素材料商业规模的微生物油装置时机还没有成熟。

油藻类微生物可以产生占其细胞重量高达80%的油，通过酵母和真菌从废物和残余物中的糖类转化成NExBTL柴油的原料还有许多。2012年，耐斯特公司新加坡炼厂开始以鱼类废物脂肪为原料生产可再生柴油。选中淡水鲶鱼的原因是：一是原料来源丰富，二是其加工后产生的废物中脂肪含量可高达30%～35%，但只含有很少的ω-3或6脂肪酸。这是其他海水鱼无法相比的。

市场潜力巨大

除了提供可再生柴油，这一生产装置还有其他潜力可挖。

2011年，荷兰鹿特丹炼油厂80万/年的可再生柴装置投运，以植物油或废弃油脂为原料，生产NExBTL柴油。在NExBTL生产过程中，可再生原料（植物油和脂肪残留物）经加氢处理成为可再生柴油燃料。与替代的酯交换法可再生柴油工艺不同，NExBTL过程不会产生甘油作为副产物。取而代之的是，甘油三酯的甘油链被催化氢化成为丙烷，脂肪酸组分被加氢脱氧、脱羰或脱羧成为相应的较长链烷烃（可再生柴油燃料）。这个过程发生在填充有专有催化剂的床层反应器中。

2016年年底前，荷兰鹿特丹炼油厂将利用新的分离过程回收和净化生物丙烷，年产3~4万吨。原料为其80万/年的可再生柴油燃料装置的侧线物流气体。生物丙烷与化石丙烷性质相似，可用于现在的液化石油气，作为发电厂燃料出售。这一装置将显著提高侧线物流的附加价值。

探索还将继续

从事纸浆、纸张和木材业务的芬兰公司UPM于2014年8月宣布，已在芬兰拉彭兰塔（Lappeenranta）建成生产世界上第一个商业化规模、基于木质的生物炼制厂，生产约10万吨/年的可再生柴油，被UPM公司称为BioVerno的柴油。该柴油可适用于任何类型的柴油发动机。

日本京都大学的一个团队于2015年11月27日宣布，研究出利用菜籽油生产可再生柴油的途径。该途径以Pd/ C为催化剂，先将甘油三酯被水解和氢化成为饱和脂肪酸，然后再在催化剂的作用下脱羧化成为烃类。将得到的烃类与适量化石柴油相调合后，可以满足日本化石柴油规范标准。