第一节 国外生物柴油的发展状况
生物柴油于1988年诞生，由德国聂尔公司发明，它是以菜籽油为原料，提炼而成的洁净燃油。突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家，尤其是资源贫乏国家的高度重视。西方国家为发展生物柴油，在 行业 规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用，美德意等国都制定了生物柴油技术标准，如美国权威机构ASTM相继在1996年和2000年发布标准，完善生物柴油的产业化条件，并且政府实行积极鼓励的方式，在生物柴油的价格上给于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克/公顷补贴，并对制造生物柴油予以免税。
欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法生产，采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-250℃下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在 研究 生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比，生物柴油更有利环保，使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10，颗粒物为20%，C02和CO排放量仅为10%。按照京都议定书，欧盟2008-2012年间要减少排放8%。就燃料对整个大气C02影响的生命循环 分析 看，生物柴油排放的C02比矿物柴油要少约50%。为此，欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用，这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比，生物柴油价格要贵一倍以上，为此新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率，并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。
西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。目前，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万吨/年。欧盟国家主要以油菜为原料，2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨，德国还于2001年月11日在海德地区投资5000万马克，兴建年产10万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂，总能力为40万吨/年，使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油，对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂，总能力33万吨/年，对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万吨/年，税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂，总能力24万吨/年。日本生物柴油生产能力也达到40万吨/年。
第二节 美国生物柴油生产情况 分析
近两个月来世界原油价格的不断上涨，已经使得美国两家航空公司申请破产），而美国历来是个相当重视能源战略的国家，积极发展可替代能源是美国能源战略中的重要部分，生物柴油作为一种新型替代能源，在美国已经发展了相当长的时间。
1980年美国制定了国家能源政策，明确提出以生物柴油替代石化柴油战略，目的在于促进本国可再生能源应用。1992年的能源政策措施（EnergyPolicyAct）规定，到2010年止，计划以非石油的替代燃料替代总进口石油燃料的10%。
根据美国能源部的统计数据，2003年美国生物柴油产量接近7000万升，而美国生物柴油专业组织BiodieselBoard的数据显示，2003年的生物柴油产量为2000万加仑，约合7570万升，2004年美国生物柴油产量达到2500万加仑，约合9462.5万升。尽管这两个统计数据有差距，但我们基本可以做出美国生物柴油的产量已经接近1亿升的判断。
2000-2003年美国生物柴油的产量（升）
1999-2004年美国生物柴油产量增长情况（单位：加仑）
生物柴油在美国的发展已经有相当长的历史，大大小小的生物柴油工厂更是分布于各地。截至2005年4月，美国共有生物柴油工厂60家，包括已经有生产实践的和筹建中的工厂在内。大部分分布在美国东部地区，见下图。
截至2005年4月美国生物柴油加工厂的分布情况
美国生物柴油生产的原料主要有大豆油、黄脂膏和牛油脂等，其中大豆油是主要的原料，以大豆油为原料生产的生物柴油在美国生物柴油市场上的占有率达到88.5%。
到2005年5月的统计，美国现有30多家公司投入了上百万美元用于发展生物柴油工厂，据biodieselboard估计，美国目前的生物柴油直接生产能力达到了每年11000万加仑，并且由于生物柴油生产的模式化比较成熟，因此该生产能力完全有可能在特定情况下在12个月的时间框架内翻一番甚至达到3倍的产量。另外在人造黄油产业（oleochemicalindustry）中也蕴藏着生物柴油生产潜力，biodeiselboard估计人造黄油产业中蕴藏着另外11000万加仑的生物柴油生产能力。目前已有25家生物柴油公司明确表示他们将进一步扩大生物柴油的生产规模。
第三节 生物柴油在国外的生产应用情况
在国际市场上，生物柴油根据等级和纯度的不同，价格在250美元/t以上。目前在美国、欧洲、亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地，并把生物柴油作为代用燃料广泛使用。
一、美国
生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初，在最近几年形成规模，并已成为该国产量增长最快的替代燃料。
考虑到促进农业生产和增加就业机会等好处，美国联邦政府和许多州政府已立法加速推广使用生物柴油。1990年，美国修正了空气洁净法，禁止在有严重空气污染城市的公共运输车辆上使用石化柴油燃料。生物柴油是唯一能够通过空气洁净法211（b）条款规定的对人体健康测试标准的石油替代品。同时，美国还制定了国家生物能源与替代能源计划（NBEAP）和国家生物燃油计划（NBP）可再生柴油替代品项目（RDAP），大力推进生物柴油的 研究 与应用。目前美国生物柴油的产能在（28.71～30.28）万m3•a-1，有7个专业生物柴油加工厂，还有12家新的生物柴油加工厂正在处于 规划 阶段。
为了促进生物柴油燃料的发展，美国政府采取了有力的补贴措施。同时，为了保证生物柴油的质量，美国制定了生物柴油标准ASTM-D6751。
二、欧盟
目前欧洲是生物柴油使用最多的地区，份额已占到成品油市场的5%。欧洲生产生物柴油的原料主要为菜籽油，与轻质油混合使用于柴油机。以法国和德国为主的欧盟国家2001年生物柴油产量突破100万t，成为世界生物柴油的重要生产地。预计到2007年，欧盟生物柴油营业额将从2000年的5亿美元猛增至24亿美元。欧盟推广生物柴油的目标是到2003年达230万t，2010年达到830万t。
目前在欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油，目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的生物柴油标准品质作出的。1999年，欧盟共生产出3.90*105m3生物柴油。2000年初德国的总生物柴油生产量已达450kt，并有逐年上升的趋势。德国凯姆瑞亚.斯凯特公司自1991年起开发研制了用植物油如菜籽油生产生物柴油的工艺和设备。目前利用该公司的工艺和设备已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂，最大产量达300t/d。由德国凯姆瑞亚.斯凯特公司开发生产的生物柴油与普通柴油主要性能比较，可以看出，生物柴油在冷滤点、闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、燃烧耗氧量、对水源的危害方面优于普通柴油，而其他指标与普通柴油相当。
现阶段生物柴油的德国标准（DINV51606）
生物柴油和常规柴油的性能比较
德国目前拥有8个生物柴油生产工厂，2002年产量为100万t，拥有300多个生物柴油加油站，并制定了生物柴油标准DIN51606，对生物柴油不征税。
法国目前拥有7个生产生物柴油的企业，年产量达40万t，在普通柴油中的掺入量为5%，生物柴油的税率为零；意大利是目前欧洲生物柴油使用最广的国家，拥有9个生物柴油生产厂，年产量为35万t，对生物柴油不征税；奥地利目前拥有3个生物柴油工业化生产厂，2个中试生产线，年产量为5.5万t，税率为石化柴油的4.6%；比利时拥有2家生物柴油生产企业和1条中试生产线，年产量达到24万t。
三、其他国家
日本政策科学 研究 所2000～2005年的发展计划中，力争每年使用40万L废食用油生产生物柴油，目前日本生物柴油的生产能力已达40万t•a-1。日本新能源和工业技术开发组织（NEDO）已委托旭化成公司将京都大学开发的一种生物柴油生产工艺工业化，这种工艺是通过废油和脂肪与超临界甲醇反应制得脂肪酸甲酯。脂肪酸甲酯用作机动车辆的生物柴油，在表面活性剂生产中也用作高级醇的中间体，计划于2006年建成一套1万t•a-1的工业化装置。
巴西曾于20世纪80年代推出“生物柴油计划”，而且进行过小型实验性生产获得成功。但因生产成本过高，没有进行大规模生产。出于多样化开发可替代能源、减少对进口石油的依赖的目的，2004年7月2日，巴西政府颁布法令，重新启动生物柴油计划巴西第一个生物柴油冶炼厂已经在北大河州的Mossoro市动工，计划投资500万雷亚尔，日产柴油5600L，日耗蓖麻籽10t，预计在2005年1月投产。巴西科技部2002年10月制订的目标是，到2005年生物柴油的掺入比为5%，至2020年达到20%。加拿大、澳大利亚、保加利亚、韩国、印度、泰国、等国家和中国香港地区也在大力发展生物柴油。
第四节 我国生物柴油的发展状况
我国已有4-5家企业生产生物柴油，年生产能力达5万吨左右。生物柴油是“绿色油田”，具有可持续性。目前我国油菜种植面积1.2亿亩，菜籽含油平均41%。在我国利用油菜发展生物柴油具有独特优势，有着广阔发展前景。
我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的 研究 、倡导工作。我国生物柴油的 研究 与开发虽起步较晚，但发展速度很快，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。目前各方面的 研究 都取得了阶段性成果，这无疑将有助于我国生物柴油的进一步 研究 与开发。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。
著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题：原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项，由上海内燃机 研究 所和贵外I山地农机所承担课题，联合 研究 长达10年之久，并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索；中国农业工程 研究 设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作；辽宁省能源 研究 所承担的中国——欧共体合作 研究 项目也涉及到生物柴油；中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的 研究 。
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”，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对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作 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”。
1999-2002年，湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术（948项目）——《能源树种绿王树及其利用技术的引进》，从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树（Euphorbiatim-calli）优良无性系；研制完成了绿玉树乳汁榨取设备；进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的 研究 ：绿玉树乳汁催化裂解 研究 有阶段性成果。
但是，与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级 研究 阶段，未能形成生物柴油的产业化：政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此，我国进入了WTO之后，在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。
第五节 我国生物柴油的产业化前景
2003年，受国民经济持续快速增长的拉动，中国石油市场需求增势强劲，石油产品需求总量增长幅度达到两位数，为11.4%，比上年提高了7.4个百分点，这促进了石油进口量的大幅攀升，使我国成为石油消费和进口大国。石油市场资源供应出现紧缺，价格全面上涨。据中国物流信息中心统计，2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步 分析 2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似，将继续保持消费需求旺盛，供需基本平衡的格局，但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。
我国是一个石油净进口国，石油储量又很有限，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此，提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为，生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前，汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向，据专家预测，到2010年，世界柴油需求量将从38%增加到45%，而柴油的供应量严重不足，这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油，可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路，有利于调整农业结构，增加农民收入。
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油 市场发展 的焦点问题。业内人士指出，到2005年，随着我国原由加工量的上升，汽油和煤油拥有一定数量的出口余地，而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨，与2005年相比，将增长24%；至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来，尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前，生产柴汽比约为1.8，而市场的消费柴汽比均在2.0以上，云南、广西、贵州等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快，随着国民经济重大基础项目的相继启动，柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此，开发生物柴油不仅与目前石化 行业 调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合，而且意义深远。
目前我国生物柴油技术已取得重大成果：海南正和生物能源公司、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。
中国工程院有关负责人介绍，中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。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。
发展生物柴油，我国有十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热资源分布各异，能源植物资源种类丰富多样，主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用，只有向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化，才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。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，只要把关于生物柴油的 研究 成果转化为生产力，形成产业化，则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
第六节 生物柴油在我国生产应用情况
利用大宗过剩农产品粮食发酵生产醇类如乙醇汽车代用燃料和利用油脂转化生产生物柴油是生物可再生能源的两个重要 研究 方向。多年来我国相继开展了一些生物柴油的 研究 与开发工作，中国科技大学、中国石油大学、华东理工大学、辽宁省能源所等分别进行了实验室 研究 开发和小型工业试验。近年来，在生物柴油生产技术领域取得了重大进展。清华大学研制成功生物酶法转化可再生油脂原料制备生物柴油新工艺，突破了传统酶法工艺瓶颈，产品产率达到90%以上；中国农科院油料所采用共沸蒸馏甘油酯化-甲酯化技术，用废弃油脂生产生物柴油，实现废弃油脂游离脂肪酸酯化和油脂酯交换的高效反应，开辟了废弃油脂转化为生物柴油的新途径。现行的生物柴油生产技术主要是液碱催化酯交换工艺，存在工艺流程复杂、原料要求严格、三废排放污染环境等缺点。我国在开发环境友好的生物柴油生产技术领域也进行了积极探索，目前国内正在开发的新工艺包括高压醇解成套新工艺、双溶剂多相催化酯交换工艺、超声波酯交换工艺、固体碱催化酯交换工艺等。
近年来我国生物柴油在产业化方面取得重大突破，海南正和、四川古杉和福建卓越等公司相继建成了规模超过年产万t的生产厂，产品已经达到国外同类产品的质量标准，各项性能与0#轻柴油相当，标志着生物柴油产业在我国的诞生。
虽然我国生物柴油产业的发展取得了许多可喜的成绩，但与国外发达国家相比，还有相当大的差距，主要表现在长期徘徊在初级 研究 阶段，产业化规模不大；政府尚未针对生物柴油提出一套扶持、优惠和鼓励的政策办法，致使生物柴油在价格上无竞争优势；没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化的发展战略。由于生物柴油的生产成本比石化柴油要高，社会上缺乏对生物柴油的有效需求，综合优势不够明显，没有取得应有的社会效益和经济效益，致使生物柴油在国内开发初期处于停滞不前状态。
柴油的供需平衡问题将是未来较长时间内我国石油 市场发展 的焦点问题之一。目前，我国每年柴油消费6000～7000万t，其中1/3依赖进口，预计到2010年我国柴油需求量将突破1亿t。发展生物柴油产业是件利国利民的好事，国家应借鉴国外经验，通过舆论宣传加强人们对生物柴油的认识；实行灵活有效的发展方针，在税收与补贴方面予以适当的扶持；加快建立有关生物柴油的质量、生产流程、工艺设计等方面的国家标准；以保证生物柴油的质量；同时还要加大科技投入力度，鼓励和支持科研攻关和产业创新，不断降低生产成本。我国地域辽阔，拥有丰富的生物柴油生产的原料资源，北部盛产大豆油、王米油、葵花籽油，南部盛产菜籽油、棕榈油、椰子油，西部盛产棉籽油，每年在榨油、炼油过程中还会产生大量下脚料及食用回收油，如加以充分利用，生物柴油这一可再生、清洁能源具有广阔的发展空间。只要政府创造良好的产业发展环境，产业界和科技界共同努力，在不久的将来生物柴油成为对国家经济社会发展有重要贡献的产业是大有希望的。
第七节 我国发展生物柴油的原料 分析 及发展建议
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油 市场发展 的焦点问题。业内人士指出，到2005年，随着我国原由加工量的上升，汽油和煤油拥有一定数量的出口余地，而柴油的供应缺口仍然较大。我国柴油产量到2005年预计可达到80.5Mt，仍缺口600～2400kt。预计到2010年柴油的需求量将突破100Mt，与2005年相比，将增长24%；至2015年市场需求量将会达到130Mt左右。近几年来，尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前，生产柴汽比约为1.8，而市场的消费柴汽比均在2.0以上，云南、广西、贵州等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快，随着国民经济重大基础项目的相继启动，柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此，开发生物柴油不仅与目前石化 行业 调整油品结构提高柴汽比的方向相契合，而且意义深远。
国内也已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠油脚料、工业猪油、牛油及野生植物小桐籽油等作原料，经预酯化、再酯化射干难产生物柴油的工艺。高品质的原料是生产高品质生物柴油和取得高收率的基本保证。由于双低菜籽油生产的生物柴油含硫量低，从而使该菜籽油生物柴油具有好的排放标准，因此目前在欧洲普遍栽种双低菜籽。就目前而言，每公顷土地可生产约30t菜籽（含油量约40%）。我国有很多地区油菜籽种植面积很大，在加工传统的食用油的同时不失时机地开发生产生物柴油燃料是油菜籽利用的一个重要方向。另外， 研究 发现棉籽油与双低菜籽油的脂肪酸组成相似，因此在我国采用棉籽油作为生物柴油的原料还是可行的。当然，此时的棉籽油生物柴油标准需要按照中国的实际作相应的调整。
1t油菜籽可制取约160kg生物柴油，同时可副产16kg甘油。而纯度高达99.7%的特级甘油价格为2000美元/t。因此，制取生物柴油与精致甘油工艺联产，将能取得较为理想的经济效益。若能建年产100kt具有一定工业化生产规模的生物柴油装置，其经济效益更为可观。近几年来，生物柴油燃料已被越来越多的重视，在美国和欧洲已开始建立商品化生产，市场很有吸引力，原料也不会存在问题，因此，有很多大公司纷纷开拓这一业务，期望在开始时就能占领市场。南斯拉夫在五、六年前已研制成功这项技术且已生产，后因经济困难而停产，测试数据表明，南斯拉夫的技术水平同德国、意大利等国的相同，可探讨与南斯拉夫合作帮助我国发展这一技术。
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